劉中民身上從不缺少光環(huán)——27歲擔任中國科學院大連化學物理研究所(簡稱“大連化物所”)甲醇制烯烴研究組副組長,31歲成為研究組組長,34歲成為研究室主任,51歲當選中國工程院院士。
科研生涯碩果累累,背后是幾十年如一日的不懈攻堅;赝^去,現任大連化物所所長的劉中民稱,科研讓自己興奮。2010年8月8日,世界首套DMTO工業(yè)示范裝置一次開車成功并穩(wěn)定運轉。次年一月,正式進入商業(yè)化運營階段。這是劉中民擔任組長完成的一個重要突破,帶領團隊躬身數載,劉中民至今記得成功投產那一刻,“所有人都沸騰了,大家激動地流下眼淚,這代表著數十年的研究成果正式投入使用,我們做研究的就是為了最后能夠應用!
走出實驗室,走向工業(yè)化
劉中民讀書時正趕上“科學的春天”。彼時,徐遲的報告文學《哥德巴赫猜想》傳遍街頭巷尾,其中陳景潤鉆研科學的精神影響了一代人,也讓科研開始在劉中民心中萌芽,希望自己也能有機會攀登科學高峰。
1979年,在“學好數理化,走遍天下都不怕”氛圍下,劉中民考進鄭州大學化學系,四年后進入大連化物所讀研。
“迷迷糊糊”,劉中民這樣描述學習進階之路。盡管尚不知自己所學有何用,卻也開始慢慢接觸煤制烯烴的研究。
彼時,全球剛經歷兩次石油危機,石油價格飆升13倍,最高至39美元/桶,不少國家開始思考石油用盡后的對策,并啟動了以煤經甲醇制烯烴為主的科技攻關計劃。也是這個時候,劉中民所在的大連化物所承擔了甲醇制取低碳烯烴(MTO)研究工作,推出“煤代油”方案。
劉中民進入大連化物所,從小課題開始研究,碩士期間就已經接觸國家項目的部分研究,從一名學生到助理研究員再到副研究員,他逐漸感受到科研的魅力,也意識到自己積累的知識最終要解決哪些科學問題。
1995年夏天,還在上海青浦做試驗的劉中民,得知自己成為甲醇制烯烴研究組組長。當年,劉中民僅31歲。
甲醇制取低碳烯烴是石油危機下的一種嘗試,即從煤或天然氣出發(fā)制取化工產品,以煤代油。劉中民解釋,我國“富煤、缺油、少氣”,化石能源資源稟賦決定了現階段以煤為主的能源生產與消費格局。隨著國際形勢不穩(wěn)定、不確定性日趨復雜,煤炭是維護我國能源安全最可靠資源。
1995年,劉中民帶領研究組完成了流化床MTO過程的中試運轉,次年這一成果獲得了中科院科技進步獎特等獎,以及原國家計委、國家科委與財政部聯合頒發(fā)的“八五”重大科技成果獎。
“八五”攻關任務收官,大連化物所這一研究并未止步,而是有意由實驗室推向工業(yè)化,真正實現落地。此后,劉中民帶領團隊著手研究MTO的工業(yè)性試驗,并將技術命名為DMTO。
現實遠比想象“骨感”,其間正值國際油價下跌,一度跌至不足10美元/桶。與石油制烯烴相比,煤炭制烯烴的成本太高,這直接影響了DMTO的經濟性,企業(yè)不愿投資,國家經費也沒能拿到。
研究陷入資金短缺僵局,劉中民沒有放棄,在推動技術研發(fā)的同時,他四處奔波尋找項目經費。
直到油價逐步回升,甲醇制烯烴再次被關注,劉中民團隊也得到了來自陜西新興煤化工公司8310萬元的投資機會。2004年8月,大連化物所與陜西新興煤化工公司、中國石化集團洛陽石油化工工程公司合作,各自發(fā)揮優(yōu)勢開展合作,共同開發(fā)DMTO工業(yè)化成套技術。計劃在大連化物所中試研究成果的基礎上,建設一套年加工1.67萬噸甲醇的工業(yè)化試驗裝置。
將技術由實驗室?guī)У焦S,實現“零”的突破
把技術由實驗室?guī)У焦S,不是簡單地放大。十幾人到上百人,36米高裝置,這些對劉中民來說都是個不小的挑戰(zhàn)!叭绻懂a成功了,我們的煤化工出路也就打開了。這一步一旦失敗,說明戰(zhàn)略方向有問題,會直接影響我們的政策和產業(yè)發(fā)展!
提起這段經歷,劉中民坦言,工業(yè)性試驗時壓力最大,“8000多萬巨款,一大群人為此努力。我作為總負責人有很大的責任!
重壓之下,劉中民從未對這一技術產生過懷疑,更多的是擔憂安全及環(huán)境問題。這些在實驗室不太會遇到的問題,走進工廠就需要格外注意,出了問題可能會直接導致項目“夭折”。
“中途被斃,做了一半等于沒做。這樣的機會一輩子只有一次,失敗了就再也不會有了!
劉中民回憶,當時工業(yè)性試驗裝置建在華山腳下,遠處經常會傳來采礦放炮的悶響聲。剛開始每次聲響自己都會心中一驚,擔心是不是出了什么事。
時間久了,他會去看裝置火炬亮不亮,“只要火炬亮著,我們的裝置就沒有大問題!
劉中民在這樣緊張氣氛中,不知度過多少個日夜。除了睡覺,基本都在裝置現場總結數據、查找問題及原因、關注安全!耙欢炔菽窘员保叵氘敃r狀態(tài),劉中民稱:“我作為負責人,即使內心再緊張也不能表現出來,我必須得給大家信心。”
經過兩年通力合作,2006年,“甲醇制取低碳烯烴技術開發(fā)”工業(yè)性試驗項目取得重大突破性進展,在日處理甲醇50噸的工業(yè)化試驗裝置上實現了甲醇轉化率接近100%、低碳烯烴(乙烯、丙烯、丁烯)選擇性達90%以上的目標。
經國家發(fā)改委2006年12月核準,世界首套煤制烯烴工廠,在內蒙古包頭市的神華集團落定。這是“十一五”期間國家核準的首個特大型煤制烯烴工業(yè)化示范項目,也是全球最大的,以煤為原料,通過煤氣化制甲醇、甲醇轉化制烯烴、烯烴聚合生產聚烯烴的特大煤化工項目。
2010年8月8日,世界首套DMTO工業(yè)示范裝置一次開車成功并穩(wěn)定運轉。次年一月,正式進入商業(yè)化運營階段。由此,我國率先實現了甲醇制烯烴核心技術及工業(yè)應用“零”的突破。
第一代技術攻堅之后,劉中民又帶領團隊繼續(xù)突破,具備更高烯烴收率的第二代甲醇制烯烴(DMTO-II)技術工業(yè)化試驗也在陜西華縣基地進行著,并在2015年成功投產,DMTO-II的開發(fā)進一步鞏固了我國在世界煤基烯烴工業(yè)化產業(yè)中的國際領先地位。
2020年,第三代甲醇制烯烴(DMTO-Ⅲ)技術通過了科技成果鑒定。DMTO-Ⅲ技術采用新一代催化劑,通過對反應器和工藝過程的創(chuàng)新,不需要設單獨的副產的碳四以上組分裂解單元,可實現單套工業(yè)裝置甲醇處理量300萬噸/年以上,噸烯烴(乙烯+丙烯)甲醇消耗可降到2.60-2.70噸。
目前,DMTO系列技術已累計技術許可31套工業(yè)裝置(投產16套),對應烯烴產能2025萬噸/年,預計拉動投資超4000億元,全部投產后可實現年產值超2000億元人民幣。
“雙碳”目標開啟新征程,“有挑戰(zhàn)就想辦法破解”
2020年,我國提出“雙碳”目標,煤化工產業(yè)所面臨的新挑戰(zhàn)被推至臺前。
煤炭、石油、天然氣三種化石燃料中,煤炭轉化相對來說排放二氧化碳最多。某種程度上而言,煤化工發(fā)展與減排相悖。目前,我國尚不能完全“去煤化”,如何在“雙碳”目標下保障安全與發(fā)展,保障產業(yè)鏈完整和供應鏈穩(wěn)定,成為研究的新課題。
劉中民提出煤化工和石油化工協調發(fā)展策略,如今兩者已非“替代”關系,而是要促進其相互協調,支撐國家發(fā)展。
“現在全世界還處于石油時代,但是我們又缺油,因此要把發(fā)展立足在自己的基礎之上,減少石油依賴。但發(fā)展煤化工也不能立足于把石油化工完全替代,這需要國家在大格局下統籌協調!彼M一步解釋稱,技術上來看,相較于其他生產方式,煤制醇類、酸類等含氧化合物具有天然優(yōu)勢,這是石油化工很難做到的。未來煤化工領域的重點是以合成氣、甲醇轉化為平臺,耦合石油基原料(苯、甲苯、石腦油等),實現烯烴、芳烴和含氧化合物大宗化學品/燃料的合成技術變革,踐行煤化工與石油化工的協調發(fā)展,構建更加合理的產業(yè)結構。
對于煤化工的作用和地位,劉中民稱,在過渡期煤化工有兩個根本職能:一個是作為戰(zhàn)略儲備,保安全。另一個就是支撐轉型發(fā)展,保障產業(yè)鏈的完整性和穩(wěn)定性。
劉中民表示,“雙碳”目標不只是某個產業(yè)的問題,而是要從頂層設計上去研究分析。他目前也在和其他領域院士專家合作,試圖厘清其中的輕重緩急,搞清楚每一步怎么走!半p碳”目標提出后,光技術路線就提出來上千種,各有各的道理,其中有真有假、有虛有實,但科研人員不能做假事、虛事,要做真事實事。
對于挑戰(zhàn),劉中民并不擔憂,“我們做研究本身就是面對各種挑戰(zhàn),既然有挑戰(zhàn)就想辦法破解,科研人員從不怕挑戰(zhàn)!
為了更好地服務于國家戰(zhàn)略,劉中民參與了中科院“十四五”能源規(guī)劃、中科院“雙碳”戰(zhàn)略行動計劃、“雙碳”重點專項任務!白鳛橐粋科技工作者要關注國家這些大事和形勢發(fā)展,要做好參謀,提出正確的意見和建議!
最近,劉中民和他的同事頻繁往返于大連與榆林,其團隊歷時十年科技攻關的50萬噸/年煤基乙醇工業(yè)裝置將正式投料試車工作,這一項目成功投產意味著乙醇生產邁入大規(guī)模工業(yè)化時代!耙掖际鞘澜绻J的清潔環(huán)保燃料、油品質量改良劑,此前乙醇主要來源于糧食,受產量限制,不能普遍使用,如果從煤中來,對于我們的糧食安全和環(huán)境保護都有一定的好處!
對于未來研究計劃,劉中民稱應該注重培養(yǎng)年輕人做事,“什么年紀做什么事,退休前就把接力棒交給年輕人,一代更比一代強,要相信年輕人,給他們更多機會!
匠心解讀
如何理解匠心精神?
匠心精神如何堅守,如何傳承?
劉中民:大膽探索,精益求精,追求完美。
我們的技術從投產到現在已經發(fā)展到第三代了,我們還在不斷探索,新技術還可能會把自己以前的技術給否定掉,總體上還是要持續(xù)不斷地追求進步。
匠人心聲
什么時候是你認為最艱難的時候?能夠堅持下去的原因是什么?
劉中民:我沒有因為科研而苦惱的時候,可能會遇到一些問題和一些困惑,那就琢磨怎么解決。我有時候解決這些問題,是睡覺做夢想出來的,夢醒了就趕緊拿筆記下來。
面對挑戰(zhàn)去解決問題,本來就是我的職業(yè)特點,科研工作的基本素質要求就是不怕挑戰(zhàn),所以也不存在很苦惱的情況,有時候會表現出來有困擾,但不是內心的苦惱。
你希望未來還取得怎樣的成就,對于未來有怎樣的期待?
劉中民:科研是我的主業(yè),但我的年齡不斷增大,接下來應該注重培養(yǎng)年輕人,讓我們的團隊持續(xù)做更多更大的事。培養(yǎng)不是一個簡單的活,不是拔苗助長,而是需要用實際的事情去鍛煉,實戰(zhàn)中成長。
技術上,我們關注的煤化工和石油化工協調,實際上是有技術對應的,我們主要盯基礎化學品,合成氣直接制烯烴、芳烴等新技術正在快速突破,接下來準備把一批新技術陸續(xù)投入工業(yè)化,相信很快就會實現。
你感覺你獲得的最大的快樂是什么?
劉中民:科研讓我快樂,科研是對未知事情的認識,探索現象背后的科學規(guī)律。我們有可能會突發(fā)奇想,用科學知識很輕松地去解決一個很困難的事兒。所學能有所用,這時候就會有成就感和愉悅感。如果技術最終能為國家所用,就會更快樂。
來源:新京報
煤炭網版權與免責聲明:
凡本網注明"來源:煤炭網m.jingweixianlan.com "的所有文字、圖片和音視頻稿件,版權均為"煤炭網m.jingweixianlan.com "獨家所有,任何媒體、網站或個人在轉載使用時必須注明"來源:煤炭網m.jingweixianlan.com ",違反者本網將依法追究責任。
本網轉載并注明其他來源的稿件,是本著為讀者傳遞更多信息的目的,并不意味著本網贊同其觀點或證實其內容的真實性。其他媒體、網站或個人從本網轉載使用時,必須保留本網注明的稿件來源,禁止擅自篡改稿件來源,并自負版權等法律責任。違反者本網也將依法追究責任。 如本網轉載稿件涉及版權等問題,請作者在兩周內盡快來電或來函聯系。
網站技術運營:北京真石數字科技股份有限公司、喀什中煤遠大供應鏈管理有限公司、喀什煤網數字科技有限公司
總部地址:北京市豐臺區(qū)總部基地航豐路中航榮豐1層
京ICP備18023690號-1 京公網安備 11010602010109號