前不久，中國能源化工領(lǐng)域的重要獎項——閔恩澤能源化工獎第六屆榜單揭曉，中石化石油化工科學研究院有限公司（以下簡稱“石科院”）青年科學家喬富林榮膺“青年進步獎”。他與團隊創(chuàng)新研發(fā)的生物基化學品、生物基驅(qū)油劑，不僅大幅提升了稠油開采效率，更將綠色開采的技術(shù)從實驗室?guī)У搅斯I(yè)放大?？萍紕?chuàng)新，為國為民，接過前輩的精神火炬，喬富林正在科研之路上開拓著自己的征程。

圖為喬富林在實驗室工作現(xiàn)場。（陳子佩 攝）

讓傳統(tǒng)油田煥發(fā)綠色新生機

2017年，喬富林博士甫一畢業(yè)便加入石科院。他與團隊成員協(xié)作，以微生物發(fā)酵液及植物油脂等生物基原材料作為生產(chǎn)原料，創(chuàng)新改性合成工藝，研制了系列新型油/水兩親型生物基化學品，并成功實現(xiàn)工業(yè)放大生產(chǎn)。在此基礎(chǔ)上，他們還開發(fā)出形成稠油化學降黏提高采收率和油污土壤修復兩項技術(shù)，用微生物幫助油田實現(xiàn)綠色開采和增產(chǎn)增效。

隨著我國油田開發(fā)進入中后期，驅(qū)油劑的應用貫穿于稠油增儲上產(chǎn)及油田環(huán)境修復領(lǐng)域多個環(huán)節(jié)。然而，傳統(tǒng)的石油基化學驅(qū)油劑具有難生物降解，含仿雌激素、生物毒性等缺陷，部分產(chǎn)品已被國家列為新污染物，驅(qū)油劑綠色升級成為大勢所趨。而在綠色驅(qū)油劑中，性能優(yōu)異的生物基驅(qū)油劑更是成為技術(shù)攻關(guān)的重中之重。

生物基驅(qū)油劑是一種由微生物代謝產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)多樣的表面活性物質(zhì)，既有與傳統(tǒng)化學劑類似的性能，又具有用量少、綠色無毒、易生物降解等優(yōu)點，而且可以用廉價且來源廣泛的工業(yè)含糖廢料和農(nóng)副產(chǎn)品作為原料，通過微生物發(fā)酵而生產(chǎn)，大幅降低了應用成本。國內(nèi)外研究表明，生物基驅(qū)油劑在提高采收率方面具有較大的潛力。以國家需求為己任，剛剛工作的喬富林迅速融入由石科院、勝利油田、清華大學、南京工業(yè)大學等單位構(gòu)成的聯(lián)合研發(fā)團隊中，開展科技攻關(guān)。

回望在石科院奮斗的數(shù)載光陰，喬富林主持了1項國家自然科學基金青年項目，參與2項“十三五”國家油氣重大專項子課題、1項國家重點研發(fā)計劃、6項中國石化科技部課題，榮獲中國石化科技進步獎2項，紐倫堡國際發(fā)明專利金獎1項，行業(yè)協(xié)會科技進步獎2項，申請國家發(fā)明專利75件（獲授權(quán)25件），申請PCT專利1件，發(fā)表論文16篇……一個個閃亮的成果，記錄下了這位小伙子以創(chuàng)新之火點燃的激情青春。

將研究成果帶到油田上去

“實驗室中的成功只是萬里長征第一步，我們的目標是讓技術(shù)從實驗室里‘跑到’油田里，用在采油廠中。”喬富林說。

面對分子構(gòu)效關(guān)系不明確、現(xiàn)有改性合成路線難以工業(yè)化、適用于油田儲層環(huán)境的應用體系開發(fā)難度大等多個難點，喬富林用了近一年時間撲在基礎(chǔ)研究上，最終通過分子設(shè)計合成得到了一系列不同親水基類型、親油基鏈長及分子空間構(gòu)型的新結(jié)構(gòu)化學品。通過不斷探究各個分子結(jié)構(gòu)因素對油/水界面性能的影響規(guī)律，他逐漸摸清了驅(qū)油劑的構(gòu)效關(guān)系，為高性能生物基驅(qū)油劑的分子設(shè)計提供了理論依據(jù)。

為了進一步提升生物基驅(qū)油劑的性能，他和團隊又利用合成生物技術(shù)構(gòu)建了多重基因工程改造菌株，使微生物的發(fā)酵產(chǎn)量提升了40倍，突破了該領(lǐng)域的核心技術(shù)瓶頸。他們改造的菌株成功獲得國際菌種認證，在我國菌種保藏庫中建立了專屬菌種保藏號，擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)。

如何將實驗室里的成果在工業(yè)領(lǐng)域應用放大？走到真實的油田中，年輕的喬富林面臨著兼顧“保質(zhì)量”和“降成本”的新難題。依托石科院深厚的化學劑工業(yè)化經(jīng)驗對合成路線和工藝參數(shù)進行反復修改優(yōu)化，他成功發(fā)明了綠色、低成本、高效的改性合成工藝，產(chǎn)品產(chǎn)率、底物轉(zhuǎn)化率和發(fā)酵規(guī)模均處于行業(yè)領(lǐng)先水平?，F(xiàn)在，新型生物基驅(qū)油劑產(chǎn)品不僅從小試走到中試，還實現(xiàn)了噸級生產(chǎn)，以此為基礎(chǔ)開發(fā)的稠油降黏和油污土壤修復兩項技術(shù)也相繼實現(xiàn)工業(yè)應用，獲德國紐倫堡國際發(fā)明獎金獎、集團公司科技進步獎二等獎等多項獎勵。

繼承“踏平坎坷成大道”的科研精神

談及自己獲獎時的感受，喬富林念念不忘的是閔恩澤能源化工獎的創(chuàng)始人——閔恩澤院士。

由于閔恩澤院士曾任石科院首席總工程師，喬富林在提到他時還是與那些曾與他并肩奮斗過的石科院先輩一樣，堅持著“閔總”這個專屬于石科院人的稱呼。

“閔總是我的偶像。2017年入職石科院的時候，我在現(xiàn)場見證了第三屆閔恩澤能源化工獎的頒獎儀式，當時閔總的家國情懷和創(chuàng)新精神讓剛剛工作的我倍感震撼。沒想到今年我也能有幸成為獲獎人，仿佛夢想照進了現(xiàn)實。”他滿懷崇敬地追憶說。

“閔總說，開展導向性基礎(chǔ)研究對研發(fā)新技術(shù)及其實現(xiàn)工業(yè)應用至關(guān)重要。我在開展生物基驅(qū)油劑的基礎(chǔ)研究時對此也有了切身體會?！眴谈涣钟芍愿袊@。事實上，他也是這樣身體力行的。2021年起，他圍繞分子構(gòu)效關(guān)系和界面作用的理論機制承擔國家自然科學基金委青年基金項目，目前課題已經(jīng)順利結(jié)題，為綠色化學品下一步迭代提供了理論指導。

“踏平坎坷成大道，斗罷艱險又出發(fā)”，這句話既是閔恩澤院士生前最喜愛的一句歌詞，也是如今激勵喬富林披荊斬棘、不斷向前的精神動力。

“作為一名青年科研人，以閔總為代表的新時代科學家精神鼓舞著我們努力進取，‘閔恩澤星’在天空中指引著我們賡續(xù)前行。今后我們也要追隨閔總的腳步，做國家需要的事情，不負時代、不負韶華?！眴谈涣终f。收拾好獎狀，他又踏上了新的征程。