在石油能源加工的煉油工業(yè)中，截至2012年底，原油一次加工能力達(dá)到5.75億t/a,，但我國原油對(duì)外依存度在2012年達(dá)到56.4%,，極大地影響我國的能源安全。另一重要的基本有機(jī)化工原料—乙烯,，是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)產(chǎn)品之一,，2012年全國乙烯產(chǎn)量1523萬t/a，但當(dāng)年乙烯當(dāng)量消費(fèi)量約3216.2萬t/a,，國內(nèi)自給率僅為47.3%,。煉油和乙烯工業(yè)是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位,。作為最主要的能源加工方法,，蒸餾過程能耗很大，占據(jù)了化工分離行業(yè)能耗的50％-70%左右,。為了減小對(duì)國外的依賴,，我國需要獨(dú)立自主地解決能源加工過程中的高能耗問題，因此,，如何提高蒸餾效率和降低過程能耗是提升蒸餾技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急,。余國琮教授指導(dǎo)下的科研隊(duì)伍在傳質(zhì)分離方面，特別是對(duì)精餾過程和設(shè)備進(jìn)行了不斷的研究與工業(yè)實(shí)踐,，開拓和發(fā)展了我國精餾分離學(xué)科方向,。在此基礎(chǔ)上1990年經(jīng)國家發(fā)改委批準(zhǔn)成立了 “精餾技術(shù)國家工程研究中心”。精餾中心在余國琮教授的精心培養(yǎng)下已經(jīng)形成了一支以李鑫鋼教授為帶頭人,、150余成員構(gòu)成的化學(xué)工程領(lǐng)域優(yōu)秀團(tuán)隊(duì),，為我國石化、化工生產(chǎn)中精餾技術(shù)進(jìn)步,、大型裝備國產(chǎn)化和節(jié)能降耗做出了突出貢獻(xiàn),。
然而在學(xué)科交叉的今天，僅靠單一學(xué)科力量往往會(huì)造成創(chuàng)新動(dòng)力不足的問題,，這就在很大程度上限制了科技創(chuàng)新的發(fā)展和科技成果的轉(zhuǎn)化,。要實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的突破，就要實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科,、跨院系的合作研究,，通過學(xué)科交叉促進(jìn)科技創(chuàng)新,。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在李鑫鋼教授的帶領(lǐng)下依托天津大學(xué)精餾技術(shù)國家工程研究中心的現(xiàn)有條件和力量，匯集了反應(yīng)工程,、化工裝置與設(shè)備,、熱能工程、儀表自動(dòng)化等專業(yè)領(lǐng)域的研究骨干和一批創(chuàng)新能力強(qiáng)和發(fā)展?jié)摿Υ蟮目蒲腥藛T,，共同開展蒸餾過程傳質(zhì)與分離理論研究,。
從本質(zhì)上來說，蒸餾過程在塔板和填料上屬于氣液兩相流動(dòng)傳熱傳質(zhì)過程,，在氣體分布,、液體分布、塔內(nèi)氣液流動(dòng)等存在大量多相流體力學(xué)問題,，特別是對(duì)于一些在非常規(guī)條件下操作的塔器（如高溫,、高壓、易燃,、易爆等）因條件苛刻,，實(shí)驗(yàn)?zāi)M難度很大。為了克服這一難題,，李鑫鋼教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員創(chuàng)造性地應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),、三維圖形技術(shù)、過程分析與優(yōu)化方法,，形成多組元復(fù)雜蒸餾過程多相流體系的應(yīng)用模型,，建立了大型蒸餾過程設(shè)計(jì)、診斷的工程學(xué)新方法,，并成功應(yīng)用于大型煉油減壓,、乙烯急冷裝置的研究開發(fā)和工程設(shè)計(jì)中，建立了大型蒸餾過程設(shè)計(jì)的工程學(xué)新方法,。此外,，首次將三維結(jié)構(gòu)可視化、流體流態(tài)可視化和內(nèi)件形變可視化技術(shù)用于蒸餾裝置內(nèi)部構(gòu)件的優(yōu)化與設(shè)計(jì)中,，實(shí)現(xiàn)了蒸餾過程整體設(shè)計(jì)水平的提升,。開發(fā)的高效低阻力的塔填料，高性能氣體,、液體分布器,，大型微變形支撐裝置等多項(xiàng)專利技術(shù)和產(chǎn)品，解決了煉油常減壓裝置大型化帶來的流體分布不均,、設(shè)備阻力大,、能耗高等技術(shù)難題和長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的裝置變形、堵塞等工程實(shí)際難題。針對(duì)大型乙烯裝置汽油急冷裝置,，開發(fā)出塔盤低液面梯度,、氣液均布、抗堵塞等多項(xiàng)關(guān)鍵新技術(shù),，研制了高效三溢流塔盤,、折返流氣體分布器等多項(xiàng)新產(chǎn)品，解決了長(zhǎng)期以來束縛我國乙烯急冷裝置大型化和長(zhǎng)周期運(yùn)行的重要難題,。開發(fā)的煉油減壓蒸餾裝置，多次創(chuàng)造國內(nèi)最大直徑塔器的研制記錄（13.7米）,，研究成果獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng),，乙烯急冷裝置也突破了國外對(duì)我國大型乙烯急冷技術(shù)的壁壘，工程化成果覆蓋了我國新建大型乙烯急冷裝置的60%,，研究成果獲教育部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng),。
