新11选5是真是假 我所甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術喜獲國家技術發明一等獎,另有三個項目獲國家自然科學二等獎、科技進步一等獎
 
“率先行動”,做世界一流研究所
發布時間:2015-01-13 11:36    欄目類別:媒體聚焦
“率先行動”,做世界一流研究所    

發布時間:2015-01-13 11:36    欄目類別:媒體聚焦    

記者 楊琪

  

  由左及右:金玉奇、張東輝、劉中民、孫公權

  1月9日,中科院大連化物所劉中民團隊的DMTO技術獲得2014年國家技術發明獎一等獎。這是繼大連化物所張存浩院士獲得2013年國家最高科技獎后,大連化物所獲得的又一項殊榮。細細數來,2008年以來,這支“國家隊”拿下了15項國家大獎、省部級一等獎及以上獎項29項。那么,是怎樣的力量讓這支勁旅保持高漲的科技創新能力?

  “在過去的一年,大連化物所緊密圍繞中科院‘率先行動’計劃及研究所分類改革總體部署和要求,積極開展研討,研究制定并組織實施了大連化學物理研究所‘率先行動’計劃方案。在新形勢和新要求下,全所上下繼續奮發圖強、開拓創新,使得各項事業在探索求變中取得了新的成績!”中國科學院大連化學物理研究所(以下簡稱大連化物所)所長、中國科學院院士張濤告訴《中國科學報》記者。

  新年伊始,大連化物所便捷報頻傳。1月9日,中科院大連化物所劉中民團隊的甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術獲得2014年度國家技術發明獎一等獎。這是繼2013年大連化物所張存浩院士獲得國家最高科技獎后,該研究所獲得的又一項殊榮。

  令人喜悅的事情接連不斷:由大連化物所張東輝、楊學明、戴東旭、肖春雷、孫志剛等人完成的態—態分子反應動力學研究,和孫公權、辛勤、姜魯華、王素力、李煥巧等人完成的直接醇類燃料電池電催化劑材料應用基礎研究雙雙獲得2014年國家自然科學獎二等獎。

  在過去7年間,這支“國家隊”拿下了15項國家大獎、省部級一等獎及以上獎項29項。那么,是怎樣的力量讓這支勁旅保持高漲的科技創新力呢?

  “‘率先行動’,箭在弦上,躍馬揚鞭,世界一流。”張濤給出了這樣的十六個字。

  三十載,積跬步至千里

  進入2014年,DMTO工業裝置進入開工高潮期,全年已有5套工業裝置成功開車運行,分別是延長靖邊、中煤榆林、寧夏寶豐、山東神達以及蒲城能化(DMTO-II第二代技術)工業裝置。據統計,2014年投產裝置新增烯烴產能280萬噸/年,新增經濟效益超過60億元。

  “毫無疑問,DMTO技術開發及工業化的成功,貫通了煤化工與石油化工的重要通道,為我國烯烴產業發展開辟了一條新的重要途徑,標志著我國在該技術領域處于國際領先地位。”張濤評價道。

  目前,DMTO技術累計實現技術實施許可20套大型工業裝置(含DMTO-II第二代技術),合計烯烴總產能為1126萬噸/年,這些裝置的建設預計可拉動上下游投資2500億元,新增產值1200億元,實現新增就業17000 人。已投產的7套DMTO裝置的合計烯烴總年產能已經達到400萬噸烯烴/年,帶動了我國甲醇制烯烴戰略性新興產業的快速形成。

  這樣一份成績單的背后是大連化物所大團隊作戰、三十年幾代人堅持的結果。“DMTO團隊與張存浩先生研發化學激光有著相似之處:科學家們目光高遠,面向國家重大戰略需求,他們急國家之所急,三十年如一日、幾代人不斷奉獻。”張濤說。

  科技是國家強盛之基,創新是民族進步之魂。一直以來,科學技術以一種不可逆轉、不可抗拒的力量推動人類社會向前發展。作為中科院的第一梯隊成員,大連化物所將創新深深刻入自己的基因里。應用研究有DMTO技術為典范,基礎研究領域也不乏佳作,比如獲得2014年國家自然科學獎二等獎的態—態分子反應動力學研究和直接醇類燃料電池電催化劑材料應用基礎研究。

  態—態分子反應動力學研究是物理化學學科的基礎前沿課題。張東輝、楊學明等科學家利用自行研制的具有世界領先水平的高分辨交叉分子束儀器,理論上發展量子反應動力學新理論方法和構造高精度勢能面。他們通過實驗與理論的密切結合,在態—態反應動力學研究方面取得了系列性的重要研究成果。“該項目的研究不僅提升了對化學反應本質機理的認識,也使我國在該領域處于世界領先的地位。”張濤說。

  “直接醇類燃料電池電催化劑材料應用基礎研究,有力地促進了醇類燃料電池的應用研究,豐富了納米材料、電化學、催化化學等學科的理論體系,引領我國相關行業的發展。”張濤如數家珍。

  日日新,創新當不息

  2014年,大連化物所創新指數再度飆升:研究所專利申請再創新高,全年共申請專利超過950件、授權超過280件;發表SCI收錄論文827篇,SCI收錄篇數和國際論文被引用篇數均位居全國前列;《能源化學(英文)》和《催化學報》的SCI影響因子分別位居SCI收錄中國化學類期刊的第一名和第二名;《色譜》的中信所影響因子在中國化學類38種核心期刊中排名第一。

  “我們提倡基礎研究與應用研究進一步相互欣賞、相互融合、相互促進,這使得科技創新能力穩步提升。”張濤說。基礎研究方面,甲烷高效轉化利用、膜分離、分子反應動力學、生物分析、太陽能全分解水制氫、納米碳催化、固體酸酸強度調控、單原子催化、系統生物學等領域取得新的突破,相關成果均已被Science或Nature(含子刊)接收;催化基礎國家重點實驗室和分子反應動力學國家重點實驗室繼2009年之后,在2014年再次雙雙被評為優秀國家重點實驗室。應用研究方面,延長靖邊、中煤榆林、寧夏寶豐、山東神達等DMTO工業化裝置相繼開車成功,戰略性新興產業初具規模;大規模液流儲能技術進軍德國和美國市場,國際標準由該所牽頭制定;世界首套高壓天然氣凈化中空纖維膜接觸器中試裝置在馬來西亞試車成功;化學激光、燃料電池和航天催化劑等工作取得新進展。

  “科學絕不是一種自私自利的享樂,有幸能夠致力于科學研究的人,首先應該拿自己的學識為人類服務。”馬克思的這句名言闡述了科學家極高的精神境界。建所60多年,大連化物所培育了一代代這樣的科學家,他們又不斷影響年輕人,這讓大連化物所成為吸引人才的“梧桐樹”,創新的火花越發閃亮。

  去年,大連化物所入選國家創新人才培養示范基地。包信和榮獲“十佳全國優秀科技工作者”榮譽稱號,李燦榮獲“中國催化成就獎”,張濤、劉中民、張麗華新增入選國家首批萬人計劃,田志堅、張華民入選國家創新人才推進計劃,潘秀蓮獲杰出青年科學基金資助,王峰、趙廣久、徐兆超獲國家優秀青年基金資助。

  “我們懷抱堅定的信念:只要我們踏踏實實,埋頭苦干,就一定能譜寫出大連化物所更加輝煌的詩篇!”張濤對未來充滿信心。

  讓煤代油技術發揮更大潛力

  

  2010 年8 月,神華包頭項目開工現場劉中民(坐)團隊

  中科院大連化物所依山而建。在茂密的翠林中,一條蜿蜒小路一直通往山頂。豁然開朗處,佇立著一座大樓,這里便是潔凈能源國家實驗室(籌)。

  煤代油新技術的最新研發多是在這座實驗樓里進行的。煤代油技術是大連化物所“一三五”規劃中的突破之一。其以甲醇制烯烴(DMTO)技術為龍頭,實現轉化一代、開發一代、前瞻一代,突破一批煤代油關鍵新技術,完成煤制丙烯、乙醇、高碳醇以及天然氣等一批工業性試驗,推向產業化,力爭初步形成以甲醇制烯烴為龍頭的煤代油新興戰略產業。

  “目前,我們正在加緊進行第三代DMTO技術開發,以持續創新鞏固中國在煤基烯烴技術的領先地位。”未來,中科院大連化物所劉中民團隊將用新技術支持煤化工產業發展的同時,同步改造傳統石油化工產業,推動我國石油化工和煤化工產業協調發展。

  “我們經常說,生要逢時。我們正是生在這樣一個偉大的時代。因此,我們要抓緊時間研發DMTO的新一代技術。如果再等20年,國家能源結構轉型完成,就該輪到我們自己轉型了。”劉中民說。

  開啟甲醇化工新紀元

  眾所周知,石油是不可再生的資源且儲量有限,目前主要用于生產汽油等車用燃料;同時,石油餾分中可用于化工原料的石腦油則又與汽油組分在餾分上是相互重疊的,也就是說,石腦油用于石化原料與車用燃料兩者是矛盾的。

  中油集團咨詢中心專家委員會、國內著名石化專家王賢清表示:“這一矛盾在原油價格高企及車用燃料需求量逐年增加的情況下,顯得十分突出,從而造成了以石油為基礎的石化原料嚴重短缺,甚至出現了我國相關石化產業難以為繼的嚴重局面。”

  對于DMTO技術,王賢清更是給出了極高評價:“DMTO的工業應用的成功,開啟了‘甲醇化工’的新時代,對以石油為主要原料的傳統石化產業而言,是一場創新性的革命。”

  DMTO在催化材料科學、催化劑制備技術、催化反應工藝、化學反應工程及工業化成套技術的集成等方面,取得了一系列的發明與創新。劉中民團隊突破了小孔磷酸硅鋁分子篩SAPO-34催化材料的合成技術,并針對MTO的反應特點,將催化劑與煉油工業已成熟運用的流化床催化裂化工藝,創造性地有機結合解決了一系列工程問題而取得了工業應用的成功。

  按照類似思路,我國相繼在流化床MTP(甲醇制丙烯)、流化床MTA(甲醇制芳烴)以及甲醇/甲苯烷基化制PX等亦取得了萬噸級以至百萬噸級的工業示范裝置的開發成功。

  由于DMTO將石油化工的主要原料,從以石油為主轉換到以天然氣及煤為原料,這大大擴展了石油化工的原料來源。

  世界上天然氣,特別是非常規天然氣如煤層氣、頁巖氣及天然氣水合物等,及煤炭的儲量大大超過了石油的儲量。這些豐富的石化燃料資源,經合成甲醇,并通過MTO/MTP及MTA等工藝技術,就可獲得石油化工的基本原料三烯/三苯。

  “利用已有或進一步創新的技術,生產出多種多樣石油化工衍生產品,這就使得石油化工在現有以石油為原料的基礎上,又向前拓展了至少一個世紀。”王賢清說。

  產業布局趨于合理

  DMTO技術的商業化以國家產業政策和發展規劃為指導,正在穩步發展,有序推廣。目前,該技術的應用已經列入《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》及《國家能源科技“十二五”規劃》等相關國家發展規劃。

  已經獲得技術許可的20套DMTO工業裝置,部分位于內蒙古、青海、陜西、寧夏等條件合適的西部煤炭主產區,以煤基甲醇作為原料生產烯烴,對于西部工業經濟發展意義重大;部分布局在東南沿海經濟相對發達地區,開創了一條以外購甲醇為原料生產低碳烯烴的新路線,具有鮮明的特色。對于缺乏煤炭資源但烯烴需求旺盛的沿海發達地區經濟發展具有重要的借鑒意義。東部沿海地區也是我國烯烴的主要消費區,同樣屬于MTO產業發展的重點區域。

  因此,“現在,我國甲醇制烯烴產業格局正在形成:中西部地區煤經甲醇制烯烴;東南沿海地區依托海外天然氣生產甲醇,進行甲醇制烯烴深加工。”劉中民說。

  將DMTO成果推到海外市場去

  “那時,美國著名的UOP公司也在開展這方面的研究,但他們還處于實驗室的小規模實驗階段。而大連化物所和陜煤公司合作,在陜西華縣已經完成了中試,大約是日投甲醇50噸左右的規模。”國家發改委原副主任、國家能源局原局長張國寶回憶起2006年考察中科院大連化物所甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術時了解到的情況。

  科技競爭形成的鮮明對比讓張國寶等領導對DMTO更加關注。實際上,在DMTO的賽場上,大連化物所并不是最早進入的。然而,歷經30年,能夠在此領域持續科研創新的并不多,更不要說像大連化物所這般成功地推動該科研成果產業化,進而為調整我國能源結構作出貢獻。

  從參與者到引領者

  上世紀70年,全世界發生了兩次石油危機,油價大幅攀升。受此影響,包括美國、日本在內的多個發達國家相繼啟動了煤代油攻關計劃。最早提出“醇變烯”工藝的是美孚石油公司,隨后巴斯夫、埃克森石油公司、環球石油公司及海德魯公司等相繼投入開發,它們在很大程度上推進了這一工藝的工業化。然而,這些公司均未對技術進行過工業性試驗。

  至上世紀80年代初,“甲醇制烯烴催化劑研制”被列為中科院重大課題,由大連化物所陳國權和梁娟兩位研究員牽頭攻關。

  經過無數次失敗,大連化物所研制出固定床催化劑,并于1985年完成了實驗室小試。1995年,在大連化物所研究員蔡廣宇的帶領下,大連化物所采用國際首創的“合成氣經由二甲醚制取低碳烯烴新工藝方法”,完成了年制60噸烯烴的中試,創造了又一個“世界第一”。

  此時,美國一家跨國公司就找上門來要求合作。但在當時,這樣的合作沒人敢批。

  劉中民團隊明白,只有把核心技術掌握在自己手中,才能真正掌握競爭和發展的主動權,才能從根本上保障國家經濟安全。因此,DMTO創新的腳步并未停歇。

  2010年,我國利用DMTO技術建設完成了世界首套甲醇制烯烴工業化裝置神華包頭項目,也是我國煤制烯烴國家示范項目,該裝置規模為每年180萬噸甲醇生產60萬噸烯烴。

  同年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,我國率先實現了甲醇制烯烴核心技術及工業應用“零”的突破。

  “神華包頭項目做了很好的示范,引起了國內外的廣泛關注。”張國寶評價道。

  海外市場受熱捧

  DMTO就是一個新興的賽場。30年的堅持,使得大連化物所在DMTO賽場建設之初就加入其中,甚至主導了一些國內外賽場的建設。

  “2008年,新興能源正式宣布,面向全球推廣我國擁有自主知識產權的甲醇制烯烴(DMTO)的專利技術。”新興能源科技有限公司(簡稱新興能源)總經理杜國良說。

  新興能源科技有限公司于是由中國科學院大連化學物理研究所、陜西煤業化工集團和正大煤化有限公司共同組建的一家中外合資公司。作為DMTO技術產學研合作方之一,其擁有DMTO技術的獨家銷售權。

  隨著多套工業裝置的順利投產和平穩運行,DMTO技術的成熟度和先進性得到了充分驗證。DMTO能夠影響傳統的石油化工和煤化工產業格局,在海外也可以用于天然氣(頁巖氣)制烯烴,其應用絕不僅僅局限在國內市場。開拓DMTO技術海外市場,是DMTO技術商業化的重要戰略部署。

  近年來,北美頁巖氣的開發使得天然氣價格走低,大幅降低了天然氣基甲醇成本,為DMTO技術在海外市場應用提供了發展機遇。一方面,可在當地建設DMTO及烯烴下游聯合裝置;另一方面,美國正掀起甲醇生產的熱潮,多個甲醇廠正在籌建,中國是其主要目標市場,可以穩定為我國提供廉價甲醇原料,有利于我國沿海地區DMTO產業的發展。

  “越來越多的國際知名大公司加強了與新興能源的交流,表達合作意向的國家與公司不斷增多。”杜國良說,“目前,潛在的國際客戶已達20多家。其中,對合作比較積極的國家多為海灣國家,還有前獨聯體國家,以及馬來西亞、印尼、日本、韓國等國家。”

  其中,伊朗地區富含天然氣資源,且價格低廉,甲醇生產成本低,是DMTO技術重要的潛在市場,伊朗國家石油公司(NPC)宣稱將選用中國的MTO技術。此外,其他多家海外客戶也達成了合作意向。

  在可預期的未來,我們或許將看到DMTO技術在越來越多的海外市場落地,憑借當地具有價格優勢的天然氣資源,一條“天然氣—甲醇—烯烴”產業鏈將為人類使用清潔能源服務。

  找對合作伙伴很重要

  中科院大連化物所是一個基礎研究與應用研究并重、應用研究和技術轉化相結合,以任務帶學科為主要特色的綜合性研究所。這支“國家隊”歷來重視面向國家需要的重大科技項目,承擔國家重大科技攻關任務,促進高技術產業發展。

  中科院原副院長楊柏齡說:“經過幾代研究人員的共同努力,幾十年的科學技術積累,大連化物所克服了許多困難和障礙,最終與洛陽設計院、神華集團合作完成了世界第一個甲醇制烯烴的工業化項目,是我國具有自主知識產權的大型化工過程,無疑是我國科技界、高技術產業界的驕傲。”

  甲醇制取低碳烯烴(DMTO)從基礎研究到工業化技術開發再到應用推廣走了一條創新的合作模式。

  為第一個“螃蟹”買單

  作為國家技術發明獎的推薦單位,中國石油和化學工業聯合會(以下簡稱石化聯合會)力推了大連化物所DMTO項目。石化聯合會獎勵辦相關人員詳細地與記者分析了這一產學研經典案例。

  石化聯合會獎勵辦認為,首先,DMTO項目具有時代性,是我國具有自主知識產權的煤制烯烴技術,開拓了一個新的烯烴原料路線,對我國傳統的油制烯烴的缺口進行了有效的補充,為特殊環境下石油替代工作作出了很大貢獻,給國家能源安全交了一份有分量的答卷。

  其次,他們找到了好的合作模式。

  一個好的大型項目,先進的科研開發與匹配的工程開發缺一不可。比如,大連化物所的劉中民團隊擅長催化劑技術創新,可是他們卻不知道在工業化過程中,購置什么樣的裝備、建設多高的塔,乃至如何做出符合工程要求的工藝包。而這些正是洛陽工程公司擅長的。

  但是,僅有他們雙方還是不夠,還缺一個能夠為第一個“螃蟹”買單的一方。幸運的是陜西省成立了新興能源科技有限公司,為DMTO項目提供了充分的資金,以保障大連化物所、洛陽工程公司順利地開展DMTO項目產業化。

  石化聯合會獎勵辦認為,新興能源公司承擔了風險投資角色,將第一個“螃蟹”的技術買下來,交由工廠去實施,工廠則只需要承擔設備、工藝和工業示范風險,不用自己花錢買“螃蟹”了。他們三方的有機結合,需要有戰略的眼光與智慧,因而具有長期示范效應。

  要有戰略的眼光與智慧

  甲醇制取烯烴項目產業化過程,是科技促進經濟發展的典型案例,值得各方面關注,需要深入總結經驗和教訓。比如,實驗室成果完成以后,年投入萬噸甲醇的工業試驗遲遲找不到投資方和合作對象,使工業化過程推遲將近十年。

  一直以來,我國科技與經濟是“兩張皮”,產學研轉化還有諸多問題需要解決。DMTO技術工業化過程被推遲了近十年時間,雖然該技術最終得以成功實施,但其中問題發人深思。

  對于產學研合作,劉中民進行了深入的思考。他提出,能源戰略研究必須具有前瞻性的眼光,需要超前部署、長期攻關。開發成功世界領先的創新技術絕非朝夕之間可以實現的,科研人員要有持之以恒的決心和信念,具有持續創新能力。

  此外,團隊只有在前期做好充分的技術積累,才能在時機成熟時,在關鍵時刻頂上去。重大的科技創新項目必須符合國家的規劃布局,得到認可,方能獲得經費和政策上的持續支持。

  此外,科研院所的技術轉移與轉化,必須與社會優化的資源要素結合,尋找到真正能夠與自己作用互補、能夠發揮各方優勢的合作模式。

  劉中民表示:“重大工程化、產業化項目的建設,外部資金的投入雖然至關重要,但是科技人員能否對自己進行合適地定位,能否充分解放思想,明白戰略合作的真諦,是能否干好大事的前提。技術開發不能閉門造車,必須加強產學研合作,才能使大家形成合力,快速推進技術發展。”

  日前,科技部解讀了“深化中央財政科技計劃管理改革的方案”。其中指出:“聯席會議是實現對科技計劃(專項、基金等)統一管理的關鍵。其主要作用體現在:首先是形成相關各方的合力,科技行政主管部門與相關行業主管部門和地方加強溝通協調,圍繞國家科技發展重大戰略任務、行業和區域發展需要,研究凝練形成科研任務需求,經聯席會議充分討論后按程序確定,相關各方在科研任務組織實施過程中及時跟進,產生的科技成果在行業和區域內應用示范。”

  可以想見,在科技體制不斷深化改革的今天,類似DMTO這樣的重大科技戰略任務將在產學研合作領域獲得更多來自國家的支持,促使此類科研成果更快、更好地服務我國社會經濟發展。

  以下是該媒體報道地址:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2015/1/296158.shtm




   



 
     
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