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
發(fā)布時間:2015-07-13 來源:洛陽萬樂鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司 點擊:1914
人民網(wǎng)北京1月9日電(記者魏艷 實習(xí)生何治錦)乙烯、丙烯等低碳晰涇是重要的基本有機化工原料,是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基石,其傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)強烈地依賴于石油資源。隨著我國社會經(jīng)濟的發(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),實施石油替代戰(zhàn)略,是關(guān)系到我國經(jīng)濟長期穩(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,“甲醇制取低碳烯經(jīng)”項目摘取了本年度國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。其項目完***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)劉中民團隊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,掌握了煤制烯經(jīng)的關(guān)鍵核心技術(shù)甲醇制烯經(jīng),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經(jīng)的研究工作,圍繞反應(yīng)原理、催化劑、反映工藝進行創(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***套萬噸級(日處理甲醇50噸)甲醇烯烴工業(yè)性試驗裝置,并于2006年成功完成工業(yè)性試驗,裝置規(guī)模和技術(shù)指標(biāo)均處于國際先 進水平;2008年,DMTO專用催化劑實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn);2010年,項目團隊利用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月份成功開車并穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。2011年1月起正式進入商業(yè)化運營階段,標(biāo)志著我國率先實現(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***次接觸這個項目時,還是剛進入化物所的研究生,“后來老師將項目交給我”,劉中民經(jīng)歷了項目研發(fā)與試驗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***大,只有***多”。項目起步時,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而受到很大的影響,技術(shù)攻關(guān)方面也進入瓶頸期。
“在埋頭技術(shù)研發(fā)的同時,我還要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)計說服投資者放大實驗,實際生產(chǎn)萬噸裝置,對于一直奮戰(zhàn)在科研一線的實戰(zhàn)研究員著實是個挑戰(zhàn)”。面對諸多困難,劉中民和他的團隊始終抱定信念,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***實現(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)。對于支撐團隊一路下來的原因,劉中民研究員說到,“我們窮的只剩下精神”。
“國家隊”的戰(zhàn)略前瞻性
想要開發(fā)成功這樣世界頂 尖的創(chuàng)新技術(shù),絕非朝夕間可以實現(xiàn)的,DMTO項目作為產(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)展迎來難得的新機遇,陜西省計劃建設(shè)煤制烯烴項目,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)合進行工業(yè)成套技術(shù)開發(fā),同時,大連物化所結(jié)合甲醇制烯烴的技術(shù)特點,強力推薦設(shè)計經(jīng)驗豐富的中石化洛陽工程有限公司作為工藝設(shè)計方。三方優(yōu)勢互補,為取得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)、過硬的科研團隊”的“國家隊”所具備的戰(zhàn)略前瞻性眼光,是DMTO項目成功的關(guān)鍵要素。即使在面對困難時,項目團隊仍然堅定前期的戰(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)展勢頭強勁,并在國內(nèi)長期居于***地位。
戰(zhàn)略性的前瞻性使得DMTO項目團隊做好系列規(guī)劃布局,得到國家各級政府和科研領(lǐng)導(dǎo)部門政策和經(jīng)費上的認(rèn)可與支持;同時其技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化與社會能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化緊密結(jié)合,促進烯烴工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化并保證原料多元化發(fā)展,為保障國家能源安全,優(yōu)化國內(nèi)能源消費結(jié)構(gòu),促進煤代油戰(zhàn)略的進一步實施發(fā)揮了重大的作用。
巨大的經(jīng)濟效益 從科研中來到社會中去
作為***代DMTO技術(shù)投入生產(chǎn)的神華包頭是我國煤制烯烴國家示范項目,裝置規(guī)模為每年180萬噸甲醇生產(chǎn)60萬噸烯烴(***終產(chǎn)品為乙二醇和聚丙烯)。2011年,其正式開始商業(yè)化運營,大連化物所同時也在孵化第二代技術(shù),現(xiàn)在,第二代技術(shù)已經(jīng)投廠,即將開工運行。DMTO技術(shù)累計實現(xiàn)許可20套大型工業(yè)裝置,合計烯烴總產(chǎn)能1126萬噸/年,這些裝置的建設(shè)預(yù)計可拉動上下游投資約2500億元,新增產(chǎn)值1200億元,實現(xiàn)新增就業(yè)約17000人,截止目前,DMTO技術(shù)獲得了巨大的經(jīng)濟效益,已開工裝置總產(chǎn)值約500億元,利稅超過100億元。
2014年,DMTO工業(yè)裝置進入開工的***期,全年已有5套工業(yè)裝置相繼投產(chǎn)運行,分別是延長靖邊、中煤榆林、華夏寶豐、山東神達(dá),以及蒲城能化(第二代技術(shù))等工業(yè)裝置,新增烯烴產(chǎn)能280萬噸/年,新增經(jīng)濟效益超過60億元。已投產(chǎn)的7套DMTO裝置的烯烴總產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到400萬噸烯烴/年,帶動了我國甲醇戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)的快速形成。其中,2013年在我國沿海寧波禾元投產(chǎn)運行的工業(yè)裝置還成為海外購置甲醇原料的特色試點。這對于缺乏煤炭資源、但是烯烴需求旺盛的沿海發(fā)達(dá)地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有重要的借鑒意義。DMTO技術(shù)對傳統(tǒng)石油化工和煤化工產(chǎn)業(yè)布局具有深刻的影響。運用其進行海外天然氣(頁巖氣)制烯烴是開拓海外市場,擴大DMTO技術(shù)商業(yè)化運營的重要戰(zhàn)略。目前為止,潛在海外客戶已達(dá)到20余家。
在DMTO技術(shù)拉動經(jīng)濟增長的同時,項目團隊依舊耕耘于科技前沿,持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展,授權(quán)發(fā)明***達(dá)共63項,國內(nèi)34項。
時下綠色能源發(fā)展備受關(guān)注,劉中民研究團隊表示,DMTO技術(shù)產(chǎn)生的污染符合國家標(biāo)準(zhǔn),同時在控制范圍內(nèi)已降至zui小。劉中民研究員認(rèn)為,不僅僅是中國面臨著缺油富煤的資源國情,全世界范圍內(nèi)也是如此,煤制烯烴相對成本低,污染小,利潤巨大。長遠(yuǎn)來看,煤代油制烯烴將會成為趨勢。
科學(xué)是一種研究境界,其目標(biāo)必將是惠及人民和社會發(fā)展。DMTO技術(shù)的工業(yè)發(fā)展及商業(yè)成功運作無疑證明了這一點。大連化物所項目團隊具有前瞻性的戰(zhàn)略眼光及堅持不懈的科研精神,從科研中來,到社會中去。
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