大連化物所DMTO技術獲國家技術發明一等獎 將加速我國現代煤化工綠色崛起
    記者 陶加 發布時間：2015-01-13  來源：中國化工報頭版

　　乙烯、丙烯等低碳烯烴是現代化學工業的重要基礎。傳統上我國一直用石腦油催化裂解制烯烴，隨著社會經濟的發展，中國乙烯、丙烯市場缺口逐年擴大，市場前景非常廣闊。但隨著我國原油對外依存度不斷提高，限制了石油路線生產烯烴的發展，而甲醇制烯烴技術以中國相對富裕的煤炭資源作為原料，其優勢更加明顯，因而進入新世紀以來迅速崛起。在這一進程中，中國科學院大連化學物理研究所自主開發的甲醇制取低碳烯烴（DMTO）成套工業技術顯得格外耀眼，大大加速了這一進程。以其在科技創新上的巨大貢獻、在產業化上的巨大成功，DMTO技術榮獲2014年度國家技術發明一等獎。

　　甲醇是現代煤化工的重要產品和中間體，是聯系煤化工與石油化工的主要紐帶。天然氣或煤經合成氣生產甲醇的技術日臻成熟，而甲醇制取烯烴（MTO）過程不但是關系到由煤制取石油類產品路線是否暢通的關鍵核心技術，也是影響世界石化工業發展的重要課題和難題。中科院大連化物所從20世紀80年代開始圍繞這一課題開展創新研發。2004年，大連化物所與陜西新興煤化工公司、中石化洛陽工程公司等合作，進行DMTO工藝技術開發，建成了世界第一套萬噸級（日處理甲醇50噸）工業性試驗裝置，于2006年完成了工業性試驗。2010年，我國利用DMTO技術建成了世界首套甲醇制烯烴工業化裝置，這就是神華包頭煤制烯烴國家示范項目，裝置規模為每年180萬噸甲醇生產60萬噸烯烴。2010年8月8日，該裝置一次開車成功并穩定運轉，2011年1月起正式進入商業化運營階段。至此，我國在世界上率先實現了甲醇制烯烴核心技術的工業應用，走在了國際煤化工發展的最前沿。

　　抓住機遇 布局謀篇

　　專家分析指出，當原油價格在80美元/桶左右的情況下，石腦油制烯烴的完全成本為8000元/噸；以神華生產煤制烯烴所用的煤炭價340元/噸計算，煤制烯烴的完全成本在7000元/噸；以進口甲醇到岸平均價2000元/噸計算，用其制烯烴的完全成本為8000～8500元/噸。將煤制烯烴和甲醇制烯烴的產能加起來，未來10年國內年產能將超1300萬噸，可以很大程度上填補石油制烯烴產能不足造成的市場缺口。

　　大連化物所創建于1949年，在60多年的發展中，大連化物所緊密結合國家重大需求，開展多方面的科學研究和技術開發，逐漸在催化化學、化學工程、化學激光和分子反應動力學、以色譜為主的分析化學和生物技術等學科領域形成了自己的特色，取得了一系列重大成果，為科學技術發展和國家經濟建設做出了重要貢獻。一直以來，立足國家重大需求、以任務帶學科以及大團隊作戰，是大連化物所60多年的一貫堅持。

　　據大連化物所所長、中國科學院院士張濤介紹，作為國內一流的研究院所之一，大連化物所在科學基礎研究與科技成果轉化兩方面均取得突出進展。在基礎研究方面，分子反應動力學、納米及單原子催化、生物分析、太陽能利用、節能減排等領域研究工作取得新的進展。在應用研究方面，甲醇制烯烴、全釩液流電池儲能系統、燃料電池、汽油固定床超深度催化吸附脫硫組合技術、化學激光、航天催化等技術研發和產業化取得重大進展。

　　大連化物所開發的DMTO技術，讓以往受資源匱乏限制的烯烴產業迎來了發展的重大轉機。為加快推進甲醇制烯烴技術工業化應用，國家已將該技術產業化發展先后列入《國家能源科技“十二五”規劃》、《烯烴工業“十二五”發展規劃》、《石油和化學工業“十二五”發展規劃》，科學布局甲醇制烯烴產業化發展。在政策強力推動下，全國有20套DMTO工業裝置獲準建設得以迅速鋪開。內蒙古、青海、陜西、寧夏等西部煤炭生產區，以煤基甲醇作為原料生產烯烴，力推西部工業經濟發展；東南沿海經濟相對發達地區，開創了以外購甲醇為原料、生產加工低碳烯烴新路線。至此，一條以煤或天然氣為原料，經由甲醇制取低碳烯烴的非石油原料路線，正在中國迅速變成現實。

　　自2011年進入商業化運行，截至2014年12月底，神華包頭煤制烯烴裝置穩定運行1288天，生產聚合級乙烯、丙烯產品212萬噸，新增利潤達43.4億元。寧波禾元年產60萬噸烯烴DMTO裝置2013年1月底成功投產，運行頭10個月，生產聚合級乙烯、丙烯產品49.13 萬噸，累計實現營業收入56.28 億元，凈利潤4.3 億元。經測算，截至目前DMTO技術開發方創造的直接經濟效益超過8億元。

　　技術創新 進無止境

　　在2013年度國家科技獎勵大會上，國家主席習近平將國家最高科技獎授予了中國科學院院士張存浩。這位已在大連化物所工作60余年的老科學家，由于在化學激光和分子反應動力學等研究領域的杰出貢獻而獲此殊榮。在近7年間，大連化物所總共獲得省部級一等獎及以上獎項29項，其中包括15項國家級大獎，這不能不說是個奇跡。奇跡產生的根源，在于大連化物所60余載堅持科技創新，注重人才培養，倡導創新文化，充分激發出全所科研人員的創新熱情。

　　有兩組數據也許能說明大連化物所創新的水平。從論文情況來看，自1998年以來大連化物所共發表SCI論文逾9000篇。而近5年來，其高水平論文的發表數量（影響因子大于5）迅速增長，近170篇論文發表在《科學》、《自然》、德國《應用化學》、《美國化學會志》等相關學科頂級刊物上。從專利情況來看，2007年以來大連化物所累計申請專利4100多件，獲得專利授權約1400件；其中申請國外專利360多件（含PCT申請），國外專利授權90多件。大連化物所的發明專利申請和授權量一直穩居中科院研究所的前列。

　　大連化物所之所以高水平創新成果迭出，緣于有一支高水平的創新團隊，而更根本的原因在于大連化物所重視人才、培養人才、善用人才。目前，大連化物所在所的院士總數已達13人，一大批創新領軍人才不斷脫穎而出。

　　按照大連化物所制定的“一三五”戰略規劃，大連化物所明確了“一個定位”：以潔凈能源國家實驗室為平臺，堅持基礎研究與應用研究并重，在化石資源優化利用、化學能高效轉化、可再生能源等潔凈能源領域，持續提供重大創新性理論和技術成果，滿足國家戰略需求，發揮不可替代的作用，建設世界一流研究所。面向國家清潔能源發展戰略，大連化物所“三個重大突破”由此展開。突破之一是煤代油新技術，以DMTO技術為龍頭，實現轉化一代、開發一代、前瞻一代。突破之二是能源相關基元及催化反應中的重大科學問題，要求發展原創性的理論和方法，實現從分子、原子、量子態水平上理解催化表面化學反應關鍵過程，促進能源基礎科學領域重大突破。突破之三是全釩液流電池儲能技術，該技術對于實現儲能電池技術產業化、推進可再生能源的普及應用具有重大意義。此外，大連化物所設定了“五＋X個重點培育方向”，目前已確立了烴類清潔轉化及高值化利用關鍵技術等7個重點培育方向。

　　大連化物所DMTO技術的開發，堅持在實踐中不斷優化工藝，引領和支撐我國甲醇制取低碳烯烴技術始終走在世界前列。陜西蒲城清潔能源化工公司的世界首套DMTO-II工業示范裝置為年產180萬噸甲醇、最終年產70萬噸聚烯烴，是在DMTO技術基礎上開發而成的。該項目2013年5月10日開工，2014年11月20日實現裝置高標準中交，2014年12月底成功生產出聚合級丙烯和聚合級乙烯。與第一代DMTO技術相比，DMTO-II技術熱量利用更合理，烯烴收率更高，每噸烯烴甲醇消耗可降低逾10%，烯烴生產原料成本也大幅降低。

　　2014年，延長靖邊、中煤榆林、寧夏寶豐、山東神達，以及蒲城能化DMTO-II等5套工業裝置相繼投產運行，新增烯烴年產能280萬噸，新增經濟效益超過60億元。至此，國內已投產的7套DMTO裝置的烯烴總年產能已經達到400萬噸。據統計，國內批準建設的20套DMTO裝置總年產能為1126萬噸，預計可拉動上下游投資約2500億元，新增產值1200億元。

　　隨著多套DMTO工業裝置的順利投產和平穩運行，具有自主知識產權的新一代甲醇制烯烴技術工業推廣應用取得重大階段性成果。經國內權威專家考證，其甲醇轉化率達100%，乙烯、丙烯選擇性大于80%，DMTO技術的成熟度和先進性經受住了實踐檢驗。

　　多邊合作 互利共贏

　　大連化物所堅持與陜西新興煤化工公司、中石化洛陽工程公司加深合作，建立產學研合作有效機制，形成利益共同體，優化資源配置，打造責任價值鏈，在共同推進甲醇制取低碳烯烴技術產業化的宏偉事業中，互利共贏，攜手并進。

　　DMTO從基礎研究到工業化技術開發再到應用推廣，走的就是一條創新的合作之路。2004年，大連化物所與陜西省投資集團、中石化洛陽工程公司簽訂了甲醇制取低碳烯烴項目合作開發合同。經過一年同心協力的合作，三方在陜西華縣建成了世界上首套萬噸級DMTO工業性試驗裝置。2006年8月，DMTO工業性試驗技術成果通過了國家級鑒定。2013年5月10日，多方合作的陜西蒲城清潔能源化工公司世界首套DMTO-II工業示范裝置開工，項目開工至投產歷時僅19個月。后期，大連化物所還將與各合作伙伴集中優勢科研力量，重點突破核心技術壁壘，持續創新，積極推進甲醇制烯烴技術的不斷創新開發，持續保持中國在煤基烯烴技術領域的世界領先地位。

　　重視院地合作其實是大連化物所歷來的傳統?！耙怨歉善髽I為牽引的合作戰略，強化與重點區域的科技合作，同時增進加強產業技術交流和平臺建設，大連化物所在院地合作中取得顯著成果?！贝筮B化物所副所長劉中民將院地合作的特點進行了濃縮總結。

　　近年來，大連化物所不斷深化、拓展與中石油、神華集團、中國海油、中煤集團、延長石油、渤化集團及新疆天業等大型骨干企業間多層次、全方位的科技交流與合作，形成了一批具有引領和示范作用的創新生長點，并著力推動形成長效合作機制。該所還著重加強在環渤海、長三角、東南沿海、中西部地區及新疆等經濟發達和資源富集地區的科技合作，所領導多次帶隊參加區域科技成果推介和政企回訪對接活動。

　　經過多年不懈努力，大連化物所院地合作獲多項榮譽，先后被評為國家技術轉移示范機構、全國企事業單位知識產權示范單位，獲得首屆中國產學研合作創新獎，并在十年內九次獲得中科院院地合作先進集體獎一等獎。

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