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让“煤代油”制烯烃技术落地开花

【辽宁日报】记新晋中国工程院院士中科院大连化物所刘中民

发布时间:2015-12-10

来源:辽宁日报 杨丽娟【字号:

  【人物档案】刘中民,1964年9月生,研究员,亚博yabo888vip网页版登录大连化学物理研究所副所长、甲醇制烯烃国家工程实验室主任、国家能源低碳催化与工程研发中心主任,2015年被评为中国工程院院士。

  刘中民长期从事应用催化研究,在应用催化领域,尤其是甲醇制烯烃技术方面取得了杰出成就。20多年来,刘中民先后培养博士研究生36名、硕士研究生4名,发表研究论文262篇,出版学术专著一部,申请国内发明专利234件、国外发明专利109件、PCT39件,授权发明专利国内115件、国外34件;获国家技术发明一等奖1项(排名第一),省部级科技特等奖1项、一等奖1项、二等奖及大连市一等奖4项、石化联合会特等奖2项;获何梁何利基金科学与技术奖、亚博yabo888vip网页版登录杰出成就奖、中国专利金奖、周光召应用科学奖、首届中国催化青年奖等奖励,被评为CCTV2013年度科技创新人物。

  提到烯烃,普通人可能不知道其为何物?但说起矿泉水瓶、汽车轮胎、电线电缆以及各种塑料制品等,人们一定不会陌生。是的,烯烃就是这么广泛地应用于我们的生活,不可或缺。

  传统的烯烃生产技术高度依赖石油资源,而我国石油资源匮乏,煤炭储量相对丰富。中科院大连化物所刘中民团队和他的前辈们经过30多年的努力,终于实现了甲醇制烯烃的技术突破和产业化,使我国烯烃工业从单纯依靠石油为原料的石化工业模式,迈入煤化、石化并举的工业生产模式,为我国实施石油替代战略、走经济可持续发展道路和能源安全作出了突出贡献。

  认准的路无论多难都要坚定走下去

  2015年1月9日,北京人民大会堂。国家科技奖励大会隆重举行,刘中民走上主席台,代表甲醇制烯烃技术获奖团队从中共中央总书记、国家主席习近平手中接过国家技术发明一等奖证书。这是对甲醇制烯烃技术(DMTO)的最高褒奖。

  1991年,正值新一代甲醇制烯烃催化剂项目起步期,面对研发条件差、人力不足、研发资金短缺的重重困难,刚刚博士毕业不久的刘中民勇敢地接下了这个艰巨的任务。1995年,他与团队完成“合成气经由二甲醚制取烯烃工艺”技术年产60吨烯烃的中试试验。 中试完成,刘中民团队即着手准备进行工业性试验。始料未及的是,国际油价此时大幅下跌,煤制烯烃技术没有经济账可算,他们的技术方案甚至成了部分被访企业的“笑话”。没有企业愿意投入,也得不到国家层面的支持,团队遇到了前所未有的困难,刘中民笑谈“当时穷得只剩下精神”。

  1998年,时任中科院院长的路甬祥到大连化物所考察,刘中民瞅准时机,将一份沉甸甸的报告递到院长手中,获得了100万元的特批科研经费。靠着这笔“救命钱”,刘中民团队进一步研究了甲醇制烯烃过程的反应机理,并在基础研究成果的指导下不断完善技术工艺条件。

  2004年,国际油价回暖,刘中民团队不断改进完善的甲醇制取烯烃技术迎来了新的生机。看到甲醇制烯烃的广阔市场前景,陕西省政府专门成立了陕西新兴煤化工科技公司(现新兴能源科技有限公司),与大连化物所和中石化洛阳工程有限公司三方合作,共同进行世界首次万吨级甲醇制烯烃工业性试验。

  2006年5月,世界首次万吨级甲醇制烯烃工业性试验宣告成功!甲醇处理量可达到每天75吨,而当时国外类似的装置每天达不到1吨。中国石油和化学工业联合会组织的专家鉴定认为,该技术“装置规模和技术指标处于世界领先水平”。

  2006年12月,神华集团投资的包头煤制烯烃项目获得国家发改委核准,装置规模为每年180万吨甲醇生产60万吨烯烃。2010年8月8日,神华包头DMTO工业装置投料试车一次成功,这是世界上首套大型甲醇制烯烃工业装置的成功!标志着我国率先实现了甲醇制烯烃的核心技术及工业应用零的突破。

  一项科技成果实现产业化,就像是一场考验意志力和耐力的马拉松。坚持,体现了刘中民对这份事业的执着和自信。

  一项技术带来每年500亿元新增产值

  应用研究,其关键价值在于实验室的成果向现实生产力的转化。

  从2010年神华包头DMTO工业装置成功至今,DMTO系列技术已经累计实现技术许可20套工业化装置,技术许可合同额近20亿元,对应烯烃产能每年1126万吨,预计拉动投资2500亿元,全部投产后新增产值约1500亿元,实现新增就业约1.7万人。目前,已经投产8套工业装置,烯烃产能合计每年达460万吨,每年新增产值约500亿元。

  一项科研成果从实验室走到产业化往往还隔着千山万水,这也是我国科技成果转化率低的根本原因。刘中民团队成功的原因之一就在于,能够站在企业的角度把握亚博vip全站最新网站的方向,他们突破的不仅是核心技术,还包括按照行业标准编制工艺包,企业拿到这些成套化的技术就可以直接建生产线。

  秉承科研服务产业的理念,刘中民还相继组织开发了其他多项催化新技术,并实现工业化应用。

  他负责开发的液相中压丙烯直接水合制异丙醇技术,丙烯单程转化率比气相法提高10倍以上,应用于山东东营海科新源化工有限公司的年产3万吨装置和浙江新化化工股份有限公司的年产5万吨装置。

  丁烯与醋酸制醋酸仲丁酯技术采用专用催化剂和多段进料新工艺,用于南京百润化工有限公司年产5万吨装置,于2011年1月投产。

  甲醇制二甲醚技术应用于河北中捷石化集团公司年产10万吨装置及潮州市华新能源有限公司年产20万吨装置,分别于2007年5月和2013年3月投产。

  甲苯甲醇制对二甲苯(PX)联产低碳烯烃技术,鉴定结果“达到国际领先水平”,目前正用于中海油惠州PX扩能改造;二甲醚制乙醇技术正在延长石油公司建设年产10万吨示范装置。

  科研报国,不负使命,刘中民团队的科研成果正在大江南北落地生根。

  创新续写“煤代油”新的精彩故事

  “我们的第一代DMTO技术,其烯烃收率是3∶1,也就是说3吨的甲醇可以生产出1吨烯烃,从理论上讲,这个转化的比例完全可以通过科技创新,得到进一步的提高,形成更大的经济效益。”认识到煤制烯烃是具有战略意义的长期项目,在进行DMTO技术产业化的同时,刘中民带领团队继续甲醇制烯烃第二代技术(DMTO-II)的研发。

  2010年5月,刘中民团队与合作企业完成DMTO-II工业性试验,烯烃收率比一代技术提高10%以上,热量利用更加合理,大幅度降低了烯烃生产的原料成本,该技术被评为2010年中国十大科技进展。2015年2月,蒲城清洁能源化工有限公司采用DMTO-II技术建设成的年产67万吨煤制烯烃项目全流程打通。

  连续告捷,刘中民团队并没有止步。如今他们正积极研究DMTO第三代技术,拟使DMTO单套装置处理能力从现有的每年180万吨的水平提高到每年300万吨以上,并且单程甲醇转化率和烯烃选择性不低于第二代技术。目前催化剂研制工作、反应工艺的实验室中试放大工作已基本完成。

  近年来,中科院组织各研究所分别制定了“一三五规划”,即“一个定位,三个重大突破,五个重点培育方向”。大连化物所将一个定位确立为:以能源研究为主导。在三个重大突破中,DMTO等煤代油新技术被列为第一个突破。目标是:以DMTO技术为龙头,转化一代,开发一代,前瞻一代;突破一批煤代油关键新技术,完成煤制丙烯、乙醇、高碳醇以及天然气等一批工业性试验,推向产业化;初步形成以甲醇制烯烃为龙头的煤代油新兴战略产业。

  围绕新的目标,刘中民团队正在续写“煤代油”新的精彩故事。

(责任编辑:侯茜)

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