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  • 讓創新成果從實驗室走向工廠

  • 發布時間:2019-02-26 22:59
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  •   “應用研究,其關鍵價值在于實驗室成果向現實生產力的轉化。我們要立足于國情,做對國計民生有用的,對改變國家命運有用的項目,這就是所謂的使命感。”中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所所長劉中民指出。

      他說:“我們完成了煤制烯烴工業化最后一棒,我自己感覺稍微安心一點的就是這件事情最終從實驗室走向了工廠,并創造了極大的價值,前幾代人的努力,沒有在我這一代停下來。”

      作為我國甲醇制烯烴(DMTO)、煤基乙醇(DMTE)技術的總負責人,劉中民院士帶領中科院大化所科研人員,在煤炭經甲醇制烯烴以及煤基乙醇技術上取得多項創新成果并實現產業化,對保障我國能源安全和糧食安全、煤炭清潔化利用以及緩解大氣污染等具有重要的戰略意義。

      大連化物所的煤制烯烴項目最開始并不被看好。當時,每桶原油的價格在10美元左右,與石油制烯烴相比,煤制烯烴的工藝成本太高,國家和企業對煤炭替代石油生產烯烴項目的積極性也不高。煤制烯烴,只是作為國家的戰略儲備項目存在于實驗室中。20世紀70年代的兩次石油危機,把油價一下子抬上去了,煤制烯烴開始受到重視。

      “為完成項目,不會的必須去學。科學家都希望只做科學,但在現實的情況下,如果科學家想為社會服務,就得把自己的身段兒放一放,把自己的觀念轉一轉。”劉中民開始在全國范圍內主動尋找資金、合作伙伴。

      1998年,時任中科院院長的路甬祥院士決定,由院里資助劉中民團隊100萬元經費,用于甲醇制烯烴的進一步研究。這100萬元資金幫助劉中民團隊對甲醇制烯烴的技術環節進一步完善,將技術工藝做了更細致的研究。

      2004年,陜西省向大連化物所拋出了橄欖枝,總投資8610萬元,年處理甲醇能力1.67萬噸的大連化物所DMTO工業性試驗裝置,在陜西省華縣開工建設。2006年,DMTO工業性試驗宣告成功。同年,國家發改委核準中國神華集團在包頭投資建設DMTO項目。劉中民又帶領隊伍轉戰包頭,投入到世界首套DMTO工業示范裝置的建設中。經過兩年多時間,世界首次甲醇制烯烴工業化宣告成功。2010年,DMTO裝置在包頭投料試車一次成功。

      核心技術及工業應用“零”的突破,催生了我國煤化工產業的迅速發展。目前,DMTO系列技術已累計實施技術許可24套,烯烴總產能為1388萬噸/年。已投產的13套工業裝置,乙烯和丙烯產能716萬噸/年,年產值超過750億元。煤制烯烴產業的異軍突起,有效緩解了我國石油緊張的局面。

      按照“轉化一代、開發一代、前瞻一代”的策略,如今劉中民正在帶領團隊積極研究DMTO第三代技術,以持續鞏固我國在現代煤化工領域煤制烯烴技術的領先地位。

      除了煤制烯烴,劉中民的眼光還放在了煤制乙醇上。“我們13億人的糧食是必須得到保證的,而傳統乙醇要用糧食生產。如果從化石資源能便宜地做出來,那糧食的安全從某種程度上,就能得到保障,還不跟人爭地,效率還是比較高的,經濟上也合算。”劉中民堅信,煤制乙醇這個項目的經濟性、戰略意義,各個方面都不亞于煤制烯烴。

      劉中民團隊采用了一條獨特的,以煤基合成氣為原料,經甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇的工藝路線,采用非貴金屬催化劑,直接生產無水乙醇的環境友好型新技術路線。通過大量的創新性研究和攻關,他們成功開發出了具有高活性和高穩定性的分子篩羰基化催化劑,為其進一步工業化奠定了堅實基礎。

      2012年,劉中民帶領團隊與延長集團開始聯合開展合成氣制乙醇整套工藝技術項目研發工作。2014年啟動了10萬噸/年合成氣制乙醇工業示范項目。2017年1月,陜西延長石油集團10萬噸/年合成氣制乙醇工業示范項目打通全流程,生產出合格的無水乙醇,主要技術指標達到國際領先水平。

      2017年12月,采用該技術的50萬噸/年合成氣制乙醇(DMTE)裝置技術許可合同在陜西簽訂,目前已開工建設。2018年11月,新疆天業集團有限公司120萬噸/年煤制乙醇項目一期——60萬噸/年煤制乙醇專利技術實施許可合同完成簽署。我國煤制乙醇技術正式開啟百萬噸級工業化時代,并為煤基乙醇的下游產品開發提供了工業支撐。

      在新形勢下,劉中民認為,化工與能源聯系密切,我國的能源問題已經上升到“”的高度。“構建清潔低碳、安全高效的能源體系”,要在保護環境和發展生態文明的大前提下,統籌考慮多種能源資源,優勢互補、多能融合,面臨前所未有的挑戰與機遇,技術創新必將起到至關重要的作用。

      中科院近期啟動了清潔能源戰略性先導科技專項,劉中民作為專項負責人,正在積極組織項目,通過一系列變革性關鍵技術突破與示范,促進化石能源、可再生能源、核能的融合發展。

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