天津大學化學工程研究所自從1981年籌建開始算起，到今年已進入第四十個年頭。時間長河，彈指一揮間。然而對于本所，這是不平凡的四十年。再過一個月化學工程研究所創始人余國琮院士將迎來他的99歲生日，余國琮先生是新中國成立初期最早回國參加社會主義建設的海外優秀學者之一，率先在天津大學開展大型精餾塔研究。上世紀60年代初余先生臨危受命承擔重水精餾分離技術研究，帶領團隊艱苦奮斗，攻堅克難，協助化工部在中國土地上第一次生產出了重水，解決了當時的“卡脖子”問題，為新中國核工業起步做出了重要貢獻，在教學上開辦了“穩定同位素分離專門化”以培養這方面人才，與此同時開創了我國工業精餾科學研究的先河。改革開放之后，余國琮先生領導課題組恢復大型精餾的科學研究，為了更好開展研究，1981年開始籌備建立化學工程研究所。鑒于余國琮先生取得的成績，1982年教育部正式批準在天津大學設立化學工程研究所，由余國琮先生任所長，重點開展精餾技術基礎與應用研究。天津大學同時獲教育部批準成立的還有精密儀器研究所、內燃機研究所以及系統工程研究所。四個研究所的成立為天津大學加速發展并在工科教育與科研領域形成特色與優勢發揮了重要作用。

研究所成立伊始，白手起家，余國琮先生只能從當時他領導的化工機械專業抽調人力和物力來籌建，開展科研舉步維艱。但那時恰逢我國經濟騰飛，對石油化工產品需求快速增長，余國琮先生洞察國家重大需求，帶領全所同仁艱苦奮斗，克服各種困難，在大型工業精餾塔的基礎和應用領域潛心研究，開拓創新，取得諸多突破，形成了具有新型塔內件的高效填料塔技術等一系列應用技術，在全國數百家企業的數以千計的精餾塔中得到成功應用，創造了輝煌的成績，應用于工業的精餾塔最大直徑超過了10米，在煉油常減壓精餾、空分精餾塔等大型精餾塔應用技術領域完全取代了國外技術，在石油化工、化工等大型流程工業領域也占據了國內大部分技術市場，大大提升了我國整個化工行業精餾技術水平，為國家經濟建設做出了巨大貢獻，使我國工業精餾技術一躍達到國際先進水平。其間本所也得到了蓬勃發展，成員由初建時的十幾人達到最多時的50余人，研究生超過百人，多項成果獲得國家及省部級科技獎勵，同時獲得了原國家科委、國家教委授予的“先進科研集體”等榮譽等稱號，贏得了學術聲譽。

余國琮先生以戰略眼光看待研究所取得的成績，不失時機與清華大學、華東理工大學以及浙江大學聯合共同籌建我們國家化工領域第一個國家重點實驗室：“化學工程聯合國家重點實驗室”。該實驗室于1990年正式建成，天津大學分室重點承擔精餾基礎研究。余國琮先生依托研究所承擔了“精餾技術國家過程研究中心”的建設領導工作，出任該中心首屆技術委員會主任。同時國家科技部依托本所成立了“國家化工填料塔及其內件新技術推廣中心”。至此，在余先生的領導下以研究所的力量為源頭依托天津大學建成了從基礎研究、工程應用研究直到技術推廣的較為完整的精餾技術科研國家級平臺，同時組建了精餾塔內件設備生產加工企業，形成了“研究-設計-加工-安裝-服務一條龍”模式和經驗，成功實踐了精餾基礎與應用研究成果向生產力的轉化，為科研成果轉化提供了成功的樣板。期間教育部曾專門在天津大學召開現場會，以總結、推廣研究所在科研成果轉化方面的成功經驗。

研究所在科研成果轉化方面的成功根植于基礎研究，同時也有力反哺了基礎研究，讓研究所的科學研究漸入佳境。余國琮先生抓住了大型工業精餾塔的共性關鍵問題，提出并領導了復雜兩相流體力學、界面傳質現象等基礎研究，建立了精餾塔板氣-液兩相流的測量方法，發展了相應的計算流體力學模型，將現代光學技術應用于界面傳質現象測量，建立激光全息干涉測量裝置精確測量近界面濃度分布，引入激光紋影儀、激光粒子測速儀，解決了界面湍動現象的定性和定量測量問題，獲得了一批理論成果，形成了基于氣液兩相湍流和界面傳質現象研究的現代傳質理論及其研究方法。與此同時本所還在膜與海水淡化、高壓吸附、酶催化與生物化工、化工過程系統工程、化工過程強化、新能源及其材料等研究領域取得快速發展和長足進步，形成了新的優勢。

1993年研究所領導班子換屆，雖然余國琮先生不再擔任所長職務，但他對本所的科學研究仍然發揮著重要的領導作用。他基于大型精餾塔的流體力學以及傳熱、傳質動力學等工程科學問題的長期研究，結合現代計算機以及物理技術的發展，提出了“計算傳質學”理論研究，為化學工程開辟了新的前沿研究領域。計算傳質學是基于基礎的守恒以及傳遞動力學方程，通過數值計算實現對化工過程中流體系統的濃度、流速以及溫度場的嚴格模擬和預測，旨在用嚴格的科學計算取代化工過程設計中對經驗的依賴。為此需要解決物質在多相湍流體系中的擴散、遷移的模型化等一系列科學問題。經過20多年的努力，余國琮帶領團隊已經在氣-液兩相湍流模擬、湍流擴散以及相間界面傳質等方面取得了諸多突破，建立了對化工過程中流體濃度場進行嚴格模擬的兩方程模型以及雷諾質流模型，實現了精餾、吸收、吸附、固定床反應、鼓泡塔以及流化床反應等過程的嚴格模擬。相關的研究三次獲得國家自然科學基金重點項目資助，成果多次被國內外知名學者引用和高度評價，先后出版多部中、英文專著，培養了一大批博士、碩士。余先生領導的計算傳質學研究讓本所再次站在了學科前沿。

余國琮先生領導的精餾過程理論與應用、化工計算傳質學等領域的研究在國際上產生了重要影響。在十多個國外學術機構作報告（美洲2次，歐洲10次，亞洲2次），得到同行關注，并建立廣泛聯系，包括早期的與瑞士Sulzer（蘇爾壽）公司、國際最大的空分技術公司Praxair、美國精餾設備制造商Norton（諾頓）公司、英國BP（英國石油）公司的業務合作，近期的與全球第四大空分公司AirProducts（空氣產品）公司、國際著名精餾研究機構美國的FRI（精餾研究公司）以及英國Aston大學等國際知名企業、研究機構和高校開展的實質性業務和合作與學術交流，共建聯合研究機構，讓研究所聞名于海外。余國琮先生出版的關于計算傳質學的專著在國際著名科學出版商Springer Nature網站的購買量已經超過兩萬份，僅在一年之內得以再版，創該出版商之佳績。

縱觀研究所四十年發展，我們一直秉持余國琮先生之主張，潛心研究，甘坐“冷板凳”，數十年磨一劍，逐步形成了為國家做有用的科研，注重應用，把研究成果轉化成實際生產力，為國家經濟建設做實實在在的貢獻這一鮮明的特色，鑄就了“高屋建瓴，堅持不懈，勇于創新，理論聯系實際”的研究所精神。研究所這一特色和精神適應了國家發展需求，因而為國家做出重要貢獻，自身也得到了長足發展。

今天我們正面臨世界百年之大變局，中國將由制造大國邁向制造強國，人類社會需應對前所未有的挑戰。立足科研潮頭猶如逆水行舟，但我們也面臨機會、責任重大。研究所將在新的形勢下沿余先生開辟的方向，充分發揚研究所精神，形成新的特色，保持研究所的青春與活力，為民族振興乃至人類可持續發展做出更大貢獻。

袁希鋼

天津大學化學工程研究所所長

2020年10月18日

（原載于“天津大學化學工程研究所成立四十年文集”，稍有刪減）