◎文／谢小芳



刘中民：让“煤代油”制烯烃技术结出硕果

◎文／谢小芳

2010年8月，刘中民（前右二）在神华包头项目开工现场

【人物档案】

刘中民，1964年生于河南，理学博士、研究员、博士生导师。现任中科院大连化学物理研究所副所长，甲醇制烯烃国家工程实验室主任，国家能源低碳催化与工程研发中心主任。他作为甲醇制取低碳烯烃（DMTO）技术总负责人，带领团队完成世界首次甲醇制取低碳烯烃工业性试验，实现了我国在国际上率先拥有设计和建设百万吨级工业装置的技术能力。主持研制成功多项具有自主知识产权的新技术并实现产业化，完成“863”“973”等多项国家科技任务，荣获国家技术发明一等奖等省部级以上科技奖励10余项。

提到烯烃，普通人可能不知道其为何物，但说起矿泉水瓶、汽车轮胎、电线电缆等制品，人们一定不会陌生。是的，烯烃就是这么广泛地应用于我们的生活中，不可或缺。传统的烯烃生产技术强烈地依赖于石油资源，而我国石油资源匮乏，煤炭储量相对丰富。中科院大连化物所刘中民团队和他的前辈们经过30多年的努力，终于使煤炭经甲醇制低碳烯烃技术在中国落地生根，开花结果。2015年12 月7日，因为在应用催化领域，尤其是甲醇制烯烃技术方面取得的杰出成就，刘中民成功当选中国工程院院士。

穷得只剩下精神也要做超前研究

一组数字或许能够说明甲醇制烯烃技术对中国经济发展所起的巨大作用：自这项技术在内蒙古包头成功投产以来，已先后在国内建成或开工建设了20套大型工业装置，实现新增就业约1.7万人；预计将为国家新增产值1500亿元，可拉动上下游投资约2500亿元。而隐藏在这组数字背后的事实更具战略意义：我国已从单纯依靠石油制烯烃的石化工业的单一模式，迈入包括煤炭经甲醇制烯烃的煤化、石化并举的工业生产模式。这项成果对我国实施石油替代战略、走经济可持续发展道路和能源安全都具有重大意义。

煤炭经甲醇制烯烃的研究，历经30多年才成功实现技术转化。其艰辛、困苦是常人难以想象的。

20世纪80年代，大连化物所的研究人员了解到国际上有人在石油危机后研究煤制烯烃，他们认为未来的中国早晚也会碰到相同的问题，就开始研究煤代油的技术环节，这完全属于一种超前研究。

刘中民就是在这一时期考上了中科院大连化物所的研究生，并跟随他的导师迈入煤炭经甲醇制烯烃研究领域。那时，由于中国石油的消耗量和进口量有限，石油危机对中国经济的影响并不严重。在有些人看来，煤制烯烃的研究并不重要，他们不能理解大连化物所这批研究人员的“怪异”举动。

搞科研，需要有深邃的、远大的战略眼光，更需要有“坐冷板凳”的精神。虽然缺少资金，但大连化物所的科研人员始终没有中断对煤制烯烃的研究。大连化物所集中力量协力攻关，成立了甲醇制取低碳烯烃研究组。

1991年，正值新一代甲醇制烯烃催化剂项目起步期，面对研发条件差、人力不足、研发资金短缺的重重困难，刚刚博士毕业不久的刘中民勇敢地接下了这个艰巨的任务。大背景依然不利，与石油制烯烃相比，煤炭制烯烃的工艺成本太高，因此，企业对煤炭替代石油生产烯烃项目的积极性不高。刘中民团队将甲醇制烯烃技术申请国家“九五”攻关项目时，也被否掉了。他的团队等着他找到项目资金维持“生计”，煤炭取代石油的技术等待着他来继续发扬光大，导师和前辈们的事业不能断送在他的手里……

美国一家公司在了解情况后，希望与大连化物所团队合作，共同开发甲醇制烯烃技术。这在今天看来似乎是一件应当鼓励的、再平常不过的事了，但在当时，对于这样的项目与外国公司合作，没有人敢批准。

国际上的路行不通，刘中民就在全国范围内到处寻找资金。“那时我天南海北四处寻找实验经费，盼望与企业联合开发，只求合作，不求回报。”但是，没有一家企业看得上这项在未来可能领导全球的技术，这位怀揣“绝技”的中科院研究员也陷入困境。刘中民笑谈，当时“穷得只剩下精神”。

1998年8月，时任中科院院长路甬祥到大连化物所视察。借座谈之机，刘中民将准备好的报告递到了路院长手里，希望中科院能够继续支持这项技术的研究。刘中民本没抱太大希望，但不久，中科院批准资助刘中民团队100万元经费，用于进一步研究。

这是真正的雪中送炭。靠着这笔“救命钱”，刘中民团队进一步研究了甲醇制烯烃过程的反应机理，并在基础研究成果的指导下不断完善技术工艺条件，为课题组未来“出山”奠定了良好的基础。

工业化试验取得巨大成功

建设并运行一套甲醇制烯烃的工业化试验装置，少则五六千万元，多则上亿元。让这项科技成果实现产业化，就像是一场马拉松比赛，考验着刘中民的意志力和耐力。2004年，陕西省向大连化物所抛来了“橄榄枝”。

陕西省矿产资源丰富。多年来，该省领导一直想利用先进的煤化工技术，通过发展新型煤化工产业，实现煤的就近转化、高效转化，以期将全省的资源优势转变为经济优势、产业优势。在得知大连化物所已经开发出具有世界领先水平的甲醇制烯烃的实验室中试技术并正在寻找风险投资人和合作伙伴的消息后，陕西省决定与大连化物所合作开展工业化试验。

2004年8月2日，总投资8610万元、年处理甲醇能力1.67万吨的大连化物所甲醇制烯烃技术（简称DMTO）工业化试验装置，在陕西省华县开工建设。刘中民率团队在华县化工厂安营扎寨，开始了至关重要的大型试验。

甲醇制烯烃，技术上已没有问题，工艺上也基本走通了，但试验过程中，刘中民还是深恐某个装置或环节发生事故，比如因压力或高温问题产生爆炸，或因管道泄漏等非技术问题导致失败。他知道，一旦发生爆炸，没人会认为是试验的某个环节出了问题，而会说是甲醇制取烯烃技术不过关，由他导师开创的甲醇制取烯烃的事业就会葬送，他的团队将没有未来。那段日子，刘中民每天晚上都睡不踏实。华县化工厂附近有个采石场，经常放炮，有时候半夜听到“哐”的一声，刘中民就会从床上弹起来，他是真怕装置出事啊！

艰难困苦，玉汝于成。2006年5月，DMTO工业化试验宣告成功，每天可以转化甲醇75吨，而国外类似装置一天转化还不到1吨。对于这个全球首套万吨级DMTO工业化试验装置，中国石油和化学工业协会组织的科技成果鉴定专家们认为：该工业化试验装置运行稳定，安全可靠，技术指标先进，是目前世界上唯一的万吨级甲醇制低碳烯烃的工业化试验装置，装置规模和技术指标达到了世界领先水平。

第三代技术正在升级

陕西华县DMTO项目的成功，引起了国家发改委的关注。2006年12月，神华集团投资的包头煤制烯烃项目获得国家发改委核准，装置规模为每年180万吨甲醇生产60万吨烯烃，他们放弃了最初选定的国外未经工业性试验验证的甲醇制烯烃技术，而是选用了我国自主知识产权的DMTO技术。

煤制烯烃60万吨/年，投资150多亿元。一个新的战场开辟出来了。刘中民又带领团队转战包头，投入到世界首套DMTO工业示范装置的建设中。

2010年8月8日，神华包头DMTO工业装置投料试车一次成功，这是世界上首套大型甲醇制烯烃工业装置的成功。此刻，刘中民团队的研究人员激动得相拥而泣。多年的艰辛、巨大的压力、成功的喜悦，化成了激动的泪水。刘中民向大连化物所所长张涛发去短信，正在所里主持大会的张涛马上暂停会议，把这一好消息分享给大家。与会人员全体起立，用最热烈的掌声对这项成果表示了祝贺。

随着神华包头项目正式进入商业化运营，我国率先实现了甲醇制烯烃的核心技术及工业应用“零”的突破。犹如一场春雨，DMTO技术推动了我国煤化工产业的迅速发展。目前，DMTO系列技术已经累计实现技术许可20套工业化装置，对应烯烃产能1126万吨/年，预计拉动投资2500亿元。目前，已经投产了8套工业装置，烯烃产能合计达460万吨/年，新增产值约500亿元/年，利税超过100亿元。基于以上杰出的成绩，2014年，甲醇制取低碳烯烃（DMTO）技术喜获国家技术发明一等奖，习近平总书记亲自为刘中民颁奖，这是对甲醇制烯烃（DMTO）技术的最高褒奖。DMTO项目还形成了一系列具有我国自主知识产权的专利技术，目前已授权的发明专利有63件，其中国内34件，国外29件。有11件核心专利分别进入到10个国家和地区。

百尺竿头，更进一步。如今，刘中民团队正积极研究DMTO第三代技术，拟使DMTO单套装置处理能力从现有的180万吨/年的水平提高到300万吨/年以上，并且单程甲醇转化率和烯烃选择性不低于第二代技术。

选对方向，坚持不懈，刘中民凭借他的智慧、恒心和毅力完成了一项又一项的产业化科技成果，但这只是一个起点，未来还有更多的挑战和机遇在等待着他。