【科技创新作文500字小学六年级】甲醇制烯烃、煤炭制高碳醇、中科院支持“双碳”取得了这样的成果。

我国资源丰富的煤炭如何成为高碳醇乙醇烯烃？最近举行了“中国科学院记者行——‘科技双碳’服务经济主战场榆树林段活动”。新京报记者采访了中科院科学技术支撑国家“双碳”战略的重要措施和取得的阶段性成果。

2018年，中科院批准委托大连化学物理研究所实施“清洁能源关键技术及示范”。专门聚集了20多个能源领域研究所及大学优势研究力量，通过技术攻关突破了55项核心技术，29个工业示范装置开始建设，吸引投资1500多亿韩元。(威廉莎士比亚，《北方司法》前情提要)。

实现煤炭烯烃产业技术的持续创新

2021年，习近平主席在两院院士大会上发表重要讲话时指出，几年来，我国科技创新取得了新的历史成果，“甲醇制烯烃技术的不断创新带动了我国煤制油烯烃产业的快速发展”。

乙丙等低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，是现代化学工业的基石。日常生活中的塑料杯、保鲜膜都是以烯烃为原料生产的。随着我国经济社会的发展，人们生活水平的提高，对烯烃的需求也会增加。

烯烃的传统生产技术在很大程度上依赖于石油资源。一般来说，百万吨级烯烃工厂需要千万吨级炼油厂提供石脑油原料。我国石油资源不足，对外依存度超过70%，但我国煤炭资源相对丰富，有序发展煤化工产业，利用我国相对优势的煤炭资源部分替代石油资源，符合我国贫油、天然气、煤炭丰富的资源禀赋特点。

煤炭通过甲醇制造烯烃，这首先是通过煤气化制造合成气体(以一氧化碳和氢气为主要成分)，合成气体在催化作用下合成甲醇，然后用甲醇制造烯烃。实现这一发展方向的关键技术是甲醇制烯烃技术，也是全球极具挑战性的课题。

中科院大连货物所刘仲民院士团队长期开展甲醇制烯烃技术研究，经过几十年的努力，于2006年合作进行了万吨级工业性试验，成功开发了甲醇制低碳烯烃DMTO工业化技术。2010年8月，世界上第一个180万吨石炭纪甲醇制60万吨烯烃装置在内蒙古包头涂料试运行成功，实现了石炭制烯烃工业化应用“0”的突破。DMTO技术获得了2014年国家技术发明奖一等奖。

第三代甲醇-烯烃技术得到了科技成果的确认。

因此，俞中民团队先后开发了第二代(DMTO-II)和第三代(DMTO-III)技术，技术指标大幅提高。

“在第一代技术时代，约3吨甲醇可以制造1吨烯烃。应用第二代技术，吨烯烃甲醇的单位消耗从以前的3吨下降到了2.60-2.70吨。”刘仲民说，吨烯烃能源消耗和碳排放明显减少，使我国在这一领域保持国际领先地位。

据他介绍，第一代和第二代技术的工业设备甲醇吞吐量为每年180万吨。第三代技术采用新一代催化剂，通过对反应器和工艺过程的创新，单一工业设备甲醇吞吐量大幅增加，每年可达到300万吨以上，同时工业设备吨烯烃(乙丙)甲醇消耗可能下降到2.60-2.70吨。

2020年11月9日，DMTO-III技术在北京通过了中国石油化学工业联合会的科学成果评价。鉴定专家一致认为，这项成果处于国际领先地位，建议加快新一代催化剂推广应用，尽快建设DMTO-III产业示范装置。

到目前为止，DMTO系列技术已签署了31台设备的技术实施许可协议(包括1台出口)，烯烃生产能力每年达到2025万吨，约占全国现有生产能力的三分之一，预计将吸引4000多亿韩元的投资。是已生产的16套工业设备，烯烃(乙丙)产能在900万吨/年以上，新产值在900亿元/年以上。该项目的实施开辟了以非石油资源生产低碳烯烃的新路线，对促进煤炭的清洁高效利用，缓解石油供应紧张，实现“双碳”战略目标具有重要意义。

煤制油装置可以制造高碳酒精，经济性大大提高

DMTO技术只是中科院科技支撑国家“双碳”战略阶段性成果的缩影。

中科院大连货物所研究员郑云杰说，1999年在美国完成博士后研究回国后，他投入了煤制油催化剂及其工艺研究。

世界主要用铁基、钴基两种催化剂工艺生产石炭纪合成油。铁基催化反应二氧化碳的选择性很高。传统的PETO合成钴基催化剂价格昂贵，液体产品的选择性不好，限制了工业应用。

在郑云杰的指导下，研究小组开发了木炭钴基催化剂。它具有高活性、低甲烷选择性、极低的二氧化碳选择性、良好的稳定性，可以减少运行能耗，节省脱碳装置，运行的废催化剂可以通过简单焚烧木炭载体，回收钴金属，达到低废或无废的环保目标。

2015年，该项目通过煤制油示范装置工艺生产合格的石脑油、柴油等油品，2020年实现100%负荷运行，达到催化剂性能指标，达到生产效果。

除了能制造石油以保证能源安全外，这项技术还能制造高价值化学品。煤制油装置的合作单位——陕西延长了石油油林煤化有限公司的生产现场，10万吨煤制油装置投入生产运行。“主反应器的原料是气化制合成气体(主要成分是一氧化碳和氢气)，木炭钴基催化剂是固体。”大连货物所研究员周浩俊说，反应可以产生液态类或高碳醇等化学物质。

榆林煤化工有限公司10万吨/年煤炭石油工业示范设备

置的浆态床反应器。新京报记者 张璐 摄

同样的反应器在相同的条件下，添加另外一种炭载钴基催化剂，就可以得到附加值更高的高碳醇。“油品一吨卖8000块钱，高碳醇可以卖到15000，经济性大幅提高。”朱何俊说，高碳醇可以制作精细化学品，比如不伤手的洗涤剂等，进一步加工可以得到α-烯烃，制作润滑油。他说，未来实现商业化运行，单台装置生产能力达到50万吨/年规模。

催化与人工智能技术结合，“机器人”评价催化剂

在榆林中科洁净能源创新研究院AI催化智能实验室，机械臂正挥舞机器臂，拧开瓶盖，往试管中倾倒化学品，模拟做实验制备催化剂。催化剂改变化学反应速率的作用称催化作用，催化作用几乎遍及化学反应的整个领域。

7月19日，榆林中科洁净能源创新研究院AI催化智能实验室内，机械臂正在模拟制备和评价催化剂。新京报记者 张璐 摄

“从数据学习、催化剂的合成制备，到反应器装样、性能检测等，我们正在进行全流程的人工智能化和自动化。”研究院执行院长任晓光说，今年计划制出1.0版本的装置，实现月均处理样品量500-1000个。

他说，人工智能研制催化剂有几大优势，机器人可以24小时工作、减少实验误差，包括大量实验数据积累后，结合人工智能技术支撑的文献自主查找和学习，对下一步实验进行修正和建议。这项工作还将培养跨领域的人才队伍。

为何要在榆林设置中科洁净能源创新研究院？任晓光说，榆林资源禀赋独特，煤、油、气、风、光等能源资源富集，是国内罕见的多种能源资源富集区，为多能融合技术与产业示范提供了资源条件。“双碳”目标下，以陕北榆林为代表的化石能源资源富集区绿色低碳转型要求迫切。2019年12月，陕西省政府和中科院签署战略合作协议，共创榆林国家级能源革命创新示范区。

他说，榆林中科洁净能源创新研究院正在打造5个创新研发平台，其中数智催化新技术研发平台将探索自动化、大数据、云计算、数字孪生等新型技术与催化技术研发的深度交叉融合。“目前，部分设备已经完成安装、调试、演示。”

已突破55项关键技术，29套工业示范装置开工建设

据中国科学院重大科技任务局业务主管曹大泉介绍，面向“双碳”战略目标，“中国科学院科技支撑碳达峰碳中和战略行动计划”启动实施。中科院明确了近期、中期、远期不同阶段发展目标：到2025年，突破若干支撑碳达峰的关键技术，促进经济社会低碳绿色转型，探索支撑碳中和目标的颠覆性、变革性技术。

到2030年，支撑碳达峰的关键技术达到国际先进水平，有力支撑碳达峰目标实现；支撑碳中和的科学原理和关键技术取得重大突破，为碳中和目标提供科技储备和解决方案。

到2060年，突破一批原创性、颠覆性技术并实现应用，有力支撑碳中和目标实现。为构建绿色低碳、循环发展的经济体系和清洁低碳、安全高效的能源体系，实现碳中和战略目标提供科学基础、关键技术和系统解决方案，碳减排和固碳增汇等技术达到国际领先水平。

2018年，中科院批准依托大连化物所组织实施“洁净能源关键技术与示范”战略性先导科技专项。

“专项集合了20余家能源领域研究所及大学优势研究力量，通过技术攻关，已突破55项关键技术，29套工业示范装置开工建设，带动投资1500多亿元。”他举例，代表性成果煤基乙醇（DMTE）技术已累计技术许可合同10项，产能达295万吨/年。

“双碳”战略下中科院能源科技创新路径图。中科院供图

新京报记者 张璐

编辑 樊一婧 校对 李立军