劉中民長期從事應(yīng)用催化研究,在甲醇轉(zhuǎn)化、烴類轉(zhuǎn)化及分子篩合成等領(lǐng)域取得了豐碩的理論和應(yīng)用成果。劉中民帶領(lǐng)團隊研發(fā)的“甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術(shù)”獲2014年國家技術(shù)發(fā)明一等獎,他帶領(lǐng)的研究團隊入選國家創(chuàng)新人才推進計劃重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊。
烯烴是現(xiàn)代化工的基礎(chǔ)原料,廣泛地用于合成塑料和石化產(chǎn)品,其生產(chǎn)強烈地依賴石油資源,而我國石油資源不足和需求的不斷增加,嚴重制約經(jīng)濟和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。我國富煤少油,發(fā)展以煤為原料制取石油類產(chǎn)品的煤化工技術(shù),對保障我國經(jīng)濟發(fā)展和能源安全意義重大。甲醇制烯烴技術(shù)是連接煤化工與石油化工、實施石油替代戰(zhàn)略、保障能源安全的重要的技術(shù)途徑和戰(zhàn)略發(fā)展方向。
甲醇制烯烴是實現(xiàn)煤制烯烴的關(guān)鍵核心技術(shù),也是世界范圍內(nèi)具有挑戰(zhàn)性的課題,2006年,劉中民作為該技術(shù)總負責(zé)人完成了世界上首次萬噸級甲醇制烯烴(DMTO)技術(shù)工業(yè)性試驗, 裝置規(guī)模和技術(shù)水平均處于國際領(lǐng)先水平。神華集團采用DMTO技術(shù)建設(shè)180萬噸煤基甲醇制取60萬噸烯烴裝置,實現(xiàn)該技術(shù)工業(yè)化全球 “零的突破”,2010年8月,裝置投料試車一次成功并穩(wěn)定運行。2011年1月起,進入商業(yè)化運營,當年生產(chǎn)聚烯烴產(chǎn)品超過50萬噸,實現(xiàn)銷售收入超過50億元,實現(xiàn)利潤超過10多億元。
為進一步保持技術(shù)的國際領(lǐng)先地位,劉中民帶領(lǐng)團隊進行了新一代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅱ)技術(shù)開發(fā)。2010年5月完成萬噸級工業(yè)性試驗,噸烯烴甲醇消耗又降低10%以上。“煤代油制烯烴技術(shù)邁向產(chǎn)業(yè)化”獲得由兩院院士評選的2010年中國十大科技進展。
甲醇制烯烴技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)列入國家相關(guān)規(guī)劃。目前,劉中民領(lǐng)導(dǎo)的DMTO技術(shù)推廣團隊已經(jīng)簽訂二十套DMTO技術(shù)工業(yè)裝置的實施技術(shù)許可合同,烯烴總規(guī)模超過1100萬噸/年,預(yù)計將拉動上下游投資2500億元,新增年產(chǎn)值1200億元。目前,已有七套DMTO工業(yè)裝置成功開車,烯烴規(guī)模400萬噸/年。這些項目的建設(shè),對我國能源綜合利用、拓展低碳烯烴原料的多樣化,保障國家能源安全和服務(wù)國民經(jīng)濟建設(shè)具有戰(zhàn)略意義;標志著我國新興的以煤或甲醇為原料的烯烴工業(yè)的快速發(fā)展,奠定了我國在煤制烯烴產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位,必將在我國烯烴工業(yè)結(jié)構(gòu)升級轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重大作用,顯示出巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
針對甲醇轉(zhuǎn)化利用和烯烴精細化發(fā)展趨勢,劉中民還負責(zé)開發(fā)了多項催化新技術(shù),其中:1)液相中壓丙烯直接水合制異丙醇技術(shù),丙烯單程轉(zhuǎn)化率比氣相法提高十倍以上,應(yīng)用于山東東營海科新源化工有限公司的3萬噸/年裝置(2005年11月投產(chǎn))和浙江新化化工股份有限公司的5萬噸/年裝置(2012年12月投產(chǎn));2)丁烯與醋酸制醋酸仲丁酯技術(shù)采用專用催化劑和多段進料新工藝,用于南京百潤化工有限公司5萬噸/年裝置(2011年1月投產(chǎn));3)甲醇制二甲醚技術(shù)應(yīng)用于河北中捷石化集團公司10 萬噸/年裝置(2007年5月投產(chǎn))和潮州市華新能源有限公司20萬噸/年裝置(2013年3月投產(chǎn));4)開發(fā)了甲苯甲醇制對二甲苯(PX)聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴技術(shù),2012年10月成果鑒定認為“達到國際領(lǐng)先水平”,正用于中海油惠州PX擴能改造;5)二甲醚經(jīng)乙酸甲酯制乙醇技術(shù)正在延長石油公司建設(shè)10萬噸/年示范裝置。
截止2015年3月,劉中民及其團隊共發(fā)表研究論文262篇,其中SCI收錄185篇,EI收錄134篇,SCI他引2401次,CSCD他引698次;出版學(xué)術(shù)專著一部;申請國內(nèi)發(fā)明專利234件,國外發(fā)明專利109件,PCT33件,授權(quán)發(fā)明專利國內(nèi)115件,國外34件。截至2015年1月,劉中民及其團隊獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎1項、省部級科技特等獎1項、一等獎1項、二等獎及大連市一等獎4項、石化聯(lián)合會特等獎2項,獲中國科學(xué)院杰出成就獎、中國專利金獎;劉中民獲周光召應(yīng)用科學(xué)獎、首屆中國催化青年獎等獎勵,并被評為CCTV2013年度科技創(chuàng)新人物。