团结一致 不断创新 服务国家能源战略需求(化物生活2014)
 
团结一致 不断创新 服务国家能源战略需求(化物生活2014)
发布时间:2015-01-08 22:09    栏目类别:项目侧记

 王亮 贺莎莎

  2013年12月16日,北京北展剧场的演播大厅里传来阵阵掌声。中央电视台2013年度“科技盛典”正在这里进行录制。刘中民研究员以其在甲醇制烯烃(DMTO)技术领域的杰出工作成绩入选2013年度十大科技创新人物。颁奖嘉宾石定寰先生这样评价DMTO技术:“我国石油短缺,需要大量进口石油,甲醇制烯烃技术使我们可以从我国相对丰富的煤炭资源,生产我们人民生活、工农业生产、国防所需要的重要的乙烯、丙烯原料,涉及到我们国家的能源安全,这是一个非常了不起的战略性的成果,正在为我们国家创造着巨大的财富。”刘中民是低碳催化与工程研究部(DNL12)的主任,也是这个团队的代表。他的获奖,是对整个团队工作的肯定。

稳健前行   DMTO新兴战略产业已快速形成
  2013年1月,刘中民研究员带领甲醇制烯烃(DMTO)技术团队赶赴宁波,为宁波禾元化学有限公司180万吨甲醇制取60万吨烯烃装置投料试车进行技术指导工作。该项目是首套以外购甲醇为原料,在沿海地区建设的大型甲醇制烯烃项目。1月28日,在DMTO技术团队和业主方的共同努力下,装置开始投料,整个过程非常顺利,投料试车一次成功,2月3日便成功产出了合格烯烃。装置开车如此顺利,大家都非常高兴,所里也将此振奋人心的消息在团拜会上向全所进行了公布。宁波禾元DMTO装置的成功,再一次证明了DMTO的可靠性和先进性,巩固了我国在世界甲醇制烯烃工业化领域中的国际领先地位,同时也开创了一条以外购甲醇为原料生产低碳烯烃的新途径,对于缺乏煤炭资源但烯烃需求旺盛的沿海发达地区的经济发展具有重要借鉴意义。
       截止2013年底,已签订了二十套DMTO技术工业装置的技术实施许可合同,烯烃总规模超过1100万吨/年,约占我国目前乙烯丙烯总产能的1/3,已经快速地发展成了一个新兴的战略性产业。

持续创新   多项重大技术取得重要进展
  DMTO技术已经取得成功,12室还承担了863、重点基金和院先导专项等重大任务,其中DMTO-III、DMTP、甲苯甲醇制对二甲苯及甲醇制乙醇等多项重大技术取得了重要进展。
  DMTO技术展现出其强大的经济效益和市场推动力后,国内外的很多企业和研究机构都加强了甲醇制烯烃技术的研发和市场推广力度,这其中不乏UOP、中石化等大型公司。为了能够持续保持DMTO技术的国际领先地位,DNL12在刘中民研究员的带领下,积极地开发甲醇制烯烃第三代技术作为技术储备。在高新园区建设了300吨/年甲醇进料规模的循环流化床中试装置,2013年初完成了安装和调试。目前已经完成了两个反应器的固定流化床和部分循环流化床实验,试验结果表明,在保持甲醇转化率条件下,乙烯丙烯的总选择性达到80%以上。为了完成DMTO-III的关键工艺改进,2013年还完成了冷态流态化试验,对反应器的设计进行了优化。预计2014年将完成DMTO-III的开发工作,我所将持续领跑DMTO技术领域。
  在中科院战略性先导专项的支持下,甲醇制丙烯(DMTP)技术进展顺利,已完成了催化剂定型和百吨级中试放大,理化性能指标优异。完成了反应工艺中试研究,确立了甲醇制丙烯流化反应的具体工艺流程。整套工艺模拟计算结果达到甲醇转化率>99%,总丙烯选择性>75%。为了进一步开发甲醇制丙烯反应器,12室在长兴岛园区建设了大型多功能冷态流态化试验装置。其包括湍流流化床、鼓泡流化床、提升管、旋风分离器。其中湍流流化床密相段直径约1.5m,鼓泡床密相段直径1米,提升管直径30厘米。目前冷模装置也已基本建设完毕,近期将进行调试工作。
  甲苯甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃技术是针对我国聚酯行业现阶段存在的原料严重缺乏的问题而开发的新的聚酯原料来源技术路线。项目已经完成百吨级中试,催化剂也已完成百吨级放大,性能指标达到实验室小试水平。反应产物中对二甲苯在二甲苯异构体中的选择性大于95wt%,乙烯和丙烯在C1-C5中的选择性大于85wt%。2013年11月29日,该技术的合作方代表,陕西煤化工技术工程中心与中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司和中石化洛阳工程有限公司签订了工业实施合作开发合同,拟在惠州炼化建设年产20万吨PX工业示范装置。目前,已提交完成工艺包编制所需基础数据,设计院正在进行工艺包编制,预计2015年装置建成投产。
  12室与501组合作开发了甲醇经二甲醚羰基化反应直接合成乙酸甲酯,进而加氢制取乙醇全新乙醇(下转二十九版)(上接七版)合成路线,其核心反应过程使用的是分子筛催化剂。在实验室小试的基础上,已经完成了二甲醚羰基化制乙酸甲酯、乙酸甲酯加氢制乙醇的中试实验,取得了良好的结果,获取了工艺包设计的关键数据。在关键的新二甲醚羰基化催化剂研发方面,已取得突破性进展:新催化剂的单程寿命达到6500小时。目前已经通过小试、中试,模拟试验验证了工艺路线的可行性,并联合延长石油集团,完成了十万吨级煤基甲醇制乙醇工业化示范装置的工艺包设计,近期开始建设十万吨级工业性示范装置。
  在取得多项工业化成果的同时,12室也致力于解决实际工业化开发过程中存在的基础科学问题。继2012年实现对RHO-SAPO分子筛上七甲基苯基碳正离子成功观察后(J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 836—839),2013年实现了在CHA结构分子筛上实现对五元环和六元环碳正离子的直接观察,并对烃池机理的两个催化循环进行了理论预测,结果发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52(44), 11564-11568。
  12室作为一个以应用研究为主的研究室,特别重视知识产权的保护,有专人负责专利的申请,重要项目知识产权跟踪、布局、预警和专利管理相关工作。目前12室已申请专利399件(包括国内 272件,国外76件,PCT51件),授权有效专利110件(国内85件,国外25件)。其中2013年申请国内专利26件,国外专利25件,PCT13件。国内专利获得授权15件,国外专利获得授权5件。

团结奋进  新的组织模式贡献更大力量
  DNL12研究室还承担了多项能力建设项目,包括国家发展改革委批转建设的甲醇制烯烃国家工程实验室项目和国家能源局批准建设的国家能源低碳催化与工程研发中心项目。目前甲醇制烯烃国家工程实验室已经通过验收,国家能源低碳催化与工程研发中心项目进展顺利。12室还是我所成立的第一个B类组群,下设7个研究组和一个办公室。整个研究室是一个有机的整体,全室经费统一核算,根据重大项目的研发进展,随时调配室内的人员和仪器设备,组织力量进行攻关。办公室负责协调处理全室事务性工作,使科研人员可以全身心地投入到研发工作之中。在这种组织运转模式下,全室工作人员目标一致,团结一心,充分发挥团队的力量,全力保障重大项目的人力物力需求。目前12室的研究人员已经发展到90余人,其中高级职称7人,副高级职称31人,博士生导师4人,具有博士学位的26人。在刘中民研究员的带领下,整个团队致力于能源领域催化新技术的应用和基础研究,在甲醇转化、烃类转化及分子筛合成等领域取得了丰硕的理论和应用成果。2013年,获中国石油和化学工业联合会科技进步特等奖;王宽诚基金“科技成果移转化团队突出贡献奖”,同时入选国家重点领域创新团队。
  高瞻远瞩,继往开来。DNL12将秉承信念,持续开发能源创新技术,为国家煤代油战略的实施和能源安全提供强大的技术支撑。
 
     
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