三十年磨一劍 甲醇制取低碳烯烴獲國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎

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      乙烯、丙烯等低碳烯烴是重要的基本有機(jī)化工原料，是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基石，其傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)強(qiáng)烈地依賴于石油資源。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油及石化產(chǎn)品的需求迅速增長，石油資源的匱乏使得供需矛盾日漸突出，嚴(yán)重制約我國經(jīng)濟(jì)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。而我國煤炭資源則相對豐富，發(fā)展以煤為原料制取石油類產(chǎn)品的煤化工技術(shù)，實(shí)施石油替代戰(zhàn)略，是關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)長期穩(wěn)定發(fā)展和能源安全的重大課題。

      在2014年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，“甲醇制取低碳烯烴”項(xiàng)目摘取了本年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。其項(xiàng)目完成人中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱大連化物所）劉中民團(tuán)隊(duì)通過攻克與催化劑和工藝技術(shù)相關(guān)的一系列科學(xué)難題，取得技術(shù)突破，掌握了煤制烯烴的關(guān)鍵核心技術(shù)甲醇制烯烴，從而在我國“缺油少氣富煤”的大背景下，為連接煤化工與石油化工、實(shí)施石油替代攻略、保障能源安全提供重要技術(shù)途徑，指明戰(zhàn)略發(fā)展方向。

      他們，窮的只剩下精神

      從上世紀(jì)80年代開始，大連化物所開始部署甲醇制烯烴的研究工作，圍繞反應(yīng)原理、催化劑、反應(yīng)工藝進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)工作。2004年，大連化物所、新興能源科技有限公司和中石化洛陽工程有限公司合作，進(jìn)行甲醇制取低碳烯烴成套工業(yè)技術(shù)開發(fā)（工藝名稱：DMTO），建成了世界第一套萬噸級（日處理甲醇50噸）甲醇制烯烴工業(yè)性試驗(yàn)裝置，并于2006年成功完成工業(yè)性試驗(yàn)，裝置規(guī)模和技術(shù)指標(biāo)均處于國際領(lǐng)先水平；2008年，DMTO專用催化劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；2010年，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)利用DMTO技術(shù)建設(shè)完成了世界首套甲醇制烯烴工業(yè)化裝置，于當(dāng)年8月成功開車并穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。2011年1月起正式進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營階段，標(biāo)志著我國率先實(shí)現(xiàn)了甲醇制烯烴核心技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用“零”的突破。

      三十年漫長而艱辛的研發(fā)歷程，融入了大連物化所三代科研人的對科技創(chuàng)新的執(zhí)著追求與孜孜不倦。

      項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人、大連化物所副所長劉中民研究員回憶，他第一次接觸這個項(xiàng)目時，還是剛進(jìn)入化物所的研究生，“后來老師將項(xiàng)目交給我”，劉中民經(jīng)歷了項(xiàng)目研發(fā)與試驗(yàn)推廣道路上的曲折跌宕。提到艱辛過程中遇到的困難，劉中民笑著說：“困難沒有最大，只有最多。”項(xiàng)目起步時，科研條件非常艱苦，人力資源嚴(yán)重不足，“化物所內(nèi)研發(fā)條件不及現(xiàn)在的20%分之一”。1995年，國際油價出現(xiàn)大幅度下跌，作為替代品的煤制烯烴市場推廣進(jìn)而受到很大影響，技術(shù)攻關(guān)方面也進(jìn)入瓶頸期。

     “在埋頭技術(shù)研發(fā)的同時，我還要還帶著策劃案四處尋訪投資。”提及那段日子，劉中民笑著回憶，“我精神壓力很大，但是并非來自技術(shù)因素，如何利用好的概念設(shè)計(jì)說服投資者放大實(shí)驗(yàn)，實(shí)際生產(chǎn)萬噸裝置，對于一直奮戰(zhàn)在科研一線的實(shí)戰(zhàn)研究員著實(shí)是個挑戰(zhàn)。”

      面對諸多困難，劉中民和他的團(tuán)隊(duì)始終抱定信念，牢牢把握煤制烯烴的發(fā)展方向，夜以繼日的堅(jiān)持在技術(shù)研發(fā)、戰(zhàn)略創(chuàng)新的一線，連續(xù)的開拓性研究使得物化所等技術(shù)研發(fā)單位突破難關(guān)，成功研制甲醇制烯烴硫化反應(yīng)專用催化劑，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了SAPO-34分子篩工業(yè)放大合成和甲醇制烯烴催化劑工業(yè)生產(chǎn)。 對于支撐團(tuán)隊(duì)一路走下來的原因，劉中民研究員說到，“我們窮的只剩下精神”。

     “國家隊(duì)”的戰(zhàn)略前瞻性

      想要開發(fā)成功這樣世界領(lǐng)先的創(chuàng)新技術(shù)，絕非朝夕間可以實(shí)現(xiàn)的， DMTO項(xiàng)目作為產(chǎn)、學(xué)、研三方合作成功的經(jīng)典范例在根本上得益于長期堅(jiān)持以滿足國家重大戰(zhàn)略需求為目標(biāo)、明確定位、充分解放思想、加強(qiáng)戰(zhàn)略合作、走一條創(chuàng)新的研發(fā)合作模式道路。

      2004年，國際油價回升，甲醇制烯烴的發(fā)展迎來難得的新機(jī)遇，陜西省計(jì)劃建設(shè)煤制烯烴項(xiàng)目，省政府為此成立了新興能源科技有限公司，提供了充分的資金保障，與大連物化所聯(lián)合進(jìn)行工業(yè)成套技術(shù)開發(fā)，同時，大連化物所結(jié)合甲醇制烯烴的技術(shù)特點(diǎn)，強(qiáng)力推薦設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)最為豐富的中石化洛陽工程有限公司作為工藝設(shè)計(jì)方。三方優(yōu)勢互補(bǔ)，為最終取得DMTO技術(shù)的成果奠定了基礎(chǔ)

      大連化物所所長、中科院院士張濤認(rèn)為，這支具備“大體量的研究所、相當(dāng)?shù)募夹g(shù)、過硬的科研團(tuán)隊(duì)”的“國家隊(duì)”所具備的戰(zhàn)略前瞻性眼光，是DMTO項(xiàng)目成功的關(guān)鍵要素。即使在面對困難時，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)仍然堅(jiān)定前期的戰(zhàn)略部署與充分準(zhǔn)備，抱以持久的恒心與毅力，在關(guān)鍵時刻發(fā)揮優(yōu)勢。其中，大連物化所一直以能源戰(zhàn)略研究為主導(dǎo)，大力發(fā)展以MTO為龍頭的煤代油技術(shù)，并著重發(fā)展與國防相關(guān)的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)、儲能技術(shù)以及相關(guān)基礎(chǔ)研究，在石化領(lǐng)域發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，并在國內(nèi)長期居于領(lǐng)先地位。