乙二醇是日常生活中聚酯纖維（滌綸）與礦泉水瓶的主要原料，我國(guó)消費(fèi)量占全世界50%以上，但是國(guó)產(chǎn)自給量卻一直不高，對(duì)外依存度接近70%。近年來(lái)，中科院福建物構(gòu)所煤制乙二醇及相關(guān)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專攻以煤代替石油乙烯生產(chǎn)乙二醇技術(shù)，在世界上首先實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。

    中科院福建物構(gòu)所煤制乙二醇及相關(guān)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任姚元根對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者說(shuō)：“我們瞄準(zhǔn)國(guó)家重大需求和世界煤化工技術(shù)發(fā)展前沿，研發(fā)煤制乙二醇及其相關(guān)共性技術(shù)，引領(lǐng)國(guó)際煤制乙二醇技術(shù)的發(fā)展方向；發(fā)展煤制乙二醇的技術(shù)延伸和產(chǎn)品延伸新技術(shù)，高效利用我國(guó)豐富的煤炭資源生產(chǎn)高附加值大宗化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品。”

 引領(lǐng)煤制乙二醇技術(shù)

    我國(guó)資源特點(diǎn)為缺油、少氣、煤炭資源相對(duì)豐富，而乙二醇是戰(zhàn)略性的大宗化工基本原材料，市場(chǎng)容量?jī)H次于乙烯和丙稀。

    煤制乙二醇及相關(guān)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立于2010年12月，在福建物構(gòu)所應(yīng)用化學(xué)研究中心和煤制乙二醇技術(shù)攻關(guān)組的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。在今年中科院材料和工程領(lǐng)域34個(gè)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估中，該實(shí)驗(yàn)室被評(píng)為A類。

    當(dāng)前乙二醇生產(chǎn)嚴(yán)重依賴石油資源，過(guò)程能耗大、成本高，40多年來(lái)，“煤制乙二醇”技術(shù)一直是世界上的科研難題。自上世紀(jì)80年代起，福建物構(gòu)所就開(kāi)展了煤制乙二醇技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研發(fā)，并在2009年率先實(shí)現(xiàn)了煤制乙二醇技術(shù)工業(yè)化。

    姚元根說(shuō)：“實(shí)驗(yàn)室成立7年，現(xiàn)在形成了三個(gè)研究方向，包括新一代煤制乙二醇技術(shù)、煤制乙二醇相關(guān)技術(shù)和催化基礎(chǔ)研究。”

    據(jù)了解，第一代煤制乙二醇技術(shù)貴金屬用量大，選擇性和穩(wěn)定性還需進(jìn)一步提高，同時(shí)乙二醇優(yōu)級(jí)品率低，能耗相對(duì)較大。在新一代煤制乙二醇技術(shù)方面，實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了全新的三種核心催化劑，優(yōu)化了工藝流程和產(chǎn)品提純方案。

    目前我國(guó)的技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但姚元根也提到，產(chǎn)品的應(yīng)用尤其在聚酯行業(yè)中還存在市場(chǎng)認(rèn)可問(wèn)題。他說(shuō)：“有些企業(yè)不太愿意用煤炭做的乙二醇，行業(yè)固有的認(rèn)知會(huì)讓他們懷疑產(chǎn)品質(zhì)量，但時(shí)間可以證明一切，我們有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家優(yōu)級(jí)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。”

    “我們聯(lián)合中石化洛陽(yáng)（廣州）工程公司做了很多工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)，在能耗方面有顯著降低，經(jīng)濟(jì)性大幅度提升，每噸乙二醇的生產(chǎn)成本由5000元降低到4000元。當(dāng)新一代技術(shù)完成后，市場(chǎng)前景會(huì)更好。”姚元根介紹道。

    同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室在煤制甲酸甲酯技術(shù)研發(fā)方面也取得了突出成果。根據(jù)2015年的調(diào)查數(shù)據(jù)，甲酸甲酯在中國(guó)年需求量約130萬(wàn)噸，市場(chǎng)規(guī)模約100億元，但是中國(guó)產(chǎn)能低，生產(chǎn)成本較高。

    姚元根說(shuō)：“過(guò)去甲酸甲酯的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)一直被德國(guó)BASF（巴斯夫）公司所壟斷，我們開(kāi)發(fā)了合成氣氣相合成技術(shù)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。通過(guò)技術(shù)變革，甲酸甲酯的生產(chǎn)成本降低了30%，由4300元/噸變?yōu)?200元/噸。”

    通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的集體努力，2013年，獲得福建省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，煤制乙二醇技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)獲得中國(guó)科學(xué)院王寬誠(chéng)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化團(tuán)隊(duì)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)；2015年實(shí)驗(yàn)室被人社部和中科院評(píng)為中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)集體。

    創(chuàng)新科研技術(shù)轉(zhuǎn)化之路

    當(dāng)記者采訪姚元根時(shí)，他正在貴州的中試基地開(kāi)展工作。他說(shuō)：“3年來(lái)，每年我?guī)缀跤?0個(gè)月在貴州，感覺(jué)像是在這里‘插隊(duì)’，但我們團(tuán)隊(duì)的每一位成員為同一個(gè)夢(mèng)想——把新一代煤制乙二醇技術(shù)推向工業(yè)化辛苦而快樂(lè)地在大山里工作著。”

    實(shí)驗(yàn)室的煤制乙二醇技術(shù)基礎(chǔ)深厚，但在中試階段停滯了很久。直到2006年，實(shí)驗(yàn)室迎來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)。當(dāng)年，物構(gòu)所與上海金煤化工新技術(shù)有限公司、江蘇丹化集團(tuán)有限責(zé)任公司達(dá)成三方協(xié)議，在丹化集團(tuán)進(jìn)行中試。

    姚元根說(shuō)：“中試是技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的必由途徑，資金投入也相對(duì)較大。但是之前科研經(jīng)費(fèi)來(lái)自國(guó)家撥款，在中試階段投入明顯不足。”

    我們聯(lián)合企業(yè)解決中試的資金問(wèn)題，2005年， “企業(yè)對(duì)我們的技術(shù)非常感興趣，兩周之內(nèi)就簽約，當(dāng)時(shí)一下做了兩套中試裝置”。

    2009年，首次投資20億元、世界上首個(gè)年產(chǎn)20萬(wàn)噸的煤制乙二醇示范項(xiàng)目在內(nèi)蒙古通遼市正式投產(chǎn)。

    回顧這次成功的科研技術(shù)轉(zhuǎn)化，姚元根感慨道：“我們發(fā)揮了‘不等不靠不要’的精神，主動(dòng)與企業(yè)進(jìn)行合作對(duì)接，采取了科研、工藝技術(shù)和資本互相結(jié)合的模式，才取得了這樣的成績(jī)。”

    由于之前的成功經(jīng)驗(yàn)，2016年12月，實(shí)驗(yàn)室與貴州鑫醇能源有限公司、興仁縣人民政府簽訂了二代煤制乙二醇中試項(xiàng)目合作合同和興仁縣年產(chǎn)60萬(wàn)噸煤制乙二醇項(xiàng)目合作合同。

    姚元根說(shuō)：“把一項(xiàng)技術(shù)推向工業(yè)化需要很多人才，除了我們這個(gè)研發(fā)隊(duì)伍，還需要管理、技術(shù)、工藝、設(shè)計(jì)等方面的人才。如果想把廠子運(yùn)行起來(lái)，還要好多懂設(shè)備的人，這正是團(tuán)隊(duì)的合作力量。”

    與企業(yè)合作并不是一帆風(fēng)順的，姚元根也有“煩心”的時(shí)候。他說(shuō)：“企業(yè)和科研單位的認(rèn)知視角是不同的，企業(yè)最終的目的是盈利，甚至有些想技術(shù)壟斷，矛盾和分歧是難免的。遇到這種情況，我們必須要保持緊密地溝通，求同存異，不然合作很難繼續(xù)。”

    未來(lái)發(fā)展前景可期

    煤制乙二醇及相關(guān)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是一支年輕的隊(duì)伍，在55名成員中，有39人在40歲以下。姚元根說(shuō)：“我們以‘創(chuàng)業(yè)引人、事業(yè)留人’為宗旨，以‘和諧發(fā)展、和諧競(jìng)爭(zhēng)、激勵(lì)創(chuàng)新、跨越發(fā)展’為實(shí)驗(yàn)室精神，支持科研人員開(kāi)展工作。”

    目前，實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備已基本具備新型催化劑的物相分析、結(jié)構(gòu)分析、表面性能、催化劑性能評(píng)價(jià)等領(lǐng)域的測(cè)試分析，共有重要儀器和設(shè)備100多臺(tái)（套）。

    姚元根表示，從福建物構(gòu)所到實(shí)驗(yàn)室，都給青年科研人員提供了舞臺(tái)和機(jī)會(huì)。他說(shuō)：“貴州的中試現(xiàn)場(chǎng)有120人，其中20多個(gè)人來(lái)自物構(gòu)所，這里與實(shí)驗(yàn)室的工作完全不一樣，通過(guò)‘工地現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)歷’，我們培養(yǎng)了一批能解決實(shí)際問(wèn)題的技術(shù)和管理骨干。”

    2017年，實(shí)驗(yàn)室成功申請(qǐng)到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“環(huán)保涂料用酯類單體與綠色溶劑高效制備技術(shù)”和“高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品的多相納米催化材料與工程化”項(xiàng)目，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)煤制乙二醇技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)化新技術(shù)。

    姚元根說(shuō)：“目前煤制乙二醇技術(shù)面臨著激烈的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)局面，國(guó)內(nèi)外的幾種技術(shù)也較為成熟，我們必須要不斷地創(chuàng)新，保持我們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。”

    姚元根表示，目前正在正在籌劃省級(jí)工程實(shí)驗(yàn)室，未來(lái)的目標(biāo)是把實(shí)驗(yàn)室發(fā)展成國(guó)家級(jí)的工程實(shí)驗(yàn)室， “在兩三年時(shí)間內(nèi)，我們將全力推進(jìn)新一代煤制乙二醇技術(shù)的60萬(wàn)噸工業(yè)示范，并在2020年實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)”。