媒体:清洁燃煤“点煤成金” 咬定煤制烯烃不放松
媒体:清洁燃煤“点煤成金” 咬定煤制烯烃不放松
www.ipo.dicp.ac.cn    发布时间:2014-06-19 09:45    栏目类别:典型案例
       前不久,中科院大连化学物理研究所(以下简称“大连化物所”)副所长刘中民荣获第七届周光召基金科技奖。

  他获奖的理由是:完成世界首次甲醇制烯烃工业性试验。

  甲醇制烯烃又称煤制烯烃,是以煤代替石油,先用煤制甲醇,然后用甲醇制取基础化工原料——烯烃。刘中民课题组自主开发的煤制烯烃技术,英文缩写为DMTO。

  2010年8月,神华集团采用DMTO技术在包头建设的180万吨煤基甲醇制取60万吨烯烃装置,投料试车一次成功,成为世界首套甲醇制烯烃工业示范装置。

  如今,DMTO技术工业装置实施技术许可合同已签了20套,烯烃总规模1126万吨/年。

  这说明,煤炭的清洁高效利用并非可望不可即。

  然而,DMTO技术研发及产业化的路程漫长而艰辛。正如刘中民所说:“为实现DMTO的技术突破和产业化,大连化物所的四代人干了30多年。我这个‘60后’属于第三代,头发都干白了。”

  上世纪70年代,国际上就开始了煤代油的研究,但坚持到最后的只有两家

  事情得从上世纪70年代说起。当时,全世界发生了两次石油危机,油价大幅攀升。受此影响,包括美、日在内的多个发达国家相继启动了煤代油攻关计划。

  到了80年代初,“甲醇制烯烃催化剂研制”被列为中科院重大课题,由大连化物所的陈国权和梁娟两位研究员牵头攻关。考上大连化物所研究生的刘中民,开始了与DMTO的“亲密接触”。

  经过无数次失败,大连化物所研制出固定床催化剂,并于1985年完成了实验室小试。1995年,在蔡光宇研究员带领下,大连化物所采用国际首创的“合成气经由二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法”,完成了年制60吨烯烃的中试,创造了又一个“世界第一”。

  也就是在这个时候,受全球石油价格下跌、新探明储量增加的影响,加上煤制烯烃技术难度特别大,国际上坚持下来的只有两家:美国的“美孚石油”和“联合油品”公司。

  国外技术在进步,你不进步就落后了。在最困难的时候,一定要挺住

  1995年2月,刘中民接过DMTO的接力棒后,中试完成的喜悦很快烟消云散。每桶石油的最低价格不到10美元,用煤制烯烃无账可算。当他们申请国家“九五攻关”项目时,被否掉了。

  国家不积极,国际合作也走不通。大连化物所完成中试后,美国一家跨国公司就找上门来要求合作。但在当时,这样的合作没人敢批。

  国际合作不允许、国家计划不支持,煤制烯烃到了最困难的时期。于是,刘中民开始往全国跑,寻找合作研发企业:北京、甘肃、陕西、四川……几乎跑遍了所有可能有一线希望的地方,但一家也没谈成。

  “这一阶段真是最艰险、最困难的。”刘中民说,除了寻找合作单位搞工业示范,他们还得继续完善现有技术,因为国外还有公司在做。“人家的技术在进步,你不进步就落后了。一旦落后,就永无出头之日。”

  有心人天不负。“救命稻草”在1998年降临。这年8月,时任中科院院长的路甬祥到大连化物所考察,他们赶紧打了一个报告给路院长。中科院后来下发了一个文件,给予100万元的资助经费。

  凭借这100万元救命钱,刘中民他们两条腿走路:一方面继续寻找合作伙伴,同时在原有技术基础上进行再创新,继续完善工艺。

  在经费异常紧张的情况下,刘中民带领团队持续攻关,并取得了重大突破:把1995年中试时用的“合成气经由二甲醚制取烯烃工艺”改为“合成气经由甲醇制取烯烃工艺”。虽然两者的原理相同,但甲醇制烯烃的工艺更成熟,能做的规模也更大。

  “回过头去想,那段日子真是难过!”刘中民不胜唏嘘。

  “为什么能坚持下来?”

  “因为我们一直觉得煤制烯烃这个大方向没有错,而且从技术上看,我们一直是最好的。”刘中民说,“另外,我是从老同志手里把这个事情接过来的,我不能把它做没了。所以,一定要挺住、坚持住。”

  “2004年做大型试验的时候,我都快神经质了。哪个环节出了问题,就再没机会做了。”

  刘中民的春天在2004年到来。这一年,国际油价回升,加上此前美国联合油品公司在北京开了一个声势浩大的发布会,宣布完成甲醇制烯烃中试,国内的热情又被点燃。

  当时,陕西省打算在榆林上煤制烯烃项目。在就此召开的专家研讨会上,有人建议用国外技术,但上亿美元的技术转让费实在让人心疼。这时,一位老专家推荐了大连化物所的技术。陕西省政府派员考察后,很快与刘中民签了合作合同。

  在正式建厂之前,要先做一个1天处理甲醇50吨的大型试验。“这是全世界第一个这么大规模的大型试验,甲醇转化的装置高30多米,从设备来说相当于一个小工厂。”刘中民说,“这个做下来之后,我们就具备了从头到尾编制百万吨级装置工艺包的能力。”

  陕西省对此高度重视,专门成立了陕西新兴煤化工科技公司(即后来的新兴能源科技有限公司),划拨了8300万元试验经费。2004年5月,刘中民带领课题组成员开到西安附近的华县化工厂安营扎寨,开始了至关重要的大型试验。

  从实验室到工厂,从样品到产品,其技术难度可想而知。但刘中民最担心的还不是技术,而是人员安全、生产安全和环保安全。“从一个单位的十几个人到几个单位的100多号人,从两米高的实验室仪器到36米的大型装置……哪一个环节出了问题,以后就再没机会做了。”

  “当时我都有些神经质了。”刘中民说,“每天晚上都睡不踏实,过一会儿就爬起来看看装置上面的火炬,如果火炬亮着就没事,不亮就出事儿了。化工厂附近有采石场,经常放炮,有时候半夜听到‘哐’的一声,我就从床上弹起来——还以为我们装置出事儿了!”

  700多个日夜的提心吊胆,终于迎来了激动人心的时刻。2006年5月,试验宣告成功,每天可以转化甲醇75吨——国外的1天还不到1吨。

  2007年开始,刘中民带领队伍转战包头,迎接更为关键的大考

  华县的大型试验引起了国家发改委的关注,听取了刘中民的汇报,神华集团也改变了主意:包头煤制烯烃项目改用国内技术。

  2006年12月,神华投资150多亿元的包头煤制烯烃项目获得国家发改委核准项目。

  刘中民迎来了更为关键的大考:包头项目要是失败了,不仅意味着DMTO被判死刑,也会影响国家现代煤化工产业的发展。

  从2007年开始,刘中民带领队伍转战包头,投入到世界首套甲醇制烯烃工业示范装置建设的服务中。经过相关各方的精诚协作、日夜奋战,包头项目于2010年8月8日试车成功。

  当时,千里之外的大连化物所正在举行全所研究员参加的发展战略研讨会。所长张涛收到刘中民发来的短信后,大声说:“会议暂停,我先告诉大家一个好消息!”大家听说后,都站起来集体鼓掌。

  在DMTO大规模产业化的同时,大连化物所又研发出新一代甲醇制烯烃技术(DMTO—II)并完成工业性试验,使中国的DMTO技术在国际上持续领先。“DMTO—II每吨烯烃甲醇消耗降低10%以上,热量利用更合理,大幅度降低了烯烃生产的原料成本。”刘中民说,“该技术的诞生,进一步提高了技术经济竞争力和资源利用率,对发挥我国煤炭资源优势、缓解我国石油资源紧张局面、发展煤制烯烃新型煤化工产业意义重大。”

  创新感言

  煤一定要用,不用的话解决不了国家长期发展对能源的需求,经济社会的发展会受制于人。

  煤炭清洁高效利用要注重对新技术的开发。目前煤化工发展还是受制于技术,落后的技术再多都没有用。新技术不是一朝一夕就能研发出来的,需要超前部署、长期攻关。

  技术开发不能闭门造车,需要加强产学研合作。就目前而言,还应加大对科研院所和高校的扶持力度,因为他们的技术研发动力更大、能力更强。

  技术研发需要一群技术的突破,而不是一花独放。单一的技术路线容易导致重复投资,造成潜在风险。

  煤化工和石油化工的关系,不应该对立,应互为补充、协调发展。

  (刘中民)

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