四十多年來，他深耕能源化工領(lǐng)域應(yīng)用催化研究與技術(shù)開發(fā)工作，是把煤變成烯烴的“魔術(shù)師”，推動孵化上千億產(chǎn)值的煤化工產(chǎn)業(yè)；他成功開辟了“煤基乙醇”的新賽道，讓乙醇生產(chǎn)與糧食脫鉤，在世界上首次實現(xiàn)煤制烯烴……他就是中國工程院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所所長劉中民。

挑戰(zhàn)世界性課題

煤變成烯烴是國際研究的前沿?zé)狳c，關(guān)系著國家能源安全。劉中民說，烯烴雖然聽起來有點陌生，但其實就是塑料的原料，與日常生活密切相關(guān)。大家常見的工業(yè)品，如飛機、汽車、冰箱、電視等需要用到塑料的物品，大都有烯烴存在，“烯烴是重要的基礎(chǔ)化工原料，在傳統(tǒng)技術(shù)中，主要從石油中提煉?！?/p>

“我國在發(fā)展過程中需要大量烯烴，但石油資源短缺的狀況，導(dǎo)致對外依存度不斷加大，帶來很大風(fēng)險?！眲⒅忻癖硎?，我們國家的煤炭資源相對豐富，能不能通過煤炭做出石油能做的產(chǎn)品，是多年來努力的方向。

20世紀70年代，一些發(fā)達國家開始研發(fā)新的煤炭技術(shù)和設(shè)備，“以煤代油”進行烯烴的高效生產(chǎn)。中科院大連化物所也注意到了這項特殊的技術(shù)——煤制烯烴，便組建團隊進行深入研究。1983年，19歲的劉中民大學(xué)畢業(yè)后進入中科院大連化物所，開啟了烯烴生產(chǎn)新技術(shù)的研究之路。煤制烯烴要分兩步走，第一步是以煤為原料合成甲醇，第二步是通過甲醇制取烯烴。劉中民躍躍欲試：“當(dāng)時煤合成甲醇已經(jīng)有了成熟的工業(yè)技術(shù)，而甲醇制烯烴則是待攻克的關(guān)鍵核心技術(shù)，也是世界范圍內(nèi)極具挑戰(zhàn)性的課題?！?/p>

1990年，劉中民被任命為中科院大連化物所甲醇制烯烴研究組副組長，帶領(lǐng)團隊進行科技攻關(guān)。經(jīng)過六年奮戰(zhàn)，劉中民率隊取得了技術(shù)突破，攻克了煤制烯烴領(lǐng)域最關(guān)鍵的技術(shù)難題，完成了“合成氣經(jīng)由二甲醚制取烯烴工藝”技術(shù)的中試試驗。劉中民研發(fā)出甲醇制烯烴技術(shù)（DMTO），在世界上首次實現(xiàn)煤制烯烴工業(yè)化，奠定了我國在煤經(jīng)甲醇制烯烴工業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。1995年，劉中民被選為課題組組長，成為技術(shù)總負責(zé)人。雖然已經(jīng)突破了該領(lǐng)域的世界性難題，但他并未就此止步?！翱茖W(xué)要為社會服務(wù)，直到把研制的技術(shù)落地，真正服務(wù)于國家和社會，才算完成任務(wù)。”劉中民說。

開展工業(yè)性試驗

劉中民明白，只有找企業(yè)開展工業(yè)性試驗，才能把技術(shù)轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，成為看得見、摸得著、有實效的東西?？僧?dāng)時國際油價低迷，企業(yè)對煤炭替代石油生產(chǎn)烯烴項目的積極性普遍不高。直到陜西省政府看中甲醇制烯烴的廣闊前景后，劉中民才帶隊在陜西省渭南市華州區(qū)一家化工廠安營扎寨，搭建起工業(yè)性試驗裝置，開啟了至關(guān)重要的萬噸級大型試驗。

彼時，整個廠區(qū)只有甲醇制烯烴工業(yè)性試驗裝置孤獨地矗立著，工廠基礎(chǔ)設(shè)施簡陋，環(huán)境異常惡劣，空氣里彌散著氨、硫化氫的刺鼻味道，充斥著黑煙、飛塵和煤灰。在艱苦的條件下，劉中民帶隊在廠區(qū)度過了七百多個日日夜夜。期間，他幾乎沒睡過一個踏實覺，每過一會兒就要爬起來看看裝置上面的火炬是否還亮著，如果火炬燃燒，說明裝置運行正常，他才敢躺下瞇一會。“火要不亮就得趕緊往那跑，說明出事了?！绷顒⒅忻駪n心的是，如此大規(guī)模的試驗，環(huán)節(jié)眾多、復(fù)雜繁瑣，要是哪個環(huán)節(jié)出了問題，以后可能就沒有機會再進行試驗了。

2006年5月，劉中民領(lǐng)銜研制的世界首次萬噸級甲醇制烯烴工業(yè)性試驗宣告成功，甲醇處理量可達到每天75噸，而當(dāng)時國外類似的裝置每天達不到1噸。2010年8月，實現(xiàn)煤制烯烴工業(yè)化應(yīng)用，次年1月正式進入商業(yè)化運營，“那一刻，所有人沸騰了，大家激動得流下眼淚?！眲⒅忻裰两裼浀迷囼灣晒r的情景。

如今，甲醇制烯烴技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第三代，劉中民團隊還在不斷探索優(yōu)化，以推動該技術(shù)持續(xù)升級換代，在國際上繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。

探索低碳化路徑

“國家要發(fā)展，能源消耗總量還會增加，能源保障和安全事關(guān)國計民生。要推進煤炭安全綠色開發(fā)利用，就必須走低碳化的路子，這對我們來說是巨大的挑戰(zhàn)?！眲⒅忻裾f。煤制烯烴大獲成功后，他把目光投向了煤制乙醇。

傳統(tǒng)乙醇生產(chǎn)技術(shù)主要以糧食為原料進行發(fā)酵，但當(dāng)前，我國燃料乙醇供應(yīng)存在著千萬噸的缺口。如何既填補缺口，又不與人爭糧食？劉中民又一次站了出來，帶領(lǐng)團隊埋頭苦干、深入鉆研。經(jīng)過多年攻關(guān)，他和團隊開發(fā)了煤基二甲醚制乙醇技術(shù)，實現(xiàn)煤經(jīng)二甲醚羰基化制乙醇技術(shù)工業(yè)化。目前，煤基乙醇技術(shù)已簽訂了十一套技術(shù)許可合同，乙醇產(chǎn)能累計達到345萬噸/年，將有效滿足我國對燃料乙醇的巨大需求，開創(chuàng)乙醇多元化供應(yīng)的新局面。

推動煤炭清潔綠色的開發(fā)利用，接下來的路該怎么走？劉中民早有深入思考：煤炭清潔低碳高效開發(fā)利用的路徑非常豐富，煤制芳烴、煤制含氧化物等新技術(shù)正在快速突破，有望成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

近年來，實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標是劉中民持續(xù)關(guān)注的重點課題。2019年，中科院大連化物所聯(lián)合中科院能源領(lǐng)域優(yōu)勢力量，牽頭組建中國科學(xué)院潔凈能源創(chuàng)新研究院，劉中民任院長。隨后，在陜西、山東、河南等典型化工產(chǎn)業(yè)富集地區(qū)，部署多能融合相關(guān)技術(shù)先行先試，積累經(jīng)驗，促進技術(shù)迭代，以點帶面推動“雙碳”目標下我國能源新體系構(gòu)建。2024年，劉中民還積極推進本單位與其他科研單位合作，探討各能源領(lǐng)域碳減排技術(shù)路徑，以區(qū)域示范形成低碳發(fā)展新格局。

“‘雙碳’目標的實現(xiàn)是一個循序漸進的過程。希望通過我們的努力，為國家能源安全和能源革命作出貢獻，助力綠色發(fā)展之路走得更遠更好?！眲⒅忻裾f。

編輯 馬哲 xjjyh_326@163.com