“為實(shí)現(xiàn)DMTO的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化,大連化物所的四代人整整干了30多年,黑發(fā)人干成了白發(fā)人。”面對(duì)記者,中科院大連化學(xué)物理研究所研究員劉中民忍不住感慨。
DMTO是大連化物所自主研發(fā)的甲醇制烯烴技術(shù),是煤制烯烴的核心步驟。烯烴是化學(xué)工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)原料,之前一直從石油中提煉。上世紀(jì)70年代石油危機(jī)爆發(fā)后,發(fā)達(dá)國(guó)家相繼啟動(dòng)了煤代油攻關(guān)計(jì)劃,先用煤制甲醇,然后用甲醇制取烯烴。
1981年,甲醇制取低碳烯烴被列為中國(guó)科學(xué)院的重點(diǎn)課題,大連化物所臨危受命,成立了以陳國(guó)權(quán)、梁娟為正副組長(zhǎng)的研究小組。經(jīng)過(guò)幾年努力,該小組在國(guó)內(nèi)首先合成了ZSM—5型沸石分子篩,并對(duì)其合成規(guī)律、反應(yīng)性能調(diào)變、改性及表征等進(jìn)行了系統(tǒng)研究,為我國(guó)實(shí)現(xiàn)以煤代油的戰(zhàn)略目標(biāo)邁出了第一步。
之后,大連化物所的研究人員乘勝前進(jìn),先后完成了3噸/年規(guī)模沸石放大合成、4—5噸/年規(guī)模的催化劑放大設(shè)備,以及日處理量1噸甲醇規(guī)模的MTO(甲醇制烯烴)固定床反應(yīng)系統(tǒng)和全部外圍設(shè)備,并在1991年4月完成了中試。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代,以蔡光宇研究員為組長(zhǎng)的團(tuán)隊(duì)繼續(xù)創(chuàng)新,提出了采用新型分子篩的甲醇制烯烴流化床工藝。新一代學(xué)術(shù)帶頭人劉中民帶領(lǐng)研究組,對(duì)甲醇制取低碳烯烴開(kāi)展更加深入的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究,形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整套技術(shù)。1995年,他們完成了流化床MTO過(guò)程的中試運(yùn)轉(zhuǎn),被業(yè)內(nèi)專家評(píng)為國(guó)際先進(jìn)水平。1996年,這一成果獲得了中科院的科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。
“那年我們申請(qǐng)的是一等獎(jiǎng),中科院卻給我們頒發(fā)了特等獎(jiǎng)。這在以往的科技評(píng)獎(jiǎng)中是不多見(jiàn)的,足見(jiàn)評(píng)委們對(duì)我們成果的高度認(rèn)可。”劉中民告訴記者,“我27歲擔(dān)任研究組副組長(zhǎng),成為研究組長(zhǎng)時(shí)31歲,獲獎(jiǎng)時(shí)也只有32歲。”
煤代油因油價(jià)攀升而熱,也因油價(jià)暴跌而冷。令劉中民沒(méi)有想到的是,其后油價(jià)一路下跌,他們的技術(shù)也因經(jīng)濟(jì)上不劃算而少人問(wèn)津。直到2005年,國(guó)際油價(jià)回升,國(guó)內(nèi)又燃起了煤制烯烴的熱情。煤炭大省陜西省計(jì)劃在榆林開(kāi)展煤制烯烴,就派專家到大連化物所實(shí)地考察,并與劉中民研究小組簽了合作合同。陜西省政府專門成立了陜西新興煤化工科技公司(即后來(lái)的新興能源科技有限公司),劃撥8300萬(wàn)元試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。經(jīng)過(guò)雙方的共同努力,世界首次甲醇制烯烴工業(yè)性試驗(yàn)于2006年5月宣告成功,每天可以轉(zhuǎn)化甲醇75噸,在世界上遙遙領(lǐng)先——國(guó)外1天的制造量還不到1噸。
2010年8月,神華集團(tuán)采用劉中民研究組的DMTO技術(shù),在包頭建設(shè)的180萬(wàn)噸煤基甲醇制取60萬(wàn)噸烯烴裝置,投料試車一次成功,成為世界首套甲醇制烯烴工業(yè)示范裝置。
據(jù)介紹,如今DMTO技術(shù)工業(yè)裝置實(shí)施技術(shù)許可合同已簽了20套,烯烴總規(guī)模1126萬(wàn)噸/年。
劉中民告訴記者,在DMTO大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的同時(shí),他們又研發(fā)出新一代甲醇制烯烴技術(shù)(DMTO—II),申請(qǐng)國(guó)際專利29件,并完成了工業(yè)性試驗(yàn),使中國(guó)的DMTO技術(shù)在國(guó)際上持續(xù)領(lǐng)先。
據(jù)介紹,采用DMTO—II,每噸烯烴甲醇消耗降低10%以上,使原料成本大幅度降低。“我國(guó)是煤炭大國(guó),目前石油對(duì)外依存度已接近60%,DMTO—II技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的意義不言而喻。”