乙二醇是日常生活中聚酯纖維（滌綸）與礦泉水瓶的主要原料，我國消費量占全世界50%以上，但是國產(chǎn)自給量卻一直不高，對外依存度接近70%。近年來，中科院福建物構(gòu)所煤制乙二醇及相關(guān)技術(shù)重點實驗室專攻以煤代替石油乙烯生產(chǎn)乙二醇技術(shù)，在世界上首先實現(xiàn)了工業(yè)化。

    中科院福建物構(gòu)所煤制乙二醇及相關(guān)技術(shù)重點實驗室主任姚元根對《中國科學(xué)報》記者說：“我們瞄準國家重大需求和世界煤化工技術(shù)發(fā)展前沿，研發(fā)煤制乙二醇及其相關(guān)共性技術(shù)，引領(lǐng)國際煤制乙二醇技術(shù)的發(fā)展方向；發(fā)展煤制乙二醇的技術(shù)延伸和產(chǎn)品延伸新技術(shù)，高效利用我國豐富的煤炭資源生產(chǎn)高附加值大宗化學(xué)品和精細化學(xué)品。”

 引領(lǐng)煤制乙二醇技術(shù)

    我國資源特點為缺油、少氣、煤炭資源相對豐富，而乙二醇是戰(zhàn)略性的大宗化工基本原材料，市場容量僅次于乙烯和丙稀。

    煤制乙二醇及相關(guān)技術(shù)重點實驗室成立于2010年12月，在福建物構(gòu)所應(yīng)用化學(xué)研究中心和煤制乙二醇技術(shù)攻關(guān)組的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。在今年中科院材料和工程領(lǐng)域34個院重點實驗室評估中，該實驗室被評為A類。

    當前乙二醇生產(chǎn)嚴重依賴石油資源，過程能耗大、成本高，40多年來，“煤制乙二醇”技術(shù)一直是世界上的科研難題。自上世紀80年代起，福建物構(gòu)所就開展了煤制乙二醇技術(shù)的實驗室研發(fā)，并在2009年率先實現(xiàn)了煤制乙二醇技術(shù)工業(yè)化。

    姚元根說：“實驗室成立7年，現(xiàn)在形成了三個研究方向，包括新一代煤制乙二醇技術(shù)、煤制乙二醇相關(guān)技術(shù)和催化基礎(chǔ)研究。”

    據(jù)了解，第一代煤制乙二醇技術(shù)貴金屬用量大，選擇性和穩(wěn)定性還需進一步提高，同時乙二醇優(yōu)級品率低，能耗相對較大。在新一代煤制乙二醇技術(shù)方面，實驗室開發(fā)了全新的三種核心催化劑，優(yōu)化了工藝流程和產(chǎn)品提純方案。

    目前我國的技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但姚元根也提到，產(chǎn)品的應(yīng)用尤其在聚酯行業(yè)中還存在市場認可問題。他說：“有些企業(yè)不太愿意用煤炭做的乙二醇，行業(yè)固有的認知會讓他們懷疑產(chǎn)品質(zhì)量，但時間可以證明一切，我們有明顯的成本優(yōu)勢，已經(jīng)達到了國家優(yōu)級品的技術(shù)標準。”

    “我們聯(lián)合中石化洛陽（廣州）工程公司做了很多工藝技術(shù)開發(fā)，在能耗方面有顯著降低，經(jīng)濟性大幅度提升，每噸乙二醇的生產(chǎn)成本由5000元降低到4000元。當新一代技術(shù)完成后，市場前景會更好。”姚元根介紹道。

    同時，實驗室在煤制甲酸甲酯技術(shù)研發(fā)方面也取得了突出成果。根據(jù)2015年的調(diào)查數(shù)據(jù)，甲酸甲酯在中國年需求量約130萬噸，市場規(guī)模約100億元，但是中國產(chǎn)能低，生產(chǎn)成本較高。

    姚元根說：“過去甲酸甲酯的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)一直被德國BASF（巴斯夫）公司所壟斷，我們開發(fā)了合成氣氣相合成技術(shù)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。通過技術(shù)變革，甲酸甲酯的生產(chǎn)成本降低了30%，由4300元/噸變?yōu)?200元/噸。”

    通過實驗室的集體努力，2013年，獲得福建省自然科學(xué)獎一等獎，煤制乙二醇技術(shù)攻關(guān)團隊獲得中國科學(xué)院王寬誠科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化團隊突出貢獻獎；2015年實驗室被人社部和中科院評為中國科學(xué)院先進集體。

    創(chuàng)新科研技術(shù)轉(zhuǎn)化之路

    當記者采訪姚元根時，他正在貴州的中試基地開展工作。他說：“3年來，每年我?guī)缀跤?0個月在貴州，感覺像是在這里‘插隊’，但我們團隊的每一位成員為同一個夢想——把新一代煤制乙二醇技術(shù)推向工業(yè)化辛苦而快樂地在大山里工作著。”

    實驗室的煤制乙二醇技術(shù)基礎(chǔ)深厚，但在中試階段停滯了很久。直到2006年，實驗室迎來了轉(zhuǎn)機。當年，物構(gòu)所與上海金煤化工新技術(shù)有限公司、江蘇丹化集團有限責任公司達成三方協(xié)議，在丹化集團進行中試。

    姚元根說：“中試是技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的必由途徑，資金投入也相對較大。但是之前科研經(jīng)費來自國家撥款，在中試階段投入明顯不足。”

    我們聯(lián)合企業(yè)解決中試的資金問題，2005年， “企業(yè)對我們的技術(shù)非常感興趣，兩周之內(nèi)就簽約，當時一下做了兩套中試裝置”。

    2009年，首次投資20億元、世界上首個年產(chǎn)20萬噸的煤制乙二醇示范項目在內(nèi)蒙古通遼市正式投產(chǎn)。

    回顧這次成功的科研技術(shù)轉(zhuǎn)化，姚元根感慨道：“我們發(fā)揮了‘不等不靠不要’的精神，主動與企業(yè)進行合作對接，采取了科研、工藝技術(shù)和資本互相結(jié)合的模式，才取得了這樣的成績。”

    由于之前的成功經(jīng)驗，2016年12月，實驗室與貴州鑫醇能源有限公司、興仁縣人民政府簽訂了二代煤制乙二醇中試項目合作合同和興仁縣年產(chǎn)60萬噸煤制乙二醇項目合作合同。

    姚元根說：“把一項技術(shù)推向工業(yè)化需要很多人才，除了我們這個研發(fā)隊伍，還需要管理、技術(shù)、工藝、設(shè)計等方面的人才。如果想把廠子運行起來，還要好多懂設(shè)備的人，這正是團隊的合作力量。”

    與企業(yè)合作并不是一帆風順的，姚元根也有“煩心”的時候。他說：“企業(yè)和科研單位的認知視角是不同的，企業(yè)最終的目的是盈利，甚至有些想技術(shù)壟斷，矛盾和分歧是難免的。遇到這種情況，我們必須要保持緊密地溝通，求同存異，不然合作很難繼續(xù)。”

    未來發(fā)展前景可期

    煤制乙二醇及相關(guān)技術(shù)重點實驗室是一支年輕的隊伍，在55名成員中，有39人在40歲以下。姚元根說：“我們以‘創(chuàng)業(yè)引人、事業(yè)留人’為宗旨，以‘和諧發(fā)展、和諧競爭、激勵創(chuàng)新、跨越發(fā)展’為實驗室精神，支持科研人員開展工作。”

    目前，實驗室的儀器設(shè)備已基本具備新型催化劑的物相分析、結(jié)構(gòu)分析、表面性能、催化劑性能評價等領(lǐng)域的測試分析，共有重要儀器和設(shè)備100多臺（套）。

    姚元根表示，從福建物構(gòu)所到實驗室，都給青年科研人員提供了舞臺和機會。他說：“貴州的中試現(xiàn)場有120人，其中20多個人來自物構(gòu)所，這里與實驗室的工作完全不一樣，通過‘工地現(xiàn)場經(jīng)歷’，我們培養(yǎng)了一批能解決實際問題的技術(shù)和管理骨干。”

    2017年，實驗室成功申請到國家重點研發(fā)計劃項目“環(huán)保涂料用酯類單體與綠色溶劑高效制備技術(shù)”和“高附加值精細化工產(chǎn)品的多相納米催化材料與工程化”項目，進一步開發(fā)煤制乙二醇技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)化新技術(shù)。

    姚元根說：“目前煤制乙二醇技術(shù)面臨著激烈的技術(shù)競爭局面，國內(nèi)外的幾種技術(shù)也較為成熟，我們必須要不斷地創(chuàng)新，保持我們的技術(shù)優(yōu)勢。”

    姚元根表示，目前正在正在籌劃省級工程實驗室，未來的目標是把實驗室發(fā)展成國家級的工程實驗室， “在兩三年時間內(nèi)，我們將全力推進新一代煤制乙二醇技術(shù)的60萬噸工業(yè)示范，并在2020年實現(xiàn)投產(chǎn)”。