中国工程院院士刘中民

刘中民(1964.9.24- )河南省扶沟县人。1990年毕业于中国科学院大连化学物理研究所,获物理化学博士学位。现任中国科学院大连化学物理研究所副所长,国家能源低碳催化与工程研发中心主任,甲醇制烯烃国家工程实验室主任。2015年当选中国工程院院士。刘中民同志主要的学术和社会兼职有:第13、14届国际分子筛会议(International Zeolite Co- nference)国际学术委员会委员;《催化学报》、Journal of Natural Gas Chemistry编委,大连市人大常委,民盟大连市副主委,比利时Namur大学客座教授,中国化学会催化专业委员会委员,中国化工学会煤化工利用专业委员会副主任委员,中国科学院低阶煤利用先导专项总工程师等。吉林大学、郑州大学客座教授,中科院研究生院教授,国家催化重点实验室研究员。

刘中民同志曾获省部级以上科技奖励10余项,甲醇制取低碳烯烃(DMTO)技术获石油与化学工业联合会发明特等奖,由甲醇或/和二甲醚生产低碳烯烃的方法获第十三届中国专利金奖等,还获得侯祥麟基金奖,中国催化青年奖(首届),中央电视台2013年度科技创新人物,是新世纪百千万人才工程国家级人选。他领导的甲醇制烯烃技术研究集体获得中国科学院杰出成就奖,甲醇制烯烃国家工程实验室入选创新人才推进计划重点领域创新团队。

2015年11月4日,何梁何利基金2015年度颁奖大会在北京钓鱼台国宾馆召开,中科院大连化物所刘中民研究员荣获何梁何利基金科学与技术创新奖的产业创新奖。

2017年05月,获得全国创新争先奖。

学术成就

长期从事煤化工、石油化工领域应用催化研究与技术开发。针对煤化工平台产品甲醇的转化利用,研制了甲醇制烯烃催化剂,开发了密相循环流化床工艺,作为技术总负责人,合作完成了世界首次甲醇制烯烃(DMTO)技术工业性试验和首次工业化。截至2015年,已投产九套装置,烯烃年产能520万吨,促进了我国煤制烯烃新兴战略产业的发展。已发表研究论文273篇,专著一部,获2014年国家技术发明一等奖等多项奖励。还研究开发了多项催化新技术,并实现了工业化。

刘中民同志作为甲醇制烯烃(DMTO)技术总负责人,领导研究团队开展DMTO相关技术研究,完成世界首次甲醇制烯烃工业性试验,并通过中国石油和化学工业联合会组织的专家鉴定,实现了我国在国际上率先拥有设计和建设百万吨级工业装置的技术能力。为进一步保持技术的国际领先地位,刘中民同志带领团队进行了新一代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅱ)技术开发。2010年5月完成万吨级工业性试验,吨烯烃甲醇消耗降低10%以上。“煤代油制烯烃技术迈向产业化”获得由两院院士评选的2010年中国十大科技进展。神华集团采用DMTO技术建设180万吨煤基甲醇制取60万吨烯烃装置,于2010年8月投料试车一次成功并稳定运行,是世界上首套甲醇制烯烃工业示范装置。2011年实现商业化运行,引领了我国新兴煤制烯烃战略行业的发展。[4]  2013年2月,第二套DMTO工业装置,宁波禾元60万吨/年烯烃装置开车成功,经济效益显著。截止2013年12月,已签订二十套DMTO技术工业装置的实施技术许可合同,烯烃总规模超过1100万吨/年。

刘中民同志还主持研制成功了多项具有自主知识产权的新技术并实现产业化,包括固体酸催化中压丙烯水合制异丙醇技术(东营海科3万吨/年,浙江新化5万吨/年),正丁烯与醋酸直接加成生产醋酸仲丁酯技术(南京百润5万吨/年)和甲醇制二甲醚技术(河北中捷10万吨/年);另外还完成了科技攻关、863、973等多项国家科技任务。培养毕业研究生33名,发表论文251篇,申请专利291件。

上世纪90年代中期,刘中民成为甲醇制烯烃技术研究的学术带头人。他的历史责任就是在小试、中试的基础上,继续改进并推动这项研究成果的工业示范及规模生产。

         大背景依然不利,因为每桶原油还在10美元左右。假如企业采用了甲醇制烯烃生产工艺,并且产出了成品,他们根本就挣不到钱。与石油制烯烃相比,煤炭制烯烃的工艺成本太高!国家和企业对煤炭替代石油生产烯烃项目的积极性也不高,这让刘中民深感作为一个团队领军人物的艰辛。

         更为不幸的是,刘中民团队将甲醇制烯烃技术申请国家“九五”攻关项目时,又被否掉了。他的团队等着他找到项目资金维持“生计”,煤炭取代石油的技术等待着他来继续发扬光大,导师和前辈们的事业不能断送在他的手里……

          美国一家公司在了解情况后希望与大连化物所团队合作,共同开发甲醇制烯烃技术。这在今天看来似乎是一件应当鼓励的、再平常不过的事了,但在当时,对于这样的项目与外国公司合作,没有人敢批准。

         国际上的路不通,就重点在国内寻求突破。刘中民在全国范围内找资金。“那时我天南海北四处寻找实验经费,盼望与企业的联合开发,只求合作,不求回报。”但是,没有一家企业看得上这项在未来可能领导全球的技术,也没有一位领导“可怜可怜”这位怀揣绝技的中科院的研究员。

         无奈,刘中民团队只能蛰伏,等待时机。

          1998年8月,中科院院长路甬祥到大连化物所视察。借路院长与科研人员座谈之机,刘中民将准备好的报告,递到了路院长手里,希望中科院能够继续支持这项技术的研究。

        报告递交上去了,已经视“被拒绝”为家常便饭的刘中民本没抱太大希望。但不久,中科院来了通知,由院里资助刘中民团队100万元经费,用于甲醇制烯烃的进一步研究。

        犹如雪中送炭。刘中民用这100万元资金,对甲醇制烯烃的技术环节进一步完善,将生产工艺又做了更细致的研究。

        刘中民带领团队持续攻关,并取得了重大突破:他们把1995年中试时采用的“合成气经由二甲醚制烯烃工艺”改为“合成气经由甲醇制烯烃工艺”。虽然两者的原理相近,但甲醇生产工艺更加成熟,能够制烯烃的规模也更大。这为课题组未来“出山”奠定了良好的基础。

          2004年,机遇来到了刘中民面前。

          建设并运行一套甲醇制烯烃的工业化试验装置,少则五六千万元,多则上亿元。面对这种巨额投入,陕西省向大连化物所抛来了“橄榄枝”。

          陕西省矿产资源丰富。多年来,省领导一直想利用先进的煤化工技术,通过发展新型煤化工产业,实现煤的就近转化、高效转化,以期将全省的资源优势转变为经济优势、产业优势。

          在得知大连化物所已经开发出具有世界领先水平的甲醇制烯烃的实验室中试技术、并正在寻找风险投资人和合作伙伴的消息后,陕西省决定与大连化物所合作开展工业化试验。随后,陕西省专门成立了新兴煤化工科技发展有限公司,与大连化物所、中石化洛阳石化工程公司合作,开发甲醇制烯烃工业化技术。

          2004年8月2日,总投资8610万元、年处理甲醇能力1.67万吨的大连化物所甲醇制烯烃技术(简称DMTO)工业化试验装置,在陕西省华县开工建设。刘中民团队在华县化工厂安营扎寨,开始了至关重要的大型试验。

          甲醇制烯烃,技术上已没有什么问题,工艺上也基本走通了。作为技术总负责人,刘中民最担心的是人员安全、生产安全和环保安全。“几个单位的100多号人, 36米高的大型装置,哪一个环节出了问题,以后就再没机会做了。”

          700多个日日夜夜,刘中民几乎每天晚上都睡不踏实,过一会儿就爬起来看看装置上面的火炬,如果火炬亮着就说明没出事。华县化工厂附近有个采石场,经常放炮,有时候半夜听到“哐”的一声,刘中民会从床上弹起来,他真怕装置出事啊。

         在整个工业试验期间,刘中民团队先后有20多人在华县试验现场奋战了8个多月,其中10几人长期坚守在那里,每天都到现场和操作人员、技术人员一起观察试验运行情况,发现问题及时解决。

         2006年5月,DMTO工业化试验宣告成功,每天可以转化甲醇75吨,而国外类似装置一天转化还不到1吨。

         DMTO技术的研发成功,标志着大连化物所等技术研发单位,突破了小孔磷酸硅铝分子筛合成技术,研制成功甲醇制烯烃流化反应专用催化剂;发明了甲醇制烯烃密相循环流化床反应工艺,在世界首套万吨级工业性试验装置上验证了其先进性和可靠性;发明了DMTO技术大型反应-再生系统及工艺调控方法,形成了成套技术,为建设百万吨级DMTO大型化工业示范装置提供了技术基础。

         对于这个全球首套万吨级DMTO工业化试验装置,中国石油和化学工业协会组织了科技成果鉴定。鉴定专家们认为:该工业化试验装置是具有自主知识产权的创新技术,装置运行稳定、安全可靠,技术指标先进,是目前世界上唯一的万吨级甲醇制低碳烯烃的工业化试验装置,装置规模和技术指标达到了世界领先水平。

          150多亿元建设DMTO装置,这是刘中民团队以前想都不敢想的

          陕西华县DMTO项目的成功是工业化试验装置的成功,它引起了国家发改委的关注。2006年12月,国家发改委核准中国神华集团投资150亿元在包头建设DMTO项目。

         这里还有一个小故事。当初,神华包头项目在遴选技术方案时,最开始选定的是引进国外某公司的甲醇制烯烃技术。但在正式投建时,神华又改变了原先的技术方案,换成了采用大连化物所DMTO技术。

          2007年9月17日,大连化物所、陕西新兴能源科技有限公司、中石化洛阳石化工程公司三方代表与神华集团在北京签订了60万吨/年甲醇制低碳烯烃(DMTO)技术许可合同。这是世界首套煤制烯烃技术许可合同,标志着DMTO技术从前期的万吨级工业性试验,向日后的百万吨级工业化生产迈出关键一步。

          投资150多亿元,这是刘中民团队以前连想都不敢想的天文数字。一个新的战场开辟出来了。刘中民又带领队伍转战包头,投入到世界首套DMTO工业示范装置的建设中。

          煤制烯烃60万吨/年,投资150多亿。这个巨大的项目受到政府的高度重视。2009年,由工信部牵头,科技部、财政部、国土资源部、环境保护部等15个部委(单位)联合成立协调指导小组,保障了该项目的顺利实施。

           2010年8月8日,DMTO装置项目在包头投料试车一次成功。这次开工非常顺利,DMTO装置运行平稳,甲醇单程转化率100.00%,乙烯+丙烯选择性大于80%,反应结果超过了预期指标。

           当包头装置投料试车一次成功时,刘中民团队的研究人员激动得抱头哭泣。多年的艰辛,巨大的压力,成功的喜悦,汇成了激动的泪水。片刻,刘中民向大连化物所所长张涛发去一条短信,告之试车成功。而远在大连的张涛正在所里主持全体研究员参加的发展战略研讨会。张涛让会议暂停了一会儿,把这一好消息与大家分享。全体与会人员起立,用最热烈的掌声对这项成果表示了祝贺。

          随着神华包头项目正式进入商业化运营,我国率先实现了甲醇制烯烃的核心技术及工业应用“零”的突破。

          犹如一场春雨,DMTO技术催生了我国煤化工产业的迅速发展。目前,在DMTO技术的推广方面,已累计实现技术实施许可20套大型工业装置(包括采用DMTO第二代技术,其甲醇制烯烃的转化效率比第一代技术又提高了10%以上),烯烃总产能为1126万吨/年。这些装置的建设预计可拉动上下游投资约2500亿元,新增产值1200亿元,实现新增就业约17000 人。除神华包头项目外,2013年1月宁波禾元年产60万吨烯烃DMTO装置也成功投产。

          DMTO技术为企业带来的利润是丰厚的。神华包头煤制烯烃装置运行到2014年底,新增销售额235亿元,新增利润43.4亿元,新增税收18.4亿元;宁波禾元装置在运行了不到10个月时,全厂净利润就达到4.3亿元。DMTO的技术开发方获得直接经济效益超过8亿元。

          2014年,DMTO工业装置进入开工的高潮期,全年已有5套工业装置相继投产运行,分别是延长靖边、中煤榆林、宁夏宝丰、山东神达DMTO,以及蒲城能化(第二代技术)等工业装置,新增烯烃产能280万吨/年,新增经济效益超过60亿元。已投产的7套DMTO装置的烯烃总产能已达到400