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刘中民长期从事应用催化研究，在甲醇转化、烃类转化及分子筛合成等领域取得了丰硕的理论和应用成果。刘中民带领团队研发的“甲醇制取低碳烯烃（DMTO）技术”获2014年国家技术发明一等奖，他带领的研究团队入选国家创新人才推进计划重点领域创新团队。
烯烃是现代化工的基础原料，广泛地用于合成塑料和石化产品，其生产强烈地依赖石油资源，而我国石油资源不足和需求的不断增加，严重制约经济和相关产业的健康稳定发展。我国富煤少油，发展以煤为原料制取石油类产品的煤化工技术，对保障我国经济发展和能源安全意义重大。甲醇制烯烃技术是连接煤化工与石油化工、实施石油替代战略、保障能源安全的重要的技术途径和战略发展方向。
甲醇制烯烃是实现煤制烯烃的关键核心技术，也是世界范围内具有挑战性的课题，2006年，刘中民作为该技术总负责人完成了世界上首次万吨级甲醇制烯烃（DMTO）技术工业性试验， 装置规模和技术水平均处于国际领先水平。神华集团采用DMTO技术建设180万吨煤基甲醇制取60万吨烯烃装置，实现该技术工业化全球 “零的突破”，2010年8月，装置投料试车一次成功并稳定运行。2011年1月起，进入商业化运营，当年生产聚烯烃产品超过50万吨，实现销售收入超过50亿元，实现利润超过10多亿元。
为进一步保持技术的国际领先地位，刘中民带领团队进行了新一代甲醇制烯烃（DMTO-Ⅱ）技术开发。2010年5月完成万吨级工业性试验，吨烯烃甲醇消耗又降低10%以上。“煤代油制烯烃技术迈向产业化”获得由两院院士评选的2010年中国十大科技进展。
甲醇制烯烃技术应用已经列入国家相关规划。目前，刘中民领导的DMTO技术推广团队已经签订二十套DMTO技术工业装置的实施技术许可合同，烯烃总规模超过1100万吨/年，预计将拉动上下游投资2500亿元，新增年产值1200亿元。目前，已有七套DMTO工业装置成功开车，烯烃规模400万吨/年。这些项目的建设，对我国能源综合利用、拓展低碳烯烃原料的多样化，保障国家能源安全和服务国民经济建设具有战略意义；标志着我国新兴的以煤或甲醇为原料的烯烃工业的快速发展，奠定了我国在煤制烯烃产业领域的国际领先地位，必将在我国烯烃工业结构升级转型中发挥重大作用，显示出巨大的社会效益和经济效益。
针对甲醇转化利用和烯烃精细化发展趋势，刘中民还负责开发了多项催化新技术，其中：1）液相中压丙烯直接水合制异丙醇技术，丙烯单程转化率比气相法提高十倍以上，应用于山东东营海科新源化工有限公司的3万吨/年装置（2005年11月投产）和浙江新化化工股份有限公司的5万吨/年装置（2012年12月投产）；2）丁烯与醋酸制醋酸仲丁酯技术采用专用催化剂和多段进料新工艺，用于南京百润化工有限公司5万吨/年装置（2011年1月投产）；3）甲醇制二甲醚技术应用于河北中捷石化集团公司10 万吨/年装置（2007年5月投产）和潮州市华新能源有限公司20万吨/年装置（2013年3月投产）；4）开发了甲苯甲醇制对二甲苯（PX）联产低碳烯烃技术，2012年10月成果鉴定认为“达到国际领先水平”，正用于中海油惠州PX扩能改造；5）二甲醚经乙酸甲酯制乙醇技术正在延长石油公司建设10万吨/年示范装置。
截止2015年3月，刘中民及其团队共发表研究论文262篇，其中SCI收录185篇，EI收录134篇，SCI他引2401次，CSCD他引698次；出版学术专著一部；申请国内发明专利234件，国外发明专利109件，PCT33件，授权发明专利国内115件，国外34件。截至2015年1月，刘中民及其团队获国家技术发明一等奖1项、省部级科技特等奖1项、一等奖1项、二等奖及大连市一等奖4项、石化联合会特等奖2项，获中国科学院杰出成就奖、中国专利金奖；刘中民获周光召应用科学奖、首届中国催化青年奖等奖励，并被评为CCTV2013年度科技创新人物。
