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乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，是现代化学工业的基石，其传统生产技术强烈地依赖于石油资源。随着我国社会经济的发展，石油及石化产品的需求迅速增长，石油资源的匮乏使得供需矛盾日渐突出，严重制约我国经济和相关产业的健康稳定发展。而我国煤炭资源则相对丰富，发展以煤为原料制取石油类产品的煤化工技术，实施石油替代战略，是关系到我国经济长期稳定发展和能源安全的重大课题。
在2014年度国家科学技术奖励大会上，“甲醇制取低碳烯烃”项目摘取了本年度国家技术发明奖一等奖。其项目完成人中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）刘中民团队通过攻克与催化剂和工艺技术相关的一系列科学难题，取得技术突破，掌握了煤制烯烃的关键核心技术甲醇制烯烃，从而在我国“缺油少气富煤”的大背景下，为连接煤化工与石油化工、实施石油替代攻略、保障能源安全提供重要技术途径，指明战略发展方向。
他们，穷的只剩下精神
从上世纪80年代开始，大连化物所开始部署甲醇制烯烃的研究工作，围绕反应原理、催化剂、反应工艺进行创新研发工作。2004年，大连化物所、新兴能源科技有限公司和中石化洛阳工程有限公司合作，进行甲醇制取低碳烯烃成套工业技术开发（工艺名称：DMTO），建成了世界第一套万吨级（日处理甲醇50吨）甲醇制烯烃工业性试验装置，并于2006年成功完成工业性试验，装置规模和技术指标均处于国际领先水平；2008年，DMTO专用催化剂实现工业化生产；2010年，项目团队利用DMTO技术建设完成了世界首套甲醇制烯烃工业化装置，于当年8月成功开车并稳定运转。2011年1月起正式进入商业化运营阶段，标志着我国率先实现了甲醇制烯烃核心技术及工业应用“零”的突破。
三十年漫长而艰辛的研发历程，融入了大连物化所三代科研人的对科技创新的执著追求与孜孜不倦。
项目主要负责人、大连化物所副所长刘中民研究员回忆，他第一次接触这个项目时，还是刚进入化物所的研究生，“后来老师将项目交给我”，刘中民经历了项目研发与试验推广道路上的曲折跌宕。提到艰辛过程中遇到的困难，刘中民笑着说：“困难没有最大，只有最多。”项目起步时，科研条件非常艰苦，人力资源严重不足，“化物所内研发条件不及现在的20%分之一”。1995年，国际油价出现大幅度下跌，作为替代品的煤制烯烃市场推广进而受到很大影响，技术攻关方面也进入瓶颈期。
“在埋头技术研发的同时，我还要还带着策划案四处寻访投资。”提及那段日子，刘中民笑着回忆，“我精神压力很大，但是并非来自技术因素，如何利用好的概念设计说服投资者放大实验，实际生产万吨装置，对于一直奋战在科研一线的实战研究员着实是个挑战。”
面对诸多困难，刘中民和他的团队始终抱定信念，牢牢把握煤制烯烃的发展方向，夜以继日的坚持在技术研发、战略创新的一线，连续的开拓性研究使得物化所等技术研发单位突破难关，成功研制甲醇制烯烃硫化反应专用催化剂，在世界上首次实现了SAPO-34分子筛工业放大合成和甲醇制烯烃催化剂工业生产。 对于支撑团队一路走下来的原因，刘中民研究员说到，“我们穷的只剩下精神”。
“国家队”的战略前瞻性
想要开发成功这样世界领先的创新技术，绝非朝夕间可以实现的， DMTO项目作为产、学、研三方合作成功的经典范例在根本上得益于长期坚持以满足国家重大战略需求为目标、明确定位、充分解放思想、加强战略合作、走一条创新的研发合作模式道路。
2004年，国际油价回升，甲醇制烯烃的发展迎来难得的新机遇，陕西省计划建设煤制烯烃项目，省政府为此成立了新兴能源科技有限公司，提供了充分的资金保障，与大连物化所联合进行工业成套技术开发，同时，大连化物所结合甲醇制烯烃的技术特点，强力推荐设计经验最为丰富的中石化洛阳工程有限公司作为工艺设计方。三方优势互补，为最终取得DMTO技术的成果奠定了基础。
大连化物所所长、中科院院士张涛认为，这支具备“大体量的研究所、相当的技术、过硬的科研团队”的“国家队”所具备的战略前瞻性眼光，是DMTO项目成功的关键要素。即使在面对困难时，项目团队仍然坚定前期的战略部署与充分准备，抱以持久的恒心与毅力，在关键时刻发挥优势。其中，大连物化所一直以能源战略研究为主导，大力发展以MTO为龙头的煤代油技术，并着重发展与国防相关的能源转化技术、储能技术以及相关基础研究，在石化领域发展势头强劲，并在国内长期居于领先地位。
战略性的前瞻性使得DMTO项目团队做好系列规划布局，得到国家各级政府和科研领导部门政策和经费上的认可与支持；同时其技术转移转化与社会能源结构优化紧密结合，促进烯烃工业结构优化并保证原料多元化发展，为保障国家能源安全，优化国内能源消费结构，促进煤代油战略的进一步实施发挥了重大的作用。
巨大的经济效益 从科研中来到社会中去
作为第一代DMTO技术投入生产的神华包头是我国煤制烯烃国家示范项目，装置规模为每年180万吨甲醇生产60万吨烯烃（最终产品为乙二醇和聚丙烯）。2011年，其正式开始商业化运营，大连化物所同时也在孵化第二代技术，现在，第二代技术已经投厂，即将开工运行。DMTO技术累计实现技术实施许可20套大型工业装置，合计烯烃总产能1126万吨/年，这些装置的建设预计可拉动上下游投资约2500亿元，新增产值1200亿元，实现新增就业约17000人。截止目前，DMTO技术获得了巨大的经济效益，已开工装置总产值约500亿元，利税超过100亿元。
2014年，DMTO工业装置进入开工的高潮期，全年已有5套工业装置相继投产运行，分别是延长靖边、中煤榆林、华夏宝丰、山东神达，以及蒲城能化（第二代技术）等工业装置，新增烯烃产能280万吨/年，新增经济效益超过60亿元。已投产的7套DMTO装置的烯烃总产能已经达到400万吨烯烃/年，带动了我国甲醇战略型新兴产业的快速形成。其中，2013年在我国沿海宁波禾元投产运行的工业装置还成为首次海外购置甲醇原料的特色试点。这对于缺乏煤炭资源、但是烯烃需求旺盛的沿海发达地区经济发展具有重要的借鉴意义。DMTO技术对传统石油化工和煤化工产业布局具有深刻的影响。运用其进行海外天然气（页岩气）制烯烃是开拓海外市场，扩大DMTO技术商业化运营的重要战略。目前为止，潜在海外客户已达到20余家。
在DMTO技术拉动经济增长的同时，项目团队依旧耕耘于科技前沿，持续创新发展，授权发明专利达共63项，国内34项。
时下绿色能源发展备受关注，刘中民研究团队表示，DMTO技术产生的污染符合国家标准，同时在控制范围内已降至最小。刘中民研究员认为，不仅仅是中国面临着缺油富煤的资源国情，全世界范围内也是如此，煤制烯烃相对成本低，污染小，利润巨大。长远来看，煤代油制烯烃将会成为趋势。
科学是一种研究境界，其终极目标必将是惠及人民和社会发展。DMTO技术的工业发展及商业成功运作无疑证明了这一点。大连化物所项目团队具有前瞻性的战略眼光及坚持不懈的科研精神，从科研中来，到社会中去。 |
