劉中民（右二）在與團隊成員討論研究項目。
中國科學院大連化物所供圖

人物小傳

劉中民，1964年生，河南周口人，中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所所長，長期從事煤化工、石油化工領域應用催化研究與技術開發(fā)。根據(jù)我國能源稟賦特點，劉中民帶領團隊開發(fā)了甲醇制烯烴（DMTO）技術，合作完成了工業(yè)性試驗和工業(yè)化。他曾獲得國家技術發(fā)明獎一等獎、國家科技進步獎一等獎、中國科學院杰出科技成就獎和最美科技工作者等榮譽。

前段時間，中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）所長劉中民一直往返于北京和大連兩地。雖然很辛苦，但劉中民覺得很值得。“‘變革性潔凈能源關鍵技術與示范’科技專項剛剛結項，這個為期5年的項目已累計突破63項包括新一代甲醇制烯烴等的關鍵技術，建成工業(yè)示范項目55項，帶動投資1800多億元。”劉中民說。

作為這個科技專項的負責人，從上世紀80年代進入煤經(jīng)甲醇制烯烴研究領域以來，劉中民一直從事催化劑和新催化工藝過程的基礎和應用研究，取得多項世界級創(chuàng)新成果并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在推動煤炭清潔化利用等方面發(fā)揮了重要作用。

研究“以煤代油”技術，完善煤經(jīng)甲醇制烯烴工藝

烯烴，是重要的基礎工業(yè)化學品之一，以往主要是從石油中提煉。

“上世紀70年代，不少國家啟動了煤經(jīng)甲醇制烯烴技術的科技攻關計劃。”劉中民介紹，1983年，他從鄭州大學化學系畢業(yè)后來到大連化物所攻讀碩士學位，并接觸到相關研究課題，“我國的資源稟賦是富煤、貧油，因此，開展‘以煤代油’技術研究具有重要意義。”

1990年博士畢業(yè)后，劉中民正式加入大連化物所煤經(jīng)甲醇制烯烴課題研究團隊，并于次年擔任課題組副組長，“當時，曾有人建議我出國發(fā)展，也有一些外國機構邀請，但我還是選擇留下來。”

為何留下？“煤制烯烴研究的接力棒傳到手上，我必須接好這一棒。”劉中民說，“如果能早日研究出‘以煤代油’技術，將是一件非常了不起的事情！”

煤制烯烴分為兩步，先是以煤為原料合成甲醇，再通過甲醇制取烯烴。“當時，煤合成甲醇已經(jīng)有了成熟的工業(yè)技術，但甲醇制烯烴則是在世界范圍內(nèi)極具挑戰(zhàn)性的研究方向。”劉中民回憶。

劉中民當時的主攻方向是二甲醚制取烯烴。“二甲醚是甲醇的脫水產(chǎn)物，二者轉化為烯烴的原理和催化過程是基本相同的。”劉中民說。

催化劑技術是首先要解決的難題。當時有ZSM—5分子篩催化劑和SAPO—34分子篩催化劑兩條技術路線，前者已有工業(yè)應用的例子，風險相對較小，而對于SAPO—34分子篩催化劑的工業(yè)應用，還需要進一步研究。劉中民經(jīng)過認真分析后，決定“兩條腿走路”。隨著研究的深入，他和團隊發(fā)現(xiàn)，實際上SAPO—34分子篩催化劑的工業(yè)應用前景更好。

失敗，研究；再次失敗，繼續(xù)研究……1995年，劉中民帶領團隊完成了“合成氣經(jīng)由二甲醚制取烯烴工藝”技術年產(chǎn)60噸烯烴的中試試驗。這一成果最終獲得中國科學院科技進步獎特等獎，以及由原國家計委、國家科委與財政部聯(lián)合頒發(fā)的“八五”重大科技成果獎。

“就在這時，國際油價大幅下跌，和石油制烯烴相比，煤制烯烴成本太高，企業(yè)不愿投資，也沒有其他經(jīng)費來源，如何繼續(xù)開展研究成了難題。”劉中民說，困難面前，唯有堅持。

1998年，劉中民從中國科學院爭取到一筆科研經(jīng)費，他和團隊得以繼續(xù)開展研究。他們摸清了甲醇制烯烴過程的反應機理，并在此基礎上不斷完善工藝生產(chǎn)技術。

完成萬噸級工業(yè)性試驗，不斷推動技術優(yōu)化升級

化工行業(yè)的一個新工藝過程，通常要經(jīng)過多輪試驗和完善，從實驗室到中試再到工業(yè)示范生產(chǎn)，最后才能產(chǎn)業(yè)化。

“那些年，我們在做技術研發(fā)的同時，還要四處尋找資金支持。”劉中民回憶，“如何讓企業(yè)了解我們的技術前景和潛在優(yōu)勢，說服他們支持建設萬噸級工業(yè)性試驗裝置，挑戰(zhàn)很大。”

2004年，國際油價開始回升，甲醇制烯烴技術的應用迎來新機遇。就在這一年，利用大連化物所開發(fā)的具有世界領先水平的甲醇制烯烴技術，陜西省在渭南市華縣（今華州區(qū)）建起萬噸級工業(yè)性試驗裝置。

“對于我們來說，這么大規(guī)模的試驗從來沒有過。如果試驗成功，就意味著我們具備了編制百萬噸級裝置成套工藝包的能力。”劉中民說。

700多個日日夜夜，團隊十幾個人堅守在試驗現(xiàn)場，每天在幾十米高的裝置上爬上爬下，忙于試驗。終于，2006年8月，試驗獲得成功：相關技術指標先進，日轉化甲醇75噸。

隨后，劉中民團隊和神華集團達成合作，簽訂60萬噸/年甲醇制低碳烯烴技術許可合同。2010年8月，神華集團包頭甲醇制烯烴技術工業(yè)裝置投料試車一次成功，我國實現(xiàn)了這一領域關鍵技術及工業(yè)應用“零”的突破。

“截至目前，甲醇制烯烴系列技術已經(jīng)簽訂了32套裝置的技術實施許可合同，烯烴產(chǎn)能達2160萬噸/年；已投產(chǎn)的17套工業(yè)裝置，烯烴產(chǎn)能超過1000萬噸/年，新增產(chǎn)值每年約1000億元。”劉中民自豪地列出這些數(shù)字。

如今，在劉中民團隊的不斷探索優(yōu)化下，甲醇制烯烴技術已經(jīng)發(fā)展到第三代。“第三代技術的單套裝置甲醇處理能力大幅增加，單位烯烴成本下降10%左右，能耗下降明顯，經(jīng)濟效益顯著提升。”劉中民介紹。

科研攻關不停步，研發(fā)煤基乙醇新技術

攻克了甲醇制烯烴技術的一道道難題，似乎可以“松一口氣”了，但劉中民并未止步于此。在研發(fā)煤制烯烴技術的同時，他又瞄上了“煤制乙醇”這項富有挑戰(zhàn)且應用前景廣闊的技術。

“科研成果能夠滿足經(jīng)濟社會發(fā)展需要，這樣的科研才更有價值。”劉中民介紹，“目前，世界范圍的乙醇生產(chǎn)主要依靠糧食等生物質原料制備，但根據(jù)我國的實際情況，以糧食為原料制備乙醇不適合大規(guī)模推廣。”

2012年，大連化物所和陜西延長石油（集團）有限公司合作開展“合成氣制乙醇整套工藝技術”項目研發(fā)工作。2017年1月，具有我國自主知識產(chǎn)權的全球首套10萬噸/年煤基乙醇工業(yè)示范項目完成全流程試驗，生產(chǎn)出合格的無水乙醇。

截至目前，煤基乙醇技術已簽訂12套技術許可合同，乙醇產(chǎn)能累計達到375萬噸/年，煤基乙醇新興產(chǎn)業(yè)已具雛形。這對保障我國能源安全、糧食安全以及實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要意義。

近年來，助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標是劉中民持續(xù)關注的重點課題。2019年，大連化物所聯(lián)合中國科學院能源領域優(yōu)勢力量，牽頭組建中國科學院潔凈能源創(chuàng)新研究院，劉中民任院長；2023年，科技部成立了首屆國家碳中和科技專家委員會，劉中民擔任組長。“‘雙碳’目標的實現(xiàn)是一個循序漸進的過程，希望我們能為推動綠色高質量發(fā)展作出更多貢獻。”他說。

在能源領域潛心攻關40余年，當年的年輕小伙已經(jīng)兩鬢斑白。“我只是廣大科技工作者中的一員而已。”2023年7月，劉中民被評選為“最美科技工作者”，他謙虛地說，“這不僅僅是對我個人成績的表彰，更是對我們團隊工作的認可。科研是場接力賽，我們要繼續(xù)完成好。”

記者手記

始終保持那份執(zhí)著

劉中民團隊研發(fā)的煤制烯烴技術，從無到有，從實驗室到工業(yè)應用，從第一代到第三代，因受到國際油價等因素影響，時而備受關注，時而無人問津，但劉中民始終堅持著，而且堅持了40余年。

在逆境中堅持不懈，在順境中順勢而為。

無論困難有多大，無論成果有多少，劉中民始終保持著一名科技工作者的執(zhí)著。推動煤炭安全綠色開發(fā)利用，助力構建“雙碳”目標下的能源新格局……劉中民的科研工作在不斷取得新進展的同時，又不斷迎接著新挑戰(zhàn)。在劉中民看來，研發(fā)具有顛覆性的技術肯定面臨很多困難，但只要目標明確、直面問題、付諸行動，辦法總比困難多。

《 人民日報 》（ 2024年04月02日 06 版）