一切為了國家需要！

倪海龍

俗話說：家有一老，如有一寶。93歲的陳俊武院士便是中石化洛陽工程有限公司（以下簡稱“洛陽工程公司”）的“鎮(zhèn)院之寶”。老人家一輩子篤定科技報國的信念，在去年剛剛被中宣部評選為“時代楷?！?。盡管現(xiàn)在只是擔任洛陽工程公司技術委員會的名譽主任，但是93歲高齡的他依然堅持每周至少3天來到單位打卡上班。作為中國催化裂化工程技術的奠基人，回想起這幾十年來的攻關經(jīng)歷，陳俊武不無感慨地表示：“30多歲參與了催化裂化的設計開發(fā)，70多歲又遇到了DMTO。這輩子沒白過！”

被陳俊武極為看重的“DMTO”，即甲醇制烯烴技術。烯烴是很多化工產(chǎn)品的原料，小到家具、服裝，大到汽車、航天都離不開它。以前烯烴只能從石油中獲取，20世紀70年代，世界爆發(fā)了兩次石油危機。石油價格的大幅攀升，促使包括美國、日本在內(nèi)的發(fā)達國家都考慮以煤炭取代石油和石化產(chǎn)品，并相繼啟動了以煤代油的科技攻關計劃。

從長遠看，石油替代技術對于中國有非常重要的戰(zhàn)略意義。這種戰(zhàn)略意義不會因為油價的短時波動而改變。對我們國家來說，DMTO技術提供的是不依賴石油生產(chǎn)化工產(chǎn)品的路線，作為石油替代的一種手段是十分重要的，可以說將為國家創(chuàng)造一個不依賴石油的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。

洛陽工程公司的科研人員們都清楚，未來大國間的競爭是科技的博弈！當前，我國化工產(chǎn)業(yè)還處于大而不強的階段，要想成長為化工強國，必須要從自主創(chuàng)新上破局！“一切為了國家需要！”這一句話重如千斤。也是為了這一句話，洛陽工程公司的幾代科研人員薪火相傳，付出青春與汗水，數(shù)十年埋頭苦干，同兄弟單位聯(lián)手為我國的石化科技事業(yè)譜寫出濃墨重彩的一幅畫卷。

突破世界級難題

烯烴中的乙烯和丙烯是基本有機化工原料，生產(chǎn)技術強烈依賴石油資源。這讓中國石油進口數(shù)量大幅增加，進口比例一度接近60%，這是國際公認的能源安全紅線，一旦超過60%就會被外國掣肘。以煤或天然氣為原料，經(jīng)由甲醇生產(chǎn)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(yōu)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(xiàn)能源多元化，保障能源戰(zhàn)略安全的重要舉措。

煤制烯烴技術是連接煤化工與石油化工，實施石油替代戰(zhàn)略、保障能源安全的重要戰(zhàn)略方向。但是，放眼國際，這也是一個世界級難題。其中，甲醇制烯烴是煤制烯烴的關鍵核心技術，更是世界范圍內(nèi)具有挑戰(zhàn)性的尖端課題。

中國科學院大連化物所從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(chuàng)新研發(fā)工作。1997年，時任洛陽工程公司技術委員會主任的陳俊武，在辦公室里接待了這批來自大連、尋求DMTO工程技術開發(fā)合作的客人。由于DMTO工藝專用催化劑反應后快速失活，想要推進甲醇制烯烴的工業(yè)化，就必須借鑒催化裂化幾十年的工業(yè)經(jīng)驗，使用流態(tài)化工程技術。而在國內(nèi)，這方面首屈一指的權威單位正是中石化洛陽工程有限公司。雙方隨即一拍即合，形成了共同合作機制，至今合作長達20余年之久，可以說，洛陽工程公司和大連化物所的“握手”已成為企業(yè)和科研院所強強聯(lián)合的典范。

但是，當時建設并運行一套甲醇制烯烴的工業(yè)化試驗裝置，需要少則五六千萬元，多則上億元的資金，這一度成為橫亙在面前的一座“大山”。面對這種巨額投入，陜西省政府雪中送炭，向合作方拋來了“橄欖枝”。

陜西省礦產(chǎn)資源豐富。多年來，該省領導一直想利用先進的煤化工技術，通過發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)煤的深度轉化、高效轉化，以期將全省的資源優(yōu)勢轉變?yōu)榻?jīng)濟發(fā)展優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。在得知大連化物所已經(jīng)開發(fā)出具有世界領先水平的甲醇制烯烴的實驗室中試技術，并正在尋找風險投資人和合作伙伴的消息后，陜西省專門成立了新興煤化工科技發(fā)展有限公司，與大連化物所、洛陽工程公司合作，開發(fā)甲醇制烯烴工程化技術。

2004年8月2日，洛陽工程公司和大連化物所、新興煤化工公司經(jīng)過幾輪磋商，正式簽訂了具有歷史意義的《甲醇制取低碳烯烴工業(yè)性試驗協(xié)議》。根據(jù)協(xié)議，三方各盡其職，精誠合作，利用大連化物所的DMTO中試技術成果、洛陽工程公司在工程設計領域的流態(tài)化催化反應工程技術經(jīng)驗，在陜西省華縣建設一套年加工1.67萬噸甲醇的工業(yè)化試驗裝置。

“一項大的工程猶如人體結構一樣精密。我們擅長的事情是將實驗成果做成真正的工業(yè)裝置?！比珖こ炭辈煸O計大師、洛陽工程公司首席專家劉昱如是說。但是，DMTO技術從實驗室走向工業(yè)化并不像人們想象的那樣簡單。從試驗室到工業(yè)試驗裝置，洛陽工程公司充分發(fā)揮自身在工程放大方面的優(yōu)勢，完成了實驗室數(shù)據(jù)的精準放大。研究數(shù)據(jù)提供的往往只是一個范圍，不能直接應用于工程設計。劉昱介紹道：“試驗性工業(yè)裝置實際做的不是一個工業(yè)設計，而是一個范圍設計，通過該裝置進行條件試驗，摸索反應壓力、反應溫度、循環(huán)量等關鍵參數(shù)的具體值?！惫I(yè)性試驗裝置在運行過程中遇到的問題除了關鍵數(shù)據(jù)的不確定外，最大的問題在于裝置規(guī)模小，從而衍生出一系列問題，如循環(huán)量小導致滑閥制作困難、旋風分離器小等。

經(jīng)過反復的攻堅克難，洛陽工程公司成功地實現(xiàn)了DMTO技術反應器和再生器系統(tǒng)的工程化，確定并優(yōu)化了甲醇制烯烴技術的工藝流程，解決了催化劑跑損、再生燒焦控制等問題，開發(fā)出適合甲醇制烯烴的工業(yè)性試驗裝置，通過工業(yè)性試驗，確定了與甲醇制烯烴反應及專用催化劑特性相適應的流態(tài)化形式，解決了淺床層流化床反應器溫度分布均勻性問題，發(fā)明了獨特的DMTO開、停工方法，獲得了開發(fā)大型DMTO工業(yè)裝置設計工藝包的基礎數(shù)據(jù)，為DMTO技術的工業(yè)化奠定了扎實的基礎。

2006年5月，DMTO工業(yè)化試驗宣告成功，每天可以轉化甲醇75噸，而國外類似裝置一天轉化還不到1噸。同年8月，DMTO工業(yè)性試驗項目通過國家技術鑒定，對于這個全球首套萬噸級DMTO工業(yè)化試驗裝置，中國石油和化學工業(yè)協(xié)會的專家們評價該技術是自主知識產(chǎn)權的創(chuàng)新技術，“裝置運行穩(wěn)定、安全可靠，技術指標先進，是目前世界上唯一的萬噸級甲醇制低碳烯烴的工業(yè)化試驗裝置，裝置規(guī)模和技術指標均達到了世界領先水平。”

萬里長征走出了第一步！陜西華縣DMTO項目的成功是工業(yè)化試驗裝置的成功，它也引起了國家發(fā)改委的關注。

幾乎與此同時，國外某MTO專利商正在神華集團公司包頭煤制烯烴項目前期技術方案選擇中展開了自身MTO實驗室技術成果的推銷，并進入了工藝包引進的階段，已在相當程度上贏得了不少技術專家的認可，但同時，高昂的技術轉讓費也像一塊巨石壓在國人的胸口上。

大國重器，只有把核心技術掌握在自己手中，才能真正掌握競爭和發(fā)展的主動權，才能從根本上保障國家經(jīng)濟安全、國防安全和其他安全。在時任國家能源局局長張國寶的撮合下，三方聯(lián)合體技術專家和市場營銷人員組成的團隊一次又一次奔赴神華集團，主動介紹DMTO技術工業(yè)試驗成果、工藝包開發(fā)與設計情況。經(jīng)過多輪談判，2007年9月17日，洛陽工程公司、大連化物所、陜西新興能源科技有限公司三方代表與神華集團在北京簽訂了60萬噸/年甲醇制低碳烯烴技術許可、工藝包設計和技術服務合同。這是世界首套煤制烯烴技術許可合同，標志著DMTO技術從前期的萬噸級工業(yè)性試驗，向日后的百萬噸級工業(yè)化生產(chǎn)邁出關鍵一步。

“當時，神華項目只有DMTO這一段采用的是國產(chǎn)技術，而且是首次工業(yè)化的技術，其他所有裝置都是國外引進的?！眲㈥沤榻B說，這一背景讓整個團隊備受關注，當然，其中更多的是質疑的目光。神華項目從前端的煤氣化、凈化，到后端的聚乙烯、聚丙烯，都是國外成熟的技術。如果把整個項目比喻成一個啞鈴，那么DMTO就是中間的把兒。假如把兒斷了，150多億的投資該怎么辦？當時很多人并不看好DMTO首次工業(yè)化嘗試，這讓團隊背負著極大的壓力。

古人云“志不求易者成，事不避難者進”，越是難啃的骨頭，越是展現(xiàn)擔當和作為的時刻。在幾無大型工業(yè)化設計經(jīng)驗可資借鑒的情況下，結合反應和工藝特征的要求，通過創(chuàng)新研發(fā)，設計大型反應器和再生器系統(tǒng)、配套高效分離系統(tǒng)，以及反應-再生-分離一體化的頂層系統(tǒng)集成，才能真正實現(xiàn)甲醇制烯烴技術大型工業(yè)化，達到工業(yè)化裝置的可靠性、先進性和經(jīng)濟性要求，實現(xiàn)工業(yè)應用目標。

洛陽工程公司DMTO團隊在陳俊武院士的親自指導下，反復論證，成功地開發(fā)出適合DMTO反應特點的反應和再生工程技術，設計了百萬噸級大型流化床反應器和再生器，首次實現(xiàn)了放熱反應流化床反應溫度的精準控制，開發(fā)出反應氣后處理技術、反應生成水預處理技術等工程技術。設計了大型工業(yè)淺床層流化床反應器、預分離三旋、大型立式換熱器等大型化設備。2008年6月4日，洛陽工程公司承擔的神華包頭DMTO項目開始樁基施工，2010年5月15日中交，8月8日投料成功。在不到2年的時間里，成功完成了DMTO技術的首次工業(yè)化應用，創(chuàng)造了大型設備長周期訂貨、設備現(xiàn)場制造等新的項目運作方式，形成了獨特的開工方法，打造了世界領先的DMTO工業(yè)技術，被客戶稱贊為“樹立了MTO工程開發(fā)的標桿”。

隨著神華包頭項目正式進入商業(yè)化運營，我國率先實現(xiàn)了甲醇制烯烴的核心技術及工業(yè)應用“零”的突破。憑借這一壯舉，在2014年度國家科學技術獎勵大會上，中石化洛陽工程有限公司與中科院大連化物所、新興能源科技有限公司聯(lián)合研發(fā)的甲醇制取低碳烯烴（DMTO）技術，摘得國家技術發(fā)明獎（通用類）唯一的一等獎。

創(chuàng)新永不止步

神華包頭百萬噸級工業(yè)生產(chǎn)的投產(chǎn)成功，猶如一場春雨，催動著DMTO技術工業(yè)推廣應用的腳步，引領我國煤制化學品和清潔燃料行業(yè)步入發(fā)展的快車道。

截至2019年年底，DMTO技術已累計實現(xiàn)技術實施許可26套，建成投產(chǎn)的大型生產(chǎn)裝置達14套，烯烴（乙烯+丙烯）產(chǎn)能為791萬噸/年，市場占有率達61.9%。據(jù)不完全統(tǒng)計，近三年來，DMTO技術的產(chǎn)業(yè)化推廣應用就為成果研發(fā)單位新增收入34.02億元、成果應用單位新增收入523.84億元，不僅成功地開辟了一條以煤為原料生產(chǎn)乙烯丙烯基礎有機化工產(chǎn)品的新途徑，改變了傳統(tǒng)以石油天然氣為原料生產(chǎn)烯烴的行業(yè)格局，促進了世界乙烯丙烯原料的多元化，而且?guī)恿嗣褐葡N產(chǎn)業(yè)、外購甲醇發(fā)展精細化學品行業(yè)、聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)、焦化深加工等行業(yè)的發(fā)展。

與此同時，以陳俊武、劉昱為核心的洛陽工程公司攻關團隊清醒地認識到，DMTO技術想要保持領先地位，就必須不斷進步，開發(fā)更有競爭力的新一代DMTO技術。2014年，他們和大連化物所聯(lián)合研發(fā)推出的DMTO二代技術在陜西蒲城煤制烯烴項目中實現(xiàn)了一次開車成功。

與第一代技術相比，DMTO-Ⅱ技術加了一個C4+回煉裝置，丙烯收率可提高7-8個百分點，烯烴收率選擇性提高了10%，每噸烯烴甲醇消耗可降低逾10%，能耗低，生產(chǎn)成本大幅降低，在總投入基本一定的情況下，進一步提高了經(jīng)濟效益。同時，由于效率的提高，資源消耗和排放也相對減少了，保持了該技術的國際領先水平。

他們在不斷超越自我的同時，也在為新技術的工程化增加著難度系數(shù)。在DMTO項目建設中，每個業(yè)主幾乎都有個性化的需求。例如，青海鹽湖項目，地處高原，空氣稀薄，地基遇淡水即沉，電氣設備遇鹽霧易腐，給施工帶來不小考驗；山東神達項目，地下都是堅硬的石山，鋪設管線必須一炮一炮地把地崩開；延長靖邊項目，煤油共煉，是煤化工與傳統(tǒng)煉油化工的結合，需要在設計上單獨考慮?！皹I(yè)主給我們反饋，我們在認真研究后就會在下一套裝置上改進、優(yōu)化，不斷完善?！眲㈥耪f。

多年來，針對裝置大型化和長周期運行遇到的各種問題，他們一直在尋求著最完美的解決方案。不僅完成了再生催化劑降溫、反應氣體快速導出和碳四副產(chǎn)品再裂解等新技術研發(fā)，而且完成了提高烯烴收率和裝置長周期運行的配套技術開發(fā)與應用，為我國甲醇制烯烴工業(yè)的技術升級和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力支撐。

為實現(xiàn)與D M T O工程化技術的高效耦合，他們創(chuàng)新開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權的“前脫乙烷-脫甲烷塔+吸收塔”DMTO烯烴分離工藝技術；將DMTO反再分離進行一體化工程開發(fā)和設計，形成了從甲醇進料到生產(chǎn)出合格聚合級乙烯和丙烯產(chǎn)品的全流程技術。

2014年12月5日，國內(nèi)首套采用完全自主知識產(chǎn)權的100萬噸/年DMTO裝置，在山東聯(lián)泓新材料有限公司生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。不僅標志著DMTO與烯烴分離一體化成套工程技術的工業(yè)應用獲得成功，而且打破了國外在MTO烯烴分離技術上的壟斷，在世界范圍內(nèi)率先實現(xiàn)了百萬級甲醇制烯烴一體化工業(yè)裝置建設中自主知識產(chǎn)權技術的全覆蓋。

截至2019年年底，高效耦合的DMTO烯烴分離技術一體化技術已在江蘇、青海等地甲醇制烯烴項目建設中實現(xiàn)工業(yè)推廣應用。一體化設計具有方案比選、自動控制、關鍵設備提升、經(jīng)濟評估、項目管理等多方面的優(yōu)勢。到目前為止，項目團隊累計獲國家授權專利21項。

如今，他們與大連化物所的同伴們一邊著手開發(fā)更加先進的DMTO成套技術開發(fā)，一邊加強與伊朗、俄羅斯、沙特等國家的技術交流與合作，打造“一帶一路”建設中的國家技術新名片。

一流團隊創(chuàng)造一流成果

一個成功團隊的發(fā)展史，必然是一群志同道合者的奮斗史。像DMTO這樣的大項目，自然需要“多兵種大兵團”的作戰(zhàn)，在這個團隊中，成員之間既相互聯(lián)系又相對獨立，不斷溝通，不斷磨合，最終匯集成一個緊密合作的集體。

“大連化物所是原始創(chuàng)新的發(fā)起者，我們圍繞DMTO工藝技術工程化、大型化和工業(yè)化做了大量的開發(fā)工作，既有協(xié)同創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，又參與了其中的原始創(chuàng)新，起到了橋梁和紐帶作用?！比虆⑴c了DMTO項目攻關的洛陽工程公司黨委書記王國良這樣評價雙方的合作。

作為工程公司，就是要善于利用技術創(chuàng)新創(chuàng)造市場、引領市場、占領市場、贏得市場，在以新技術占領市場制高點的歷程中發(fā)揮好橋梁與紐帶作用。23年來，在技術開發(fā)和工程設計中，工作人員遭遇了很多意想不到的困難和壓力。成功的背后是大家日復一日、年復一年辛勤的付出，忠誠堅守、奉獻擔當、超越自我的精神，在他們身上得到了全面體現(xiàn)。

團隊在華縣化工廠安營扎寨，開始至關重要的大型試驗的那700多個日日夜夜里，每一名參與的成員都感受至深。在這些人中，有白發(fā)蒼蒼的老科學家，也有風華正茂的年輕人，他們恐怕都已記不清自己度過了多少個不眠之夜和寒暑日子。

“其實，DMTO技術上已經(jīng)沒有什么問題，工藝上也基本走通了。當時主要擔心的不是技術問題，而是安全、環(huán)保等能把你‘一票否決的因素。”劉昱坦言，工業(yè)性試驗過程中，最讓人擔心的是人員安全、生產(chǎn)安全和環(huán)保安全。幾個單位的100多人聚集在現(xiàn)場，36米高的大型裝置，面對全新的裝置、全新的設備、全新的流程，哪一個環(huán)節(jié)出了問題，以后恐怕就再沒機會做了。

看似尋常最奇崛，成如容易卻艱辛。20余年風雨如磐，回想當年項目啟動時，已是古稀之年的陳俊武院士如今已年過耄耋，但仍堅守在研究一線，時刻關注著DMTO技術的發(fā)展，而當初那些風華正茂的年輕骨干們，如今也已霜染發(fā)梢。一路走來，成功與失敗的起伏交錯讓他們愿意把眼光放得更遠，心胸放得更寬，讓時間見證著自己努力的進展。

當前，正處于全球范圍內(nèi)的大變革、大發(fā)展時期，科技創(chuàng)新工作同樣面臨一系列新的機遇與挑戰(zhàn)。民之所望，士之所擔。以己之長，擇世所需。陳俊武院士曾經(jīng)說過：“只要國家需要，就是我的選擇！”科研之路沒有盡頭，有了新的高度，就會有新的目標。盡管千難萬險，盡管風雨兼程，但是洛陽工程公司的每一位同仁都是這樣一個個心無旁騖的趕路人，抬頭盯著目標，低頭腳踏實地，向前的腳步一刻不曾停留。