“應(yīng)用研究,其關(guān)鍵價(jià)值在于實(shí)驗(yàn)室成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。我們要立足于國(guó)情,做對(duì)國(guó)計(jì)民生有用的,對(duì)改變國(guó)家命運(yùn)有用的項(xiàng)目,這就是所謂的使命感。” 中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所所長(zhǎng)劉中民指出。
他說(shuō):“我們完成了煤制烯烴工業(yè)化最后一棒,我自己感覺(jué)稍微安心一點(diǎn)的就是這件事情最終從實(shí)驗(yàn)室走向了工廠,并創(chuàng)造了極大的價(jià)值,前幾代人的努力,沒(méi)有在我這一代停下來(lái)。”
作為我國(guó)甲醇制烯烴(DMTO)、煤基乙醇(DMTE)技術(shù)的總負(fù)責(zé)人,劉中民院士帶領(lǐng)中科院大化所科研人員,在煤炭經(jīng)甲醇制烯烴以及煤基乙醇技術(shù)上取得多項(xiàng)創(chuàng)新成果并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,對(duì)保障我國(guó)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(zhàn)略意義。
大連化物所的煤制烯烴項(xiàng)目最開始并不被看好。當(dāng)時(shí),每桶原油的價(jià)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(guó)家和企業(yè)對(duì)煤炭替代石油生產(chǎn)烯烴項(xiàng)目的積極性也不高。煤制烯烴,只是作為國(guó)家的戰(zhàn)略儲(chǔ)備項(xiàng)目存在于實(shí)驗(yàn)室中。20世紀(jì)70年代的兩次石油危機(jī),把油價(jià)一下子抬上去了,煤制烯烴開始受到重視。
“為完成項(xiàng)目,不會(huì)的必須去學(xué)。科學(xué)家都希望只做科學(xué),但在現(xiàn)實(shí)的情況下,如果科學(xué)家想為社會(huì)服務(wù),就得把自己的身段兒放一放,把自己的觀念轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。” 劉中民開始在全國(guó)范圍內(nèi)主動(dòng)尋找資金、合作伙伴�!� 1998年,時(shí)任中科院院長(zhǎng)的路甬祥院士決定,由院里資助劉中民團(tuán)隊(duì)100萬(wàn)元經(jīng)費(fèi),用于甲醇制烯烴的進(jìn)一步研究。這100萬(wàn)元資金幫助劉中民團(tuán)隊(duì)對(duì)甲醇制烯烴的技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)一步完善,將技術(shù)工藝做了更細(xì)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(wàn)元,年處理甲醇能力1.67萬(wàn)噸的大連化物所DMTO工業(yè)性試驗(yàn)裝置,在陜西省華縣開工建設(shè)。2006年,DMTO工業(yè)性試驗(yàn)宣告成功。同年,國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)中國(guó)神華集團(tuán)在包頭投資建設(shè)DMTO項(xiàng)目。劉中民又帶領(lǐng)隊(duì)伍轉(zhuǎn)戰(zhàn)包頭,投入到世界首套DMTO工業(yè)示范裝置的建設(shè)中。經(jīng)過(guò)兩年多時(shí)間,世界首次甲醇制烯烴工業(yè)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(shù)及工業(yè)應(yīng)用“零”的突破,催生了我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。目前,DMTO系列技術(shù)已累計(jì)實(shí)施技術(shù)許可24套,烯烴總產(chǎn)能為1388萬(wàn)噸/年。已投產(chǎn)的13套工業(yè)裝置,乙烯和丙烯產(chǎn)能716萬(wàn)噸/年,年產(chǎn)值超過(guò)750億元。煤制烯烴產(chǎn)業(yè)的異軍突起,有效緩解了我國(guó)石油緊張的局面。
按照“轉(zhuǎn)化一代、開發(fā)一代、前瞻一代”的策略,如今劉中民正在帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)積極研究DMTO第三代技術(shù),以持續(xù)鞏固我國(guó)在現(xiàn)代煤化工領(lǐng)域煤制烯烴技術(shù)的領(lǐng)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(tǒng)乙醇要用糧食生產(chǎn)。如果從化石資源能便宜地做出來(lái),那糧食的安全從某種程度上,就能得到保障,還不跟人爭(zhēng)地,效率還是比較高的,經(jīng)濟(jì)上也合算。”劉中民堅(jiān)信,煤制乙醇這個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性、戰(zhàn)略意義,各個(gè)方面都不亞于煤制烯烴。
劉中民團(tuán)隊(duì)采用了一條獨(dú)特的,以煤基合成氣為原料,經(jīng)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(chǎn)無(wú)水乙醇的環(huán)境友好型新技術(shù)路線。通過(guò)大量的創(chuàng)新性研究和攻關(guān),他們成功開發(fā)出了具有高活性和高穩(wěn)定性的分子篩羰基化催化劑,為其進(jìn)一步工業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2012年,劉中民帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與延長(zhǎng)集團(tuán)開始聯(lián)合開展合成氣制乙醇整套工藝技術(shù)項(xiàng)目研發(fā)工作。2014年啟動(dòng)了10萬(wàn)噸/年合成氣制乙醇工業(yè)示范項(xiàng)目。2017年1月,陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)10萬(wàn)噸/年合成氣制乙醇工業(yè)示范項(xiàng)目打通全流程,生產(chǎn)出合格的無(wú)水乙醇,主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
2017年12月,采用該技術(shù)的50萬(wàn)噸/年合成氣制乙醇(DMTE)裝置技術(shù)許可合同在陜西簽訂,目前已開工建設(shè)。2018年11月,新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司120萬(wàn)噸/年煤制乙醇項(xiàng)目一期——60萬(wàn)噸/年煤制乙醇專利技術(shù)實(shí)施許可合同完成簽署。我國(guó)煤制乙醇技術(shù)正式開啟百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化時(shí)代,并為煤基乙醇的下游產(chǎn)品開發(fā)提供了工業(yè)支撐。
在新形勢(shì)下,劉中民認(rèn)為,化工與能源聯(lián)系密切,我國(guó)的能源問(wèn)題已經(jīng)上升到“革命”的高度。“構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”,要在保護(hù)環(huán)境和發(fā)展生態(tài)文明的大前提下,統(tǒng)籌考慮多種能源資源,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、多能融合,面臨前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇,技術(shù)創(chuàng)新必將起到至關(guān)重要的作用。
中科院近期啟動(dòng)了清潔能源戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng),劉中民作為專項(xiàng)負(fù)責(zé)人,正在積極組織項(xiàng)目,通過(guò)一系列變革性關(guān)鍵技術(shù)突破與示范,促進(jìn)化石能源、可再生能源、核能的融合發(fā)展。