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咬定“煤制烯烴”不放松

   2014-06-13 中華石化網(wǎng)人民日報

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中華石化網(wǎng)訊 前不久,中科院大連化學(xué)物理研究所(以下簡稱“大連化物所”)副所長劉中民榮獲第七屆周光召基金科技獎。

他獲獎的理由是:完成世界首次甲醇制烯烴工業(yè)性試驗(yàn)。

甲醇制烯烴又稱煤制烯烴,是以煤代替石油,先用煤制甲醇,然后用甲醇制取基礎(chǔ)化工原料—烯烴。劉中民課題組自主開發(fā)的煤制烯烴技術(shù),英文縮寫為DMTO。

2010年8月,神華集團(tuán)采用DMTO技術(shù)在包頭建設(shè)的180萬噸煤基甲醇制取60萬噸烯烴裝置,投料試車一次成功,成為世界首套甲醇制烯烴工業(yè)示范裝置。

如今,DMTO技術(shù)工業(yè)裝置實(shí)施技術(shù)許可合同已簽了20套,烯烴總規(guī)模1126萬噸/年。

這說明,煤炭的清潔高效利用并非可望不可即。

然而,DMTO技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的路程漫長而艱辛。正如劉中民所說:“為實(shí)現(xiàn)DMTO的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化,大連化物所的四代人干了30多年。我這個‘60后’屬于第三代,頭發(fā)都干白了?!?/p>

上世紀(jì)70年代,國際上就開始了煤代油的研究,但堅(jiān)持到最后的只有兩家。

事情得從上世紀(jì)70年代說起。當(dāng)時,全世界發(fā)生了兩次石油危機(jī),油價大幅攀升。受此影響,包括美、日在內(nèi)的多個發(fā)達(dá)國家相繼啟動了煤代油攻關(guān)計劃。

到了80年代初,“甲醇制烯烴催化劑研制”被列為中科院重大課題,由大連化物所的陳國權(quán)和梁娟兩位研究員牽頭攻關(guān)。考上大連化物所研究生的劉中民,開始了與DMTO的“親密接觸”。

經(jīng)過無數(shù)次失敗,大連化物所研制出固定床催化劑,并于1985年完成了實(shí)驗(yàn)室小試。1995年,在蔡廣宇研究員帶領(lǐng)下,大連化物所采用國際首創(chuàng)的“合成氣經(jīng)由二甲醚制取低碳烯烴新工藝方法”,完成了年制60噸烯烴的中試,創(chuàng)造了又一個“世界第一”。

也就是在這個時候,受全球石油價格下跌、新探明儲量增加的影響,加上煤制烯烴技術(shù)難度特別大,國際上堅(jiān)持下來的只有兩家:美國的“美孚石油”和“聯(lián)合油品”公司。

國外技術(shù)在進(jìn)步,你不進(jìn)步就落后了。在最困難的時候,一定要挺住。

1995年2月,劉中民接過DMTO的接力棒后,中試完成的喜悅很快煙消云散。每桶石油的最低價格不到10美元,用煤制烯烴無賬可算。當(dāng)他們申請國家“九五攻關(guān)”項(xiàng)目時,被否掉了。

國家不積極,國際合作也走不通。大連化物所完成中試后,美國一家跨國公司就找上門來要求合作。但在當(dāng)時,這樣的合作沒人敢批。

國際合作不允許、國家計劃不支持,煤制烯烴到了最困難的時期。于是,劉中民開始往全國跑,尋找合作研發(fā)企業(yè):北京、甘肅、陜西、四川……幾乎跑遍了所有可能有一線希望的地方,但一家也沒談成。

“這一階段真是最艱險、最困難的。”劉中民說,除了尋找合作單位搞工業(yè)示范,他們還得繼續(xù)完善現(xiàn)有技術(shù),因?yàn)閲膺€有公司在做?!叭思业募夹g(shù)在進(jìn)步,你不進(jìn)步就落后了。一旦落后,就永無出頭之日。”

有心人天不負(fù)。“救命稻草”在1998年降臨。這年8月,時任中科院院長的路甬祥到大連化物所考察,他們趕緊打了一個報告給路院長。中科院后來下發(fā)了一個文件,給予100萬元的資助經(jīng)費(fèi)。

憑借這100萬元救命錢,劉中民他們兩條腿走路:一方面繼續(xù)尋找合作伙伴,同時在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)新,繼續(xù)完善工藝。

在經(jīng)費(fèi)異常緊張的情況下,劉中民帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān),并取得了重大突破:把1995年中試時用的“合成氣經(jīng)由二甲醚制取烯烴工藝”改為“合成氣經(jīng)由甲醇制取烯烴工藝”。雖然兩者的原理相同,但甲醇制烯烴的工藝更成熟,能做的規(guī)模也更大。

“回過頭去想,那段日子真是難過!”劉中民不勝唏噓。

“為什么能堅(jiān)持下來?”

“因?yàn)槲覀円恢庇X得煤制烯烴這個大方向沒有錯,而且從技術(shù)上看,我們一直是最好的。”劉中民說,“另外,我是從老同志手里把這個事情接過來的,我不能把它做沒了。所以,一定要挺住、堅(jiān)持住?!?/p>

“2004年做大型試驗(yàn)的時候,我都快神經(jīng)質(zhì)了。哪個環(huán)節(jié)出了問題,就再沒機(jī)會做了?!?/p>

劉中民的春天在2004年到來。這一年,國際油價回升,加上此前美國聯(lián)合油品公司在北京開了一個聲勢浩大的發(fā)布會,宣布完成甲醇制烯烴中試,國內(nèi)的熱情又被點(diǎn)燃。

當(dāng)時,陜西省打算在榆林上煤制烯烴項(xiàng)目。在就此召開的專家研討會上,有人建議用國外技術(shù),但上億美元的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)實(shí)在讓人心疼。這時,一位老專家推薦了大連化物所的技術(shù)。陜西省政府派員考察后,很快與劉中民簽了合作合同。

在正式建廠之前,要先做一個1天處理甲醇50噸的大型試驗(yàn)?!斑@是全世界第一個這么大規(guī)模的大型試驗(yàn),甲醇轉(zhuǎn)化的裝置高30多米,從設(shè)備來說相當(dāng)于一個小工廠?!眲⒅忻裾f,“這個做下來之后,我們就具備了從頭到尾編制百萬噸級裝置工藝包的能力?!?/p>

陜西省對此高度重視,專門成立了陜西新興煤化工科技公司(即后來的新興能源科技有限公司),劃撥了8300萬元試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。2004年5月,劉中民帶領(lǐng)課題組成員開到西安附近的華縣化工廠安營扎寨,開始了至關(guān)重要的大型試驗(yàn)。

從實(shí)驗(yàn)室到工廠,從樣品到產(chǎn)品,其技術(shù)難度可想而知。但劉中民最擔(dān)心的還不是技術(shù),而是人員安全、生產(chǎn)安全和環(huán)保安全?!皬囊粋€單位的十幾個人到幾個單位的100多號人,從兩米高的實(shí)驗(yàn)室儀器到36米的大型裝置……哪一個環(huán)節(jié)出了問題,以后就再沒機(jī)會做了?!?/p>

“當(dāng)時我都有些神經(jīng)質(zhì)了?!眲⒅忻裾f,“每天晚上都睡不踏實(shí),過一會兒就爬起來看看裝置上面的火炬,如果火炬亮著就沒事,不亮就出事兒了。化工廠附近有采石場,經(jīng)常放炮,有時候半夜聽到‘哐’的一聲,我就從床上彈起來—還以為我們裝置出事兒了!”

700多個日夜的提心吊膽,終于迎來了激動人心的時刻。2006年5月,試驗(yàn)宣告成功,每天可以轉(zhuǎn)化甲醇75噸—國外的1天還不到1噸。

2007年開始,劉中民帶領(lǐng)隊(duì)伍轉(zhuǎn)戰(zhàn)包頭,迎接更為關(guān)鍵的大考

華縣的大型試驗(yàn)引起了國家發(fā)改委的關(guān)注,聽取了劉中民的匯報,神華集團(tuán)也改變了主意:包頭煤制烯烴項(xiàng)目改用國內(nèi)技術(shù)。

2006年12月,神華投資150多億元的包頭煤制烯烴項(xiàng)目獲得國家發(fā)改委核準(zhǔn)項(xiàng)目。

劉中民迎來了更為關(guān)鍵的大考:包頭項(xiàng)目要是失敗了,不僅意味著DMTO被判死刑,也會影響國家現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

從2007年開始,劉中民帶領(lǐng)隊(duì)伍轉(zhuǎn)戰(zhàn)包頭,投入到世界首套甲醇制烯烴工業(yè)示范裝置建設(shè)的服務(wù)中。經(jīng)過相關(guān)各方的精誠協(xié)作、日夜奮戰(zhàn),包頭項(xiàng)目于2010年8月8日試車成功。

當(dāng)時,千里之外的大連化物所正在舉行全所研究員參加的發(fā)展戰(zhàn)略研討會。所長張濤收到劉中民發(fā)來的短信后,大聲說:“會議暫停,我先告訴大家一個好消息!”大家聽說后,都站起來集體鼓掌。

在DMTO大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的同時,大連化物所又研發(fā)出新一代甲醇制烯烴技術(shù)(DMTO—II)并完成工業(yè)性試驗(yàn),使中國的DMTO技術(shù)在國際上持續(xù)領(lǐng)先。“DMTO—II每噸烯烴甲醇消耗降低10%以上,熱量利用更合理,大幅度降低了烯烴生產(chǎn)的原料成本。”劉中民說,“該技術(shù)的誕生,進(jìn)一步提高了技術(shù)經(jīng)濟(jì)競爭力和資源利用率,對發(fā)揮我國煤炭資源優(yōu)勢、緩解我國石油資源緊張局面、發(fā)展煤制烯烴新型煤化工產(chǎn)業(yè)意義重大?!?/p>

創(chuàng)新感言

煤一定要用,不用的話解決不了國家長期發(fā)展對能源的需求,經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展會受制于人。

煤炭清潔高效利用要注重對新技術(shù)的開發(fā)。目前煤化工發(fā)展還是受制于技術(shù),落后的技術(shù)再多都沒有用。新技術(shù)不是一朝一夕就能研發(fā)出來的,需要超前部署、長期攻關(guān)。

技術(shù)開發(fā)不能閉門造車,需要加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作。就目前而言,還應(yīng)加大對科研院所和高校的扶持力度,因?yàn)樗麄兊募夹g(shù)研發(fā)動力更大、能力更強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)需要一群技術(shù)的突破,而不是一花獨(dú)放。單一的技術(shù)路線容易導(dǎo)致重復(fù)投資,造成潛在風(fēng)險。

煤化工和石油化工的關(guān)系,不應(yīng)該對立,應(yīng)互為補(bǔ)充、協(xié)調(diào)發(fā)展。

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