勇往直前的科技战士：看他如何让煤七十二变！

让煤七十二变

 刘中民（左三）与科研团队讨论问题 （图片由受访者提供）

您或许没有想过，煤除了拿来烧，还能做什么？或者换个问法：黑黢黢的煤能变成什么？

如果告诉您，黑黢黢的煤能够变成色彩亮丽的电器外壳、五颜六色的服装面料、汽车轮胎……您也许会说我在异想天开。但这正是中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）攻关40年的科研方向。全国政协常委、中国工程院院士刘中民在这过程中是见证者，也是亲历者。而今，这一成果早已被应用、量产。您现在正在使用的手机外壳、眼镜框架、衬衫纽扣等没准就是由一块煤变身而成的。

从19岁考入大连化物所攻读研究生，到成为大连化物所所长，刘中民始终致力于能源化工领域，执着地要将煤变成国家急需的各种生产、生活物资。这种“变”绝非基于贸易的等价交换，而是基于科技成果的可控的化学反应；这种“变”是世界性难题，却也是刘中民一路走来，不断征服的科研高峰。

从哥德巴赫猜想到科研报国志向

学文还是学理，大学读什么专业？这些对于学生时代的刘中民来说，从来就没有纠结过。上世纪70年代末，重新恢复高考还没有几年，建设“四个现代化”成为知识分子的共同追求。“那时候，在我们学生中间流传着一句话‘学好数理化，走遍天下都不怕！’理科自然成为我的首选。”这是刘中民的选择，也是时代的选择。

1978年的一天，刘中民和学校里备战高考的同学一起被叫到大礼堂听报告。报告的内容就是一篇被人民日报刊发的题为《哥德巴赫猜想》的报告文学。刘中民至今还记得那天自己情绪的变化。“刚开始有些急躁，正是备战高考的关键时期，分秒必争的时候，哪有心思听什么报告呢？后来，越听越有意思，徐迟先生描述的数学家陈景润的形象越来越具体，也越来越具有感染力。再后来，心情有些激动，自己也想成为像陈景润一样的科学家，期待着有朝一日能够攻克国际难题，为国争光。”

《哥德巴赫猜想》无疑把一颗种子埋进了刘中民的心底，刘中民时常用自己的勤奋浇灌这颗种子，这颗种子又不时给予刘中民奋发向上的力量。用知识改变自己的命运，将自己的命运与国家和民族连接在一起，一股热血时常涌动在刘中民的心头。

1979年，刘中民一举考取了郑州大学化学系。4年的学习，刘中民不敢懈怠，他立志要考研读博，成为一名真正的科研工作者。研究生往哪儿考，成为有志于此的同学们热议的话题。“当时，我记不住从哪儿听说，中国科学院挺好，就是挺难考，”刘中民回忆道，“一听说很难考，我就来了兴致，那我就试试看么。”

现在看来绝非刘中民狂妄自大，而是他的心里就有一种迎难而上，不达目的誓不罢休的韧劲。1983年，刘中民如愿以偿，成为中国科学院大连化学物理研究所的一名硕士研究生。在大连化物所，刘中民遇到了更多的“同类”。在不服输的性格和科研报国的志向双重驱动下，他又很快从“同类”中脱颖而出。入学不久后，刘中民就成为甲醇制取烯烃这一重点课题组的成员。这一干就是40年。

从1万吨/年到1000万吨/年

烯烃是重要的基础化工原料，一切有塑料的地方，大都有烯烃的存在。在传统技术中，烯烃主要从石油中提炼。“但富煤贫油少气的基本国情，决定了我们不能走完全依赖石油制烯烃的道路。”刘中民介绍说，将煤变为烯烃，简单说来要分成两步，首先把煤制成甲醇，再将甲醇制成烯烃。上世纪80年代，煤合成甲醇已经有了成熟的工业技术，而甲醇制烯烃则是待攻克的关键核心技术，也是世界范围内极具挑战性的课题。

从硕士到博士，从助理研究员到副研究员，再到研究员、课题组组长。十年磨一剑，1995年刘中民团队采用自己的技术路线，终于完成了“合成气经由二甲醚制取烯烃工艺”技术年产60吨烯烃的中试试验。这一成果获得了中国科学院科技进步奖特等奖，以及由原国家计委、国家科委与财政部联合颁发的“八五”重大科技成果奖。

单从技术角度看，这已经突破了该领域的世界性难题，但在刘中民心里，他还有更多的工作需要做。“科学要为社会服务。我们就得转变观念、转变角色，直到能把技术落地，真正服务于国家、服务于社会。”刘中民说。

正当课题组高歌猛进、致力于放大工业规模之时，国际石油价格大幅下跌，这让煤制烯烃的工业化应用进程受到了前所未有的影响。“和石油制烯烃相比，煤制烯烃成本太高，企业不愿投资，也没有其他经费来源，如何继续开展研究成了难题。”丰满的理想遭遇骨感的现实，逼迫刘中民作出决断。

放弃还是继续？这个问题刘中民问过自己不止一百遍。“实体经济的发展需要依靠资源，从安全的角度来说，如果我国石油进口的依存度过高，会带来一定风险。一旦进口石油不顺畅，会造成一系列产业链的风险。”刘中民下定决心：“要为国家守住安全底线。”

为了进一步在放大中验证和完善技术，1998年刘中民向中国科学院递交报告，希望可以“借钱”继续研究这项技术。不久后，中国科学院特批了100万元科研经费。“利用这笔经费，我们进一步研究了甲醇制烯烃过程的反应机理，完善了催化剂放大和工艺技术，同时继续寻找进一步放大试验的机会。”刘中民说。

直到2004年，国际油价攀升，甲醇制烯烃又一次得到了业内重视，煤炭资源富集的陕西省成为了“第一个吃螃蟹的人”。破土动工，当年8月总投资8610万元、年处理甲醇能力1.67万吨的工业性试验装置，在陕西省华县（现渭南市华州区）开工建设。

“试验厂区，试验装置建得很好，但周边基础条件比较简陋，整个厂区只有甲醇制烯烃工业性试验装置孤独地矗立着。”与之一同镌刻进刘中民记忆的，还有700多个不能安睡的夜晚。“装置上面的火炬就犹如信号灯。过一会儿就要起床看看火炬是不是还亮着，有没有异常；火要不亮就得赶紧往那跑，说明可能有问题。100多人，36米高的大型装置，任何一个环节都不能出问题，工业性试验机会来之不易。”

直到2006年5月，甲醇制烯烃工业性试验宣告成功，这为设计建设更大规模的生产装置积累了可靠数据。2010年，神华包头180万吨/年甲醇制烯烃工业装置建成并投料试车一次成功，我国在世界上首次实现煤制烯烃工业化。

40多年里，大连化物所围绕煤制烯烃完成了科研攻关和技术迭代。而今，刘中民带头研发的甲醇制烯烃技术已经签订了34套装置的技术实施许可合同，烯烃设计产能达2320万吨/年；已投产的17套工业装置，烯烃产能超过1000万吨/年，新增产值每年约1000亿元。

从科学研究到战略研究

马克思说，在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦，沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。

技术升级之路没有尽头。甲醇制烯烃技术目前已发展应用到第三代技术，与前两代技术相比，在反应器尺寸基本不变的情况下，第三代技术使甲醇处理量从每年180万吨提升到360万吨；吨烯烃甲醇单耗从之前的3吨下降到2.6至2.7吨；换算成烯烃的产量，就是从每年60万吨增加到135万吨。

最近，“变革性洁净能源关键技术与示范”科技专项也刚刚结项。刘中民表示：“这个为期5年的项目已累计突破63项包括新一代甲醇制烯烃等的关键技术，建成工业示范项目55项，带动投资1800多亿元。”

在煤制烯烃发展过程中，煤制乙醇是刘中民另一个瞄准的方向。“我国燃料乙醇供应存在着千万吨的缺口，如何既填补缺口，又不与人争粮？”

2010年10月，刘中民研究团队在一条全新的“赛道”上，正式开展煤制乙醇技术攻坚。然而，催化剂活性低、稳定性差，是面临的最大问题。为此，研究人员进行了多年探索，在2013年开发出了较为稳定的催化剂，并完成了项目中试研究工作。2017年1月11日，具有我国自主知识产权技术的全球首套10万吨/年煤基乙醇工业示范项目打通全流程，生产出合格无水乙醇。目前，煤基乙醇技术已签订了13套技术许可合同，乙醇产能累计达到395万吨/年。煤基乙醇技术不但可以以煤为原料，也能以天然气、生物质、钢厂煤气为原料生产乙醇。

在“双碳”目标下，打造新质生产力，推动煤炭清洁绿色开发利用，是刘中民始终不变的追求。他常说“做科研要有想象力，要敢于突破。而今，煤制芳烃、煤制含氧化物等新技术正在快速突破中，有望成为战略性新兴产业。”

作为科技战线上的全国政协委员，2022年，刘中民就曾联合科技界别20位全国政协委员联名提交了《关于设立颠覆性技术国家专项创新基金》的提案，呼吁在国家层面为颠覆性技术研发提供资金支持。

最近两年，刘中民依然聚焦能源科技领域。他在提交全国政协的《关于促进科技成果转化的提案》中建议，建立国家级对接平台，使对接活动“制度化”和“定期化”；科技成果“清单化”，促进科技成果落地转化；对接方式“多样化”，务求实效性；服务“市场化”，大力发展科技服务业。在《关于积极推进能源国际合作的提案》中提出，加强能源科技创新与国际合作，促进全球能源绿色低碳发展；以“一带一路”为依托，深化能源国际合作；构建具有中国特色的对外能源话语体系，积极参与全球能源治理。

“我是能源化工专业出身，近年来研究了很多国家能源化工发展的战略问题。”刘中民认为，我们现在正处于能源革命、工业革命、科技革命和人工智能互相叠加的一个大变革的初期，这是世界大趋势，要顺应这个大趋势，继续走好创新绿色低碳的高质量发展之路。