作為我國甲醇制烯烴（DMTO）、煤基乙醇（DMTE）技術的總負責人，中國工程院院士、大連化物所所長劉中民帶領中國科學院大連化學物理研究所科研人員經過多年的努力，終於在煤炭經甲醇制烯烴以及煤基乙醇技術上取得多項創新成果並實現產業化，為保障我國能源安全和糧食安全、煤炭清潔化利用以及緩解大氣汙染等具有重要的戰略意義。
甲醇制烯烴 率先實現“煤代油”工業化
上世紀80年代，尚在讀研究生的劉中民就跟隨導師邁入了煤炭經甲醇制烯烴研究領域。上世紀90年代中期，劉中民成為甲醇制烯烴技術研究的學術帶頭人。
當時，每桶原油的價格在10美元左右，與石油制烯烴相比，煤炭制烯烴的工藝成本太高，國家和企業對煤炭替代石油生產烯烴項目的積極性也不高。劉中民在全國範圍內主動尋找資金，他說：“那時我天南海北四處尋找實驗經費，盼望與企業的聯合開發，只求合作，不求回報。”但是，當時幾乎沒有企業對這項技術感興趣。
轉機出現在1998年，時任中科院院長的路甬祥院士到大連化物所考察。借路甬祥與科研人員座談之機，劉中民將準備好的報告，遞到了路甬祥手裡，希望中科院能夠繼續支持這項技術的研究。報告遞交上去了，已經視“被拒絕”為家常便飯的劉中民本沒抱太大希望。但不久，中科院來了通知，由院裡資助劉中民團隊100萬元經費，用於甲醇制烯烴的進一步研究。這100萬元資金幫助劉中民團隊對甲醇制烯烴的技術環節進一步完善，將生產工藝做了更細緻的研究。
但是，甲醇制烯烴這項技術如果要實現工業化應用，需要進行萬噸級工業性試驗，以取得設計工業化裝置的基礎數據。建設並運行一套甲醇制烯烴的工業性試驗裝置，需要少則五六千萬元，多則上億元的資金投入，這是擺在劉中民面前的一大難題。2004年，陝西省向大連化物所拋來了“橄欖枝”，他們希望憑藉其豐富的礦產資源，利用大連化物所開發的具有世界領先水平的甲醇制烯烴中試技術，合作開展工業性試驗。
2004年，總投資8610萬元，年處理甲醇能力1.67萬噸的大連化物所DMTO工業性試驗裝置，在陝西省華縣開工建設。劉中民帶領團隊在華縣化工廠安營紮寨，開始了至關重要的大型試驗。作為技術總負責人，劉中民最擔心的是人員安全、生產安全和環保安全。他感慨到：“幾個單位的100多人， 36米高的大型裝置，哪一個環節出了嚴重問題，以後就再沒機會做了。”
在裝置建設和試運行的700多個日日夜夜裡，劉中民幾乎每天晚上都睡不踏實，每過一會兒就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。那時，華縣化工廠附近有個採石場，經常放炮，有時候半夜聽到“哐”的一聲，劉中民都會從床上彈起來。
在整個工業試驗期間，劉中民團隊先後有20多人在華縣試驗現場奮戰了8個多月，其中十幾人長期堅守在那裡，每天都到現場和操作人員、技術人員一起觀察試驗運行情況，發現並及時解決相關問題。
2006年，DMTO工業性試驗宣告成功。石化聯合會組織了科技成果鑑定，鑑定專家們認為：該工業試驗裝置是世界上第一套萬噸級甲醇制烯烴的工業化試驗裝置，裝置規模和技術指標處於世界領先水平。
陝西華縣DMTO工業性試驗的成功，引起了國家發改委的高度關注。2006年，國家發改委核准中國神華集團在包頭投資建設DMTO項目。劉中民又帶領隊伍轉戰包頭，投入到世界首套DMTO工業示範裝置的建設中。
2010年，DMTO裝置在包頭投料試車一次成功。這次開工非常順利，DMTO裝置運行平穩，甲醇單程轉化率100%，乙烯+丙烯選擇性大於80%，反應結果超過了預期指標。
隨著神華包頭項目正式進入商業化運營，我國率先實現了DMTO的核心技術及工業應用“零”的突破，催生了我國煤化工產業的迅速發展。目前，在DMTO系列技術的推廣方面，已累計實現技術實施許可24套大型工業裝置，烯烴總產能為1388萬噸/年。這些裝置的建設預計可拉動上下游投資約3000億元，新增直接產值1500億元，實現新增就業約2萬人。已投產13套工業裝置，烯烴產能716萬噸/年。年產值超過750億元。
初戰告捷的劉中民團隊並沒有停歇。按照“轉化一代、開發一代、前瞻一代”的策略，如今劉中民正在帶領團隊積極研究DMTO第三代技術，以持續鞏固我國在現代煤化工領域煤制烯烴技術的領先地位，促進我國石油替代戰略的實施和烯烴原料多元化發展。
世界首套甲醇制烯烴工業化裝置—神華包頭。（中科院大連化物所供圖）
煤制乙醇 開創國際”煤代糧“先河
乙醇是世界公認的優良汽油添加劑，對節能減排意義重大。國家能源優化利用、節能降耗和保障糧食安全的需要，讓劉中民再次瞄準煤制乙醇這一極富挑戰且應用前景廣闊的技術。
基於我國以煤炭為主的能源結構，開發煤制燃料乙醇成套技術是最佳的乙醇生產路線。但是煤經合成氣直接制乙醇一直是一項世界性的挑戰，面臨著諸如金屬催化劑效率較低及工藝設備腐蝕等不可迴避的問題，一直難以實現大型工業化。為應對這一難題，劉中民採用了一條獨特的，以煤基合成氣為原料，經甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇的工藝路線，採用非貴金屬催化劑，直接生產無水乙醇的環境友好型新技術路線。他帶領團隊通過大量的創新性研究和攻關，成功開發出具有高活性和高穩定性的分子篩羰基化催化劑，為其進一步工業化奠定了堅實基礎。
2012年，劉中民帶領團隊與延長集團開始聯合開展“合成氣制乙醇整套工藝技術”項目研發工作。2014年啟動了“10萬噸/年合成氣制乙醇工業示範”項目。2017年3月，採用大連化物所和陝西延長石油集團共同研發的、具有我國自主知識產權技術的煤基乙醇工業化項目——陝西延長石油集團10萬噸/年合成氣制乙醇工業示範項目打通全流程，生產出合格的無水乙醇，主要技術指標達到國際領先水平。
對於此項工作，中科院院長白春禮院士評價：“煤基乙醇工業化示範項目成功投產，在世界範圍內首開先河，佔據了技術制高點，奠定了我國煤制乙醇技術及工業化的國際領先地位。這一新技術的應用，將有效彌補石油資源不足，緩解我國燃料乙醇對糧食的依賴，為我國的能源安全和糧食安全提供有力保障，對我國供給側結構性改革以及發展新興戰略產業具有重大戰略意義。”
2017年12月，採用該技術的“50萬噸/年合成氣制乙醇（DMTE）裝置技術許可合同”在陝西省人民政府簽訂，近日該項目已開工建設。
今年11月，“新疆天業集團有限公司120 萬噸/年煤制乙醇項目一期——60 萬噸/年煤制乙醇專利技術實施許可合同”在中科院大連化物所完成了簽署。這標誌著我國煤制乙醇技術正式開啟百萬噸級工業化時代，併為煤基乙醇的下游產品開發提供了工業支撐。
專注催化 多項創新技術落地生花
劉中民的腳步並不僅僅限於甲醇制烯烴、甲醇制乙醇技術。他認為“應用研究，其關鍵價值在於實驗室成果向現實生產力的轉化。”
基於這一認識，劉中民投入大量時間和精力開發催化新技術，積極推進技術的工業應用。他領導開發的液相中壓丙烯直接水合制異丙醇技術，實現了丙烯單程轉化率比氣相法提高十倍以上，該技術應用於2005年投產的山東東營海科新源化工有限公司的3萬噸/年裝置上，以及2012年投產的浙江新化化工股份有限公司的5萬噸/年裝置上。目前該技術已經實現了成套技術的出口，將在印度建設年產10萬噸異丙醇的工業裝置。劉中民團隊還開發了丁烯與醋酸制醋酸仲丁酯技術採用專用催化劑和多段進料新工藝，用於2011年投產的南京百潤化工有限公司5萬噸/年裝置。此外，其團隊開發的甲醇制二甲醚技術成果應用於河北中捷石化集團公司10萬噸/年裝置及潮州市華新能源有限公司20萬噸/年裝置。
在工業催化和現代煤化工科研領域耕耘多年，劉中民先後獲得國家技術發明一等獎等十餘項省部級以上科技獎勵，個人和團隊也贏得多項榮譽。如今，劉中民正帶領團隊續寫新的精彩。（高豔）
中國工程院院士 劉中民
現任中國科學院大連化學物理研究所所長、中國科學院青島生物能源與過程研究所所長、甲醇制烯烴國家工程實驗室主任、國家能源低碳催化與工程研發中心主任。劉中民長期從事能源化工領域應用催化研究與技術開發，作為技術總負責人完成了多項重大創新成果並實現產業化。截至2018年6月，發表研究論文300餘篇，出版學術專著1部，授權國內發明專利199件，國外152件。
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