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
 
甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術獲國家技術發明一等獎
發布時間:2015年01月09日    欄目類別:新聞動態


          

  1月9日,國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。我所甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術榮獲國家技術發明一等獎,張東輝等人完成的態-態分子反應動力學研究、孫公權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榮獲國家自然科學二等獎,金玉奇等人完成的專用項目獲科技進步一等獎(第四完成單位)。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平向我所獲得國家技術發明一等獎的獲獎代表劉中民研究員頒發獎勵證書,并同他親切握手,表示祝賀。

          

 

  甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術 

  乙烯、丙烯等低碳烯烴是重要的基本有機化工原料,是現代化學工業的基石,其傳統生產技術強烈依賴于石油資源,而我國石油資源不足,隨著社會經濟的發展,石油及石化產品的需求迅速增長,2013年我國原油產量2.08億噸,消費量則達到近5 億噸,供求矛盾日漸突出,嚴重制約我國經濟和相關產業的健康穩定發展。我國煤炭資源相對豐富,發展以煤為原料制取石油類產品的煤化工技術,實施石油替代戰略,是關系到我國經濟長期穩定發展和能源安全的重大課題。煤制烯烴技術是連接煤化工與石油化工、實施石油替代戰略、保障能源安全的重要的技術途徑和戰略發展方向。 

  甲醇制烯烴是實現煤制烯烴的關鍵核心技術,也是世界范圍內具有挑戰性的課題,必須解決與反應原理、催化劑、反應工藝相關的一系列科學和技術難題才能取得技術突破。 

  我所從20世紀80年代開始,圍繞甲醇制烯烴催化劑和工藝技術進行了長達30多年的創新研發工作,在催化劑、反應工藝、工程化及工業化成套技術等方面取得了一系列技術發明和創新,最終形成了具有自主知識產權的甲醇制烯烴技術(DMTO)。 

  2004年,我所、新興能源科技有限公司和中石化洛陽工程有限公司合作,進行甲醇制取低碳烯烴成套工業技術開發(工藝名稱:DMTO),建成了世界第一套萬噸級(日處理甲醇50噸)甲醇制烯烴工業性試驗裝置,于2006年完成了工業性試驗,裝置規模和技術指標均處于國際領先水平,為我國建設百萬噸級DMTO大型化工業示范裝置提供了技術基礎。 

  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,也是我國煤制烯烴國家示范項目(神華包頭),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,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。 

  2013年1月,首套以外購甲醇為原料,在沿海地區寧波禾元建設的大型甲醇制烯烴項目投料試車成功,不僅證明了DMTO技術的可靠性和先進性,同時也開創了一條以外購甲醇為原料生產低碳烯烴的新途徑。 

  2014年全年,DMTO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(第二代技術)工業裝置,新增烯烴產能280萬噸/年,新增經濟效益超過60億元。已投產的7套DMTO裝置的烯烴總產能已經達到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。 

  截止2014年年底,DMTO技術累計實現技術實施許可20套大型工業裝置(含第二代技術),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。 

  目前,甲醇制烯烴技術應用已經列入《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》等相關國家發展規劃,并以國家產業政策和發展規劃為指導,有所布局,有序推廣,穩步發展。DMTO技術可以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,因此,除了在國內的布局和應用,DMTO技術也在積極進行海外市場的開拓。 

  DMTO技術開發及工業化應用的成功,貫通了煤化工與石油化工的主要通道,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。對于我國石油替代戰略的實施,保障國家能源安全、優化能源消費結構,以及烯烴工業結構調整和原料多元化發展,具有重要的戰略意義。 

  國家發改委原副主任、國家能源局原局長張國寶評價,具有自主知識產權的煤制烯烴技術開拓了一條新的乙烯原料路線,對石油替代工作做出了貢獻,有利于國家的能源安全。 

  中油集團咨詢中心專家委員會、國內著名石化專家王賢清認為,DMTO(甲醇制烯烴)的成功工業應用,開啟了“甲醇化工”的新紀元,它不僅為新型煤化工開創了新的一頁,而且也是對傳統以石油為主要原料的石化產業的一場創新性的革命。 

  中科院原副院長楊柏齡認為,大連化物所研究開發了甲醇制低碳烯烴的工業化新技術,是以煤或天然氣為原料,經由甲醇生產乙烯、丙烯的大型化工過程,是新型煤化工技術的重大突破。利用我國相對優勢的煤資源部分替代石油資源,既符合我國貧油、少氣、富煤的資源稟賦特點,也成為我國實現能源多元化,保障能源戰略安全的重要舉措。與洛陽設計院、神華集團等單位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。 

  中國石油和化學工業聯合會副秘書長、煤化工專委會秘書長胡遷林認為,我國能源結構以煤為主,煤炭長期作為我國基礎能源和重要化工原料的地位難以改變。目前煤炭主要用于直接燃燒,能量利用率不高,煙塵、二氧化硫、氮氧化物等排放量大,是引起霧霾和PM2.5的主要因素之一。現代煤化工以潔凈煤技術為基礎,是煤炭高效清潔轉化利用的重要方向。以DMTO項目為代表的現代煤化工無疑可為國民經濟和社會發展提供重要支撐,也是保障國家能源安全的需要。甲醇制取低碳烯烴技術的突破及其產業化,標志著我國在該領域已進入世界領先水平。 

         

  態-態分子反應動力學研究 

  分子反應動力學是在原子分子水平研究化學反應動態過程及本質機理的一個重要學科,是物理化學研究的基礎前沿方向。30多年來,分子反應動力學研究的發展極大地推動了化學學科、大氣化學、材料科學以及高新技術等領域的發展。由于原子分子是微觀粒子, 它們的運動狀態由它們所處的量子態描述。態-態分子反應動力學是在反應物和生成物量子態都分辨水平上的動力學研究,是目前動力學研究的極限。本項目主要由我所張東輝、楊學明、戴東旭、肖春雷、孫志剛等人完成。他們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,并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以下系列性的重要研究成果: 

  (1)分波共振態研究:反應共振態是化學反應體系在過渡態區域形成的具有一定壽命的準束縛態,其研究長期以來一直是反應動力學研究的一個備受關注的重要課題。項目通過理論預測,開展了迄今具有最高碰撞能分辨率的交叉分子束實驗,成功觀察到了理論所預測的分波共振態,從而首次發現了共振態的轉動機構; 

  (2)基元反應和分子光解的非絕熱動力學研究:由諾貝爾物理獎獲得者玻恩和他的學生奧本海默提出的波恩-奧本海默近似,也就是一般常說的絕熱近似,是量子化學研究的重要基石。但是這一近似無法處理不同電子態之間的非絕熱化學和物理過程,因此,近年來非絕熱動力學研究的發展成為一個動力學研究的一個熱點。研究研究發現了該近似在氟加氘反應中完全失效;揭示出氯原子與氫分子反應中該近似的適用性;系統研究了水分子光解過程中非絕熱效應; 

  (3)復雜三原子反應態-態微分截面研究:通過發展高效的量子動力學理論與計算方法,首次實現了O+O2, H+O2這兩個包含兩個以上非氫原子,且具有深勢阱反應的態-態量子動力學研究,發現這兩個重要三原子反應中的非統計現象。 

  該項研究相關成果發表在Science(3篇)、PNAS和JACS等雜志上,在國內外受到了較為廣泛的關注。項目研究不僅提升了對化學反應本質機理的認識,有力推動了我國化學動力學研究的發展,也使我國在該領域處于世界領先的地位。 

  直接醇類燃料電池電催化劑材料應用基礎研究 

  該項目主要由我所孫公權、辛勤、姜魯華、王素力、李煥巧等人完成,屬于材料、電化學交叉學科領域。項目圍繞醇類燃料電池Pt基電催化劑易毒化、氧分子活化、甲醇滲透等國際難題,建立了高負載高分散納米電催化材料制備方法,實現了納米粒子粒徑、合金度、晶面等控制制備,解決了長期以來負載型電催化材料貴金屬納米粒子高負載與高分散度的矛盾,該方法先后被近30個國家/地區的研究人員采用或借鑒,推動了納米電催化材料制備方法學的發展;提出了納米電催化材料Pt-MeOx(Me=Sn, Ru)中Pt與MeOx協同催化乙醇電氧化機理,在國際上引領帶動了直接醇類燃料電池的研究熱潮;發現了納米電催化材料Pt-Me(Me=Pd, Fe)/C中Pt和Me之間的電子效應不僅可促進陰極氧分子氧-氧鍵的斷裂,而且可抑制甲醇分子在電極表面上的吸附,被同行評價為“解決甲醇滲透的一條有效途徑”;構筑了以碳納米管、納米纖維等為載體的新型電催化材料體系,闡釋了載體-活性組分強相互作用機制,大幅提升了電催化材料的催化活性與穩定性, “為燃料電池電催化材料的研究開辟了新途徑”。 上述研究成果有力促進了醇類燃料電池的應用研究,有力促進了我國相關行業的發展。 

  本項目20篇主要論文共被他引3080次,8篇代表論文共被他引1766次,單篇最高他引631次;2篇被Elsevier出版社Appl. Catal. BElectrochim Acta刊物評為最高引用論文。項目組成員任國際催化委員會、電催化委員會、中國電化學委員會等委員,Fuel CellsElectrochimica Acta和《中國科學》客座編輯。出版著作兩部—《燃料電池—問題與對策》(譯著)、《現代催化研究方法》(主編)。孫公權和辛勤入選2014年湯森路透“中國引文桂冠獎—全球最有影響力科學家”。本項目研究成果曾獲2013年度遼寧省自然科學一等獎。 (文/關佳寧 圖/戴東旭、新華社)

 



 
     
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