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在我國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)由大規(guī)模制造轉(zhuǎn)向高質(zhì)量制造的過(guò)程中,以往國(guó)內(nèi)企業(yè)滲透率較低的新材料領(lǐng)域創(chuàng)新成果如雨后春筍般不斷萌生,己二腈、聚烯烴彈性體(POE)、碳纖維、生物降解塑料等新材料研發(fā)百舸爭(zhēng)流、千帆競(jìng)發(fā)的局面令人振奮。在4月20日于上海召開(kāi)的第六屆校企科研工作交流對(duì)接會(huì)暨中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)2023年科技工作會(huì)上,石化聯(lián)合會(huì)科技與裝備部副主任羅其明對(duì)此進(jìn)行了梳理和盤(pán)點(diǎn)。
關(guān)鍵有機(jī)原料取得突破 己二腈是尼龍66的重要原料,生產(chǎn)技術(shù)難度大,此前該產(chǎn)品市場(chǎng)主要被美國(guó)英威達(dá)公司壟斷。近些年隨著我國(guó)化纖、工程塑料等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,尼龍66應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣闊,一批國(guó)內(nèi)企業(yè)在己二腈的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化上陸續(xù)取得突破,己二腈項(xiàng)目紛紛上馬。 羅其明介紹說(shuō),國(guó)內(nèi)在己二腈的研發(fā)上主要有兩條技術(shù)路線,即己二酸法和丁二烯法。 重慶華峰集團(tuán)采用己二酸法工藝在2020年建成10萬(wàn)噸級(jí)裝置的基礎(chǔ)上,目前正在建設(shè)20萬(wàn)噸級(jí)己二腈裝置。 丁二烯法也是英威達(dá)采用的技術(shù),具有工藝路線短、原料成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì)。中國(guó)化學(xué)天辰齊翔新材料有限公司經(jīng)過(guò)多年研發(fā),采用丁二烯直接氫氰化法技術(shù)建設(shè)的20萬(wàn)噸/年己二腈裝置也已打通全產(chǎn)業(yè)鏈并成功開(kāi)車(chē)。 另?yè)?jù)記者了解,神馬股份建設(shè)的5萬(wàn)噸/年丁二烯法己二腈項(xiàng)目也將于今年年底投料試車(chē)。 聚烯烴高端品種國(guó)產(chǎn)化 “我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣液法聚乙烯工藝和環(huán)管式聚丙烯工藝均已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。POE和超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(UHMWPE)等高端聚烯烴產(chǎn)品按下投產(chǎn)‘加速鍵’。”在談到聚烯烴高端品種的研發(fā)進(jìn)展時(shí),羅其明如是說(shuō)。 POE是合成材料中密度最低的材料之一,是新一代光伏膠膜制備的關(guān)鍵核心材料。20年前就著手攻關(guān)POE工業(yè)化技術(shù)的中國(guó)石化如今迎來(lái)收獲期。記者了解到,在剛剛閉幕的第35屆中國(guó)國(guó)際橡塑展上,中國(guó)石化發(fā)布的“專(zhuān)精特新”系列新品中就包括POE彈性體,中國(guó)石化成為國(guó)內(nèi)首家具有POE成套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)專(zhuān)利商。 同時(shí),萬(wàn)華化學(xué)等也具備了POE產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)條件。數(shù)據(jù)顯示,截至2023年3月,國(guó)內(nèi)擬在建POE年產(chǎn)能已達(dá)到210萬(wàn)噸,未來(lái)2~3年,我國(guó)即將迎來(lái)POE的投產(chǎn)熱潮。 UHMWPE憑借其優(yōu)異的產(chǎn)品性能,近幾年得到了更多石化、能源企業(yè)的關(guān)注。據(jù)記者了解,自2022年7月以來(lái),大慶石化、江蘇斯?fàn)柊睢⑸虾;ぱ芯吭阂孕峦懂a(chǎn)或擴(kuò)能的形式進(jìn)入U(xiǎn)HMWPE行業(yè)。其中大慶石化產(chǎn)品方向主要是鋰電池隔膜料,江蘇斯?fàn)柊?萬(wàn)噸/年裝置的產(chǎn)品方向同樣也是以鋰電池隔膜料及纖維料為主,上海化工研究院3萬(wàn)噸/年新裝置產(chǎn)品方向以纖維料、鋰電池隔膜料和熔融紡絲專(zhuān)用樹(shù)脂料為主。 就在剛剛過(guò)去的3月,上海化工研究院3萬(wàn)噸級(jí)淤漿環(huán)管連續(xù)法UHMWPE裝置投產(chǎn),標(biāo)志著我國(guó)在這項(xiàng)世界首創(chuàng)的工藝技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了重大突破,可為更高品質(zhì)的超高纖維、鋰電池隔膜提供基礎(chǔ)樹(shù)脂。 生物降解材料技術(shù)引領(lǐng) 禁限塑令的推行為生物降解材料的研發(fā)和生產(chǎn)再添“一把火”。據(jù)羅其明介紹,目前我國(guó)已掌握了聚乙醇酸(PGA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚對(duì)苯二甲酸—己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚碳酸亞丙酯(PPC)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù),涵蓋了生物降解塑料的主要品類(lèi),并已建成世界上生物降解塑料品種最齊全的工業(yè)體系。 PLA是目前研究和應(yīng)用最多的可降解材料,關(guān)鍵技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)取得突破,可完全與進(jìn)口產(chǎn)品進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。另外還有多個(gè)新品種可降解樹(shù)脂均在我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,如PGA、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯共聚丁二酸丁二醇酯(PBST)以及我國(guó)首創(chuàng)的生物降解聚酯橡膠。 據(jù)記者了解,上海東庚公司在乙交酯開(kāi)環(huán)聚合法PGA路線上形成了自主技術(shù),可以獲得醫(yī)用級(jí)別PGA;北京化工大學(xué)先進(jìn)彈性體材料研究中心突破了高相對(duì)分子質(zhì)量多元共聚聚酯橡膠連續(xù)化生產(chǎn)工藝難題,開(kāi)發(fā)出生物基可降解聚酯橡膠材料,并完成了千噸級(jí)連續(xù)化中試試驗(yàn)。 合成橡膠新工藝填補(bǔ)空白 溶聚丁苯橡膠官能化改性是目前溶聚丁苯橡膠領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),可大大提升橡膠制品的性能,但目前國(guó)內(nèi)尚未有工業(yè)化產(chǎn)品推出。2021年5月,中國(guó)石油和同濟(jì)大學(xué)、大連理工大學(xué)合作開(kāi)發(fā)出官能化溶聚丁苯橡膠合成技術(shù),并在獨(dú)山子石化建成國(guó)內(nèi)首套官能化溶聚丁苯橡膠裝置,產(chǎn)品已應(yīng)用于綠色輪胎胎面膠。 氯丁橡膠是國(guó)民經(jīng)濟(jì)及國(guó)防工業(yè)重要的戰(zhàn)略物資之一。但丁二烯法生產(chǎn)氯丁橡膠工藝流程復(fù)雜,核心裝備技術(shù)難度大。晉膠高新技術(shù)(上海)有限公司啃下了這塊“硬骨頭”,開(kāi)發(fā)出丁二烯法氯丁橡膠新工藝,并完成中試。“該工藝與我國(guó)傳統(tǒng)電石法工藝相比,無(wú)論生產(chǎn)成本還是產(chǎn)品品質(zhì)均可實(shí)現(xiàn)全面超越。”羅其明說(shuō)。 工程塑料和特纖亮點(diǎn)突出 被稱(chēng)為“新材料之王”的碳纖維是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)不可或缺的戰(zhàn)略性新材料,我國(guó)目前已成為繼日本、美國(guó)之后第三個(gè)掌握高性能碳纖維技術(shù)的國(guó)家。“我國(guó)T300級(jí)碳纖維已達(dá)國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平;T700級(jí)、T800級(jí)碳纖維已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn);T1000級(jí)和M55J級(jí)碳纖維關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破,已開(kāi)始小批量生產(chǎn)。”羅其明介紹說(shuō)。 高強(qiáng)高模聚酰亞胺纖維在航空、航天、電子、防護(hù)等高端領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。北京化工大學(xué)開(kāi)發(fā)出高強(qiáng)高模聚酰亞胺纖維生產(chǎn)技術(shù),采用該技術(shù)建成國(guó)內(nèi)外首條百?lài)嵓?jí)規(guī)模的高強(qiáng)高模聚酰亞胺纖維生產(chǎn)線,并形成系列化產(chǎn)品。 此外,大連理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的雜萘聯(lián)苯型聚芳醚酮、中科院大連化物所開(kāi)發(fā)的酚酞類(lèi)聚芳醚酮也均為世界首創(chuàng),并全部建成了產(chǎn)業(yè)化裝置。 電子化學(xué)品進(jìn)步較快 新能源產(chǎn)業(yè)的快速崛起讓電子化學(xué)品迎來(lái)發(fā)展契機(jī),國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)的競(jìng)相進(jìn)入推動(dòng)電子化學(xué)品技術(shù)取得較快進(jìn)步。 近些年我國(guó)工業(yè)級(jí)、食品級(jí)磷酸產(chǎn)能過(guò)剩,但超高純電子級(jí)磷酸等芯片制作的關(guān)鍵材料卻完全依賴(lài)進(jìn)口。興發(fā)集團(tuán)經(jīng)過(guò)10多年不懈努力,開(kāi)發(fā)的超高純電子級(jí)磷酸實(shí)現(xiàn)了磷酸純度從“3個(gè)9”到“9個(gè)9”的級(jí)別提升。 電子級(jí)氫氟酸主要用于集成電路和超大規(guī)模集成電路芯片的清洗和腐蝕領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)電子化學(xué)品龍頭企業(yè)之一的多氟多在2022年5月正式進(jìn)入臺(tái)積電合格供應(yīng)商體系,開(kāi)始向其批量交付以半導(dǎo)體級(jí)氫氟酸為主的高純電子化學(xué)品材料。 此外,蘇州晶瑞研發(fā)生產(chǎn)的雙氧水、硫酸等一批濕電子化學(xué)品,昊華氣體、中船718所的三氟化氮,太和氣體的高純氯氣、氯化氫,江蘇雅克的前驅(qū)體特氣,湖北鼎龍的拋光墊等電子化學(xué)品也均已滿足先進(jìn)制程的芯片制造要求。 “難度最大的先進(jìn)制程芯片用氟化氬光刻膠的研發(fā)仍困難重重。”羅其明表示,盡管?chē)?guó)內(nèi)多家單位分別從樹(shù)脂單體、光引發(fā)劑、溶劑到光刻膠進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈攻關(guān),但目前也僅有部分品種進(jìn)入下游企業(yè)測(cè)試。
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