乙烯、丙烯等烯烴是重要的有機化工原料，在工業(ye) 、農(nong) 業(ye) 、醫藥、環保等領域有著廣泛的應用。塑料、合成橡膠、纖維、醫藥品原料、農(nong) 藥、塗料等，大部分品種的重要原料都是烯烴。

　　在化學工業(ye) 領域，主流方法一直是通過石油加工生產(chan) 乙烯、丙烯等烯烴原料。

　　“富煤貧油少氣的基本國情，決(jue) 定了我們(men) 不能走完全依賴石油製烯烴的道路。”中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所所長劉中民說。

　　從(cong) 上世紀80年代起，中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱大連化物所）的科研人員開始探索研究煤製烯烴技術。此後，經過幾代科研人員近40年的接續攻關(guan) ，聯合工程公司終於(yu) 成功開發了具有自主知識產(chan) 權的甲醇製烯烴專(zhuan) 利工藝技術（DMTO）成套工業(ye) 化技術，開辟了非石油資源生產(chan) 烯烴的新路線，實現了世界上煤製烯烴工業(ye) 化“零”的突破。

　　承擔重任，挑戰世界級課題

　　20世紀70年代，由於(yu) 全球石油危機導致石油價(jia) 格大幅攀升，人們(men) 對烯烴原料來源產(chan) 生擔憂。

　　科學家想到一種方法：首先以煤炭或天然氣為(wei) 原料合成甲醇，再用甲醇製取烯烴。一些國家相繼啟動以煤代油的科技攻關(guan) 計劃。立足富煤貧油少氣的國情，中國的科研人員們(men) 也行動起來。1981年，甲醇製取烯烴被列為(wei) 中國科學院的重點課題，大連化物所承擔了這一重任。

　　“那時，煤合成甲醇已經有了成熟的工業(ye) 技術，而甲醇製烯烴則是待攻克的關(guan) 鍵核心技術，也是世界範圍內(nei) 極具挑戰性的課題。”劉中民說。

　　“以煤代油”關(guan) 係到我國經濟長期穩定發展和能源安全，再難也得上。大連化物所迅速成立了以陳國權研究員和梁娟研究員為(wei) 正副組長的研究小組。1983年，19歲的劉中民進入大連化物所攻讀碩士研究生，隨即加入到團隊當中。

　　一切從(cong) 實驗室起步。

　　“首先要闖的一道難關(guan) 是研製催化劑，有了催化劑才能將甲醇轉化為(wei) 烯烴。”劉中民說。

　　當時，有ZSM—5分子篩催化劑和SAPO—34分子篩催化劑兩(liang) 條技術路線。前者已有工業(ye) 應用的例子，風險相對較小，而SAPO—34分子篩催化劑的工業(ye) 應用潛力，還需要進一步研究。權衡考慮之後，研究團隊最終決(jue) 定“兩(liang) 條腿走路”。

　　經過幾年夜以繼日的奮戰，團隊在國內(nei) 首先合成了ZSM—5型沸石分子篩，向實現甲醇製烯烴的戰略目標邁出了第一步。之後，研究人員乘勝前進，先後完成了3噸/年規模沸石放大合成、4—5噸/年規模的催化劑放大設備，以及日處理量1噸甲醇規模的甲醇製烯烴固定床反應係統和全部外圍設備，並在1993年完成了中試。

　　隨著研究的深入，科研人員發現，SAPO—34分子篩催化劑可大幅提高烯烴產(chan) 率，工業(ye) 應用前景更好。1995年，團隊采用自己首創的合成氣經由二甲醚製烯烴新工藝方法，完成百噸級中試試驗。試驗結果很好，項目被中國科學院授予中國科學院科技進步獎特等獎。

　　原本以為(wei) 項目就此會(hui) 順利推進，沒想到“突變”而至：國際油價(jia) 大幅下跌，一度跌至不足10美元/桶。

　　“這樣一來，與(yu) 石油製烯烴相比，煤炭製烯烴的成本太高，因此，企業(ye) 對煤炭替代石油生產(chan) 烯烴項目的積極性並不高。”劉中民說。在一段時期內(nei) ，研究因資金短缺陷入僵局。

　　工業(ye) 應用，實現“零”的突破

　　化工行業(ye) 不同於(yu) 其他領域，一個(ge) 新工藝過程繞不開逐級放大，從(cong) 實驗室到中試再到工業(ye) 示範，最後才能產(chan) 業(ye) 化。這個(ge) 過程需要大量的資金。

　　怎麽(me) 辦？

　　劉中民不想放棄，他堅信對於(yu) 國家，這項研究的意義(yi) 重大而深遠。於(yu) 是，在推動技術研發的同時，他開始四處尋找投資，盼望與(yu) 企業(ye) 聯合開發。

　　“當時壓力很大。”劉中民坦言，“如何讓企業(ye) 理解我們(men) 的技術前景和潛在優(you) 勢，說服他們(men) 支持建設萬(wan) 噸級工業(ye) 性試驗裝置，在放大中驗證和完善技術，對我們(men) 這些專(zhuan) 於(yu) 科研的人來說，著實是個(ge) 挑戰。”

　　1998年，劉中民向中國科學院遞交報告，希望可以“借錢”繼續攻克這項技術。不久後，劉中民團隊就收到了中國科學院特批的100萬(wan) 元科研經費。

　　“利用這筆經費，我們(men) 進一步研究了甲醇製烯烴過程的反應機理，完善了催化劑放大和工藝技術，同時繼續尋找進一步放大試驗的機會(hui) 。”劉中民說。

　　2004年，國際油價(jia) 回暖，甲醇製烯烴再一次迎來了發展機遇。

　　機會(hui) 總是留給有準備的人。在得知大連化物所已經開發出具有世界領先水平的甲醇製烯烴實驗室中試技術並正在尋找投資和合作夥(huo) 伴的消息後，陝西省決(jue) 定與(yu) 其合作開展工業(ye) 性試驗。

　　當年8月，總投資8610萬(wan) 元、年處理甲醇能力1.67萬(wan) 噸的工業(ye) 性試驗裝置，在陝西省華縣（現渭南市華州區）開工建設。劉中民團隊在當地的一家化工廠安營紮寨，開始了至關(guan) 重要的工業(ye) 性試驗。

　　“最初，整個(ge) 廠區隻有甲醇製烯烴工業(ye) 性試驗裝置孤單地矗立在那裏，工廠基礎設施簡陋。”團隊成員、大連化物所副研究員張令令回憶。

　　就是在這樣艱苦的條件下，劉中民帶領團隊在廠區度過了700多個(ge) 日日夜夜。這期間，他很少睡過踏實覺，即使是晚上入睡後，總會(hui) 過一會(hui) 兒(er) 就起床看看裝置上麵的火炬是否還亮著。如果火炬燃燒，說明裝置運行正常，他才敢躺下眯一會(hui) ，“火要不亮就得趕緊往那跑，說明可能有問題。”

　　作為(wei) 技術總負責人，劉中民最擔心的是安全問題。“100多人，36米高的大型裝置，哪一個(ge) 環節出了問題，就有可能中斷難得的工業(ye) 性試驗機會(hui) 。”

　　700多個(ge) 日夜的“提心吊膽”，終於(yu) 迎來了激動人心的時刻。2006年5月，甲醇製烯烴工業(ye) 性試驗宣告成功，取得了設計建設大型裝置的可靠數據。

　　此後，項目繼續順利推進。2010年，神華包頭180萬(wan) 噸/年甲醇製烯烴工業(ye) 裝置投料試車一次成功，在世界上首次實現煤製烯烴工業(ye) 化；2011年1月，正式進入商業(ye) 化運營階段。由此，我國率先實現了甲醇製烯烴核心技術及工業(ye) 應用“零”的突破。

　　科研接力，推動技術升級換代

　　漫長而艱辛的研發曆程，融入了大連化物所三代人對科研的追求和對國家戰略需求的執著。在2014年度國家科學技術獎勵大會(hui) 上，甲醇製烯烴技術榮獲國家技術發明獎一等獎。

　　在收獲榮譽的同時，團隊成員感到肩上的擔子更重了。不斷開拓創新，推動技術繼續升級換代，成為(wei) 他們(men) 新的目標。

　　2015年，具備更高烯烴收率的第二代甲醇製烯烴（DMTO—Ⅱ）技術工業(ye) 化成功投產(chan) ，進一步鞏固了我國在世界煤（天然氣）基烯烴工業(ye) 化產(chan) 業(ye) 中的領先地位。

　　2020年11月，第三代甲醇製烯烴技術通過科技成果鑒定。與(yu) 前兩(liang) 代技術相比，在反應器尺寸基本不變的情況下，第三代技術使甲醇處理量從(cong) 每年180萬(wan) 噸提升到360萬(wan) 噸，換算成烯烴的產(chan) 量，就是從(cong) 每年60萬(wan) 噸增加到135萬(wan) 噸；噸烯烴甲醇單耗從(cong) 之前的3噸下降到2.6至2.7噸。

　　“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，能耗明顯下降，經濟性顯著提高。”劉中民說。

　　在不久前，基於(yu) 第三代甲醇製烯烴技術，全球單套規模最大的煤製烯烴項目在內(nei) 蒙古自治區鄂爾多斯市開始建設。

　　劉中民說：“煤製烯烴項目建成投產(chan) 後，將推動鄂爾多斯和相關(guan) 地區煤炭資源產(chan) 品由‘一般加工’向‘高端製造’轉變，助力實現區域產(chan) 業(ye) 結構優(you) 化，促進國家烯烴原料多元化。”

　　截至目前，大連化物所甲醇製烯烴係列技術已簽訂32套裝置的技術實施許可合同，烯烴產(chan) 能達2160萬(wan) 噸/年（約占全國當前產(chan) 能的1/3）；已投產(chan) 的17套工業(ye) 裝置，烯烴產(chan) 能超過1000萬(wan) 噸/年。

　　“轉化一代，開發一代，前瞻一代。”這是大連化物所對煤經甲醇製取烯烴研究的總體(ti) 部署。對於(yu) 未來，劉中民表示：“就像接力賽跑一樣，導師把煤製烯烴的接力棒傳(chuan) 給我，作為(wei) 傳(chuan) 承人，我要帶領一群年輕人，繼續跑下去。”(記者 吳月輝)