“煤代油”: 30年持續(xù)創(chuàng)新啟示錄
- 發(fā)布時間:2015-01-19 06:46:28 來源:經(jīng)濟日報 責(zé)任編輯:羅伯特
“缺油、少氣、富煤”,是我國能源結(jié)構(gòu)的特征。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,石油及石化產(chǎn)品的需求迅速增長,2013年我國原油產(chǎn)量2.1億噸,消費量近5.14億噸,乙烯、丙烯產(chǎn)量3000萬噸,消費量5934萬噸,供求矛盾突出,對外依存高,嚴(yán)重制約著國家經(jīng)濟和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。上世紀(jì)70年代石油危機后,我國下決心找到打破石油制約的新路徑。甲醇制取低碳烯烴技術(shù)(DMTO)的研發(fā)工作由此展開?;厥走@場持續(xù)30年的“馬拉松”式創(chuàng)新壯舉,其帶給我們的思考和啟示顯得更加珍貴。
30年持續(xù)創(chuàng)新,最艱難的路段往往出現(xiàn)在油價下跌、石油緊缺看似緩解的市場樂觀時期,這讓研發(fā)團隊有些尷尬
1月9日舉行的國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上,甲醇制取低碳烯烴技術(shù)(DMTO)獲得國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。而此時,國際石油價格剛探底50美元一桶。這項以“煤代油”為標(biāo)志的技術(shù)又一次面對這樣的質(zhì)疑:“油價便宜了,這個技術(shù)用處還大嗎?”
在30年的研發(fā)過程中,每當(dāng)油價下跌,便質(zhì)疑聲不斷?!昂迷谖覀兊难邪l(fā)工作沒有因為市場的變化而中斷。對DMTO這樣關(guān)系到國家能源安全的重大技術(shù),需要的是前瞻的眼光、長遠的布局、持續(xù)的攻關(guān)?!盌MTO技術(shù)總負責(zé)人、中科院大連化學(xué)物理研究所副所長劉中民對這一點非常篤定,“我國石油短缺的事實無法改變,我們終究要找到替代的辦法?!笔聦嵶C明,即使油價下跌,DMTO依然具有優(yōu)勢,顯示出技術(shù)的力量。
乙烯、丙烯等低碳烯烴,是重要的有機化工原料,被視為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基石??此粕璧淖盅?,在我們的生活中卻須臾不可或缺。以其為原料生產(chǎn)的下游產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用在我們生活的各個方面。依靠傳統(tǒng)技術(shù),烯烴都是由石油煉制。
有沒有一種技術(shù)可以用我國資源相對豐富的煤炭替代石油制取烯烴呢?這一課題剛提上日程,就激發(fā)起科技界的攻堅熱情,中科院大連化學(xué)物理研究所責(zé)無旁貸地接受了這一世界難題的挑戰(zhàn)。
30年的持續(xù)創(chuàng)新,是一場矢志不渝的馬拉松。在這漫長的長跑中,最艱難的路段往往出現(xiàn)在油價下跌、石油緊缺看似緩解的市場樂觀時期,這讓研發(fā)團隊有些尷尬。上世紀(jì)90年代中期,大連化物所在完成“合成氣經(jīng)由二甲醚制取烯烴工藝”技術(shù)年產(chǎn)60噸烯烴的中試后,國際油價出現(xiàn)大幅下跌,每桶最低時到了10美元,研究工作轉(zhuǎn)入低潮。“企業(yè)一算賬,技術(shù)很好但不能掙錢,沒有人肯給我們投資?!眲⒅忻裣颉澳锛摇敝锌圃呵笾?,院里直接撥付了100萬元的??睿寡芯康靡匝永m(xù)。
30年的持續(xù)創(chuàng)新,也是一場薪火相傳的接力賽。說起DMTO技術(shù)研發(fā)的前輩,劉中民總要從“老師的老師”說起。他這個當(dāng)年的“小字輩”,29歲時就被選為甲醇制烯烴課題組組長,成為所里最年輕的課題組組長,而接力棒到他手里時,已經(jīng)是第三代了。
接力不僅是人才的傳承,還有技術(shù)的更迭。第一代甲醇制烯烴成功之后,他們就已經(jīng)開始著手準(zhǔn)備新一代技術(shù),為保持技術(shù)的領(lǐng)先,現(xiàn)在已經(jīng)儲備了第三代技術(shù)?!肮舛⒁粋€技術(shù)可能有問題,要多方位地考慮問題。”劉中民說,“比如我們不僅做甲醇制烯烴,還要盯著合成氣制烯烴,從這一點上說,僅有一心一意是不夠的?!?/p>
“最需要支持的時候找不到錢,成功后追著投錢”這是我國創(chuàng)新活動中遇到最多的“通病”
對于工業(yè)領(lǐng)域的重大工程裝置,沒有“一招鮮”,有的是眾多技術(shù)的組合和一系列基礎(chǔ)研究的突破,DMTO需要解決的是與反應(yīng)原理、催化劑、反應(yīng)工藝相關(guān)的一系列科學(xué)和技術(shù)難題。而實驗室的成功只是邁出一小步,真正的考驗還在后面——中試、工業(yè)性實驗、萬噸級、10萬噸級、百萬噸級實驗裝置。每一次遞進都不是簡單的放大、增加,而是工藝的換代、流程的再造。
截至目前,DMTO已開工裝置總產(chǎn)值達到了500億元,實現(xiàn)利稅100億元,已經(jīng)簽訂了19套工業(yè)裝置的技術(shù)實施許可合同,打通了石油化工和煤化工的通道,一個新興的烯烴戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)正在快速形成。
現(xiàn)在的大連化物所已經(jīng)成為“技術(shù)明星”,受到追捧,不僅國內(nèi)的項目,國外的用戶、合作意向也紛至沓來。
“最需要支持的時候找不到錢,成功后追著投錢。”他們遇到的是我國創(chuàng)新活動中的通病。
企業(yè)作為最重要的創(chuàng)新單元,如果在產(chǎn)業(yè)化的前端具有對市場的超前判斷,了解創(chuàng)新規(guī)律,積極參與到創(chuàng)新鏈之中,會大大提高創(chuàng)新的成功率。
2004年,國際油價開始回升。陜西省作為煤炭大省計劃建設(shè)煤制烯烴項目,并為此成立了國有公司。在認(rèn)真聽取了政府經(jīng)濟顧問的意見后,陜西省當(dāng)機立斷,決定由陜西國有企業(yè)出資,和大連化物所一起完成工業(yè)性試驗,在陜西建大型工業(yè)化裝置,試驗的投資風(fēng)險由陜西方面承擔(dān)。
產(chǎn)、學(xué)、研緊密地捆綁,為DMTO技術(shù)最終取得成功奠定了基礎(chǔ)。在大連化物所中試研究成果的基礎(chǔ)上,洛陽石化工程公司發(fā)揮其國內(nèi)一流的工程技術(shù)優(yōu)勢,一套年加工1.67萬噸甲醇的工業(yè)化試驗裝置在陜西建成。建設(shè)這個世界級的DMTO工業(yè)化試驗裝置,所有設(shè)備、材料全部國產(chǎn)。通過這一工業(yè)性試驗,開發(fā)出我國自主知識產(chǎn)權(quán)的DMTO工業(yè)化成套技術(shù)。
搞工程化和產(chǎn)業(yè)化的項目,能否將各創(chuàng)新單元密切聯(lián)系起來關(guān)系到最終成敗,而技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的過程,就是創(chuàng)新鏈完善的過程。劉中民認(rèn)為:“在與工程設(shè)計公司的合作中將相關(guān)的技術(shù)打包,這樣才能將原有停留在實驗室和中試階段的技術(shù),變成一個讓企業(yè)容易接受的科技包,以這樣的方式再和企業(yè)對接成功率會高很多?!?/p>
我國首個DMTO工業(yè)性試驗完成后,其在國際上那個最強勁的美國競爭對手的地位就被徹底取代了
當(dāng)人們問起DMTO的“D”有什么特殊含義時,張濤院士自豪地解釋:“D是‘大連’的漢語拼音首字母?!边@項革命性的技術(shù)永久標(biāo)注了“中國制造”的印記。
創(chuàng)新者強,領(lǐng)先者勝。DMTO研發(fā)的這么多年里,一直有著強勁的對手,美國一家公司既有大規(guī)模工業(yè)化運轉(zhuǎn)和集成技術(shù)的優(yōu)勢,也是國外唯一能對外進行DMTO技術(shù)實施許可的跨國公司,在2004年以前,它的技術(shù)研發(fā)水平基本與大連化物所同步,并一直在說服我國的石化用戶直接應(yīng)用其技術(shù),并進行數(shù)萬倍的工業(yè)放大,但大連化物所的首個DMTO工業(yè)性試驗完成后,其在國際上的地位就被徹底取代了。
在劉中民的辦公室里掛著一張神華包頭60萬噸/年煤制烯烴項目圖表,圖中各技術(shù)鏈條對應(yīng)著掌握該技術(shù)國家的國旗,其中五星紅旗被醒目地標(biāo)在甲醇制烯烴的位置上。這是煤制烯烴工業(yè)技術(shù)中的“關(guān)鍵一環(huán)”,也是讓劉中民最為驕傲的——完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。
2014年,是DMTO工業(yè)裝置開工的高潮期,全年已有延長靖邊、中煤榆林、寧夏寶豐、山東神達DMTO工業(yè)裝置,以及蒲城能化(第二代技術(shù))等5套工業(yè)裝置相繼投產(chǎn)運行,新增烯烴產(chǎn)能280萬噸/年,新增經(jīng)濟效益超過60億元。已投產(chǎn)的7套DMTO裝置的烯烴總產(chǎn)能已經(jīng)達到400萬噸/年,帶動了我國甲醇制烯烴戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)的快速形成。2015年,計劃有5套DMTO工業(yè)裝置建成投產(chǎn)。
隨著北美頁巖氣的開發(fā),天然氣價格走低,為DMTO技術(shù)在海外市場應(yīng)用提供了發(fā)展機遇?!耙环矫妫稍诋?dāng)?shù)亟ㄔO(shè)DMTO及烯烴下游聯(lián)合裝置;另一方面,美國正掀起甲醇生產(chǎn)的熱潮,中國是他們的主要目標(biāo)市場,可以穩(wěn)定為我們提供廉價甲醇原料,有利于我國沿海地區(qū)DMTO產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”有了成功的底氣,他們雄心勃勃,又頭腦清醒。
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