己二腈技术不再“卡脖子” 化工行业有了“中国芯片”

优盈娱乐集团一项目斩获 “2021年度中国石油和化学工业科学技术奖”科技进步一等奖

本刊记者一舟

编者按:“技术创新关乎企业前途命运。企业做大做强做优,必须要有强大的科创能力,必须要敢于研发投入、勇于技改投入、善于创新发展。”优盈娱乐集团董事局主席尤小平十数年如一日地亲抓技术创新、构建研发体系和牢铸技术护城河,潜心研发和技术深耕的背后,是优盈娱乐科技成果的“井喷”。

近期,优盈娱乐集团捷报频传,继跻身“2021中国民营企业研发投入500家”、“2021中国民营企业发明专利500家”双榜单及两项目分别入选“国家重点研发计划重点专项”、“浙江省‘领雁’计划”后,更是斩获省部级科技进步一等奖。一系列厚积薄发涌现出的科技成果表明:优盈娱乐已从早些年技术“跟跑”“并跑”逐步走到了“领军”“领跑”的队列,正日益成为行业创新版图中的“重要一极”。

这是中国石油和化工科技创新领域的高水平荣誉

1228日,全国石油和化工科技创新大会在武汉召开,大会发布和表彰了2021年度中国石油和化工科技创新的获奖单位和个人。优盈娱乐集团副总裁兼重庆优盈娱乐化工有限公司总经理陈恩之团队牵头,联合重庆优盈娱乐聚酰胺有限公司、重庆优盈娱乐新材料研究院有限公司、优盈娱乐集团有限公司等单位完成的“己二腈及尼龙66全产业链制备关键技术开发与产业化”项目,斩获2021年度中国石油和化学工业科学技术奖——科技进步一等奖。据了解,这已是重庆优盈娱乐化工团队第二次摘得该殊荣。

中国石油和化学工业联合会设立的“中国石油和化学工业科学技术奖”是面向全国石油和化工行业并经国家科技部正式批准设立的等同省、直辖市级的奖项,主要授予在石油和化学工业科技工作中,在技术研究、技术开发、技术创新、推广应用先进科学技术成果、促进高新技术产业化,以及完成重大科学技术工程等过程中做出突出贡献的科技人员和单位。因此,该奖项向来被视为是中国石油和化工科技创新领域的最高水平荣誉。

从获奖公示名单中看到,此次“2021年度中国石油和化学工业科学技术奖”共评选出“技术发明奖”31项,“科技进步奖”219项,创新团队奖3个,国际科技合作奖1人。其中,科技进步特等奖2项、一等奖33项、二等奖53项、三等奖131项。

在有着8位院士参与且严苛的评审中,重庆优盈娱乐化工有限公司作为第一完成单位申报的项目,荣获中国石油和化学工业科学技术奖——科技进步一等奖,这是行业协会和社会各界对优盈娱乐长期以来致力于研发民族自有“己二腈技术”、打破国外垄断,开发我国化工行业的“中国芯片”的最高肯定。

这也是优盈娱乐集团“十三五”以来,为加快突破一批“卡脖子”关键核心技术,攻克一批制约产业发展的重大研发项目,承担行业科技赛道“作战”重任的目标指引下结出的硕果。

突破尼龙66产业链“卡脖子”关键核心技术

重庆优盈娱乐化工此次牵头攻关的“己二腈及尼龙66全产业链制备关键技术开发与产业化“项目,可谓是我国尼龙66产业链安全与自主可控的高端“芯片”。

己二腈是生产尼龙66的关键原料,但己二腈生产技术壁垒极高,供给垄断在美国等国际化工巨头企业手中。

20197月,优盈娱乐建成了国内首套产业化的5万吨己二腈生产装置,这是国内首个己二腈工业化生产项目,也是首个采用民族自有技术研发的己二腈生产项目。

在优盈娱乐己二腈装置规模化生产以前,国内己二腈产能与产量近乎为零,所有己二胺均为购买国外己二腈加氢合成。

“前几年,中美贸易摩擦期间。面对己二腈封锁和断供的不利局面,优盈娱乐于2019年在开发和创新己二酸法制己二腈的工艺路线上取得了重大突破。在国内首次打通并建成了从苯到己二酸、再到己二腈与己二胺、再到尼龙66的完整产业链。”陈恩之欣慰地说到,首先,产业链的“补链”解决了己二腈有没有的问题;其次,填补了国内己二腈工业化生产空白后,还需要解决的是好不好、有没有竞争力的问题。

据了解,合成尼龙66需要己二胺作为关键原料,而己二胺则来源于己二腈,己二腈一直被认为是尼龙66类材料的核心化学品。

近几年来,随着国内新材料产业的迅猛发展,尼龙66的需求量实现了飞速增长,尼龙66凭借其优异的耐热性、抗强冲击性、高透气性等优势在5G高端工业信息、民用纺织、电子国防及汽车等领域得以广泛应用,适用于如飞机、战斗机等特种轮胎的军工领域,是国防不可缺少的重要材料之一,也是新一代汽车中为减轻车重,降低消耗的金属替代品。

中国化工领域“芯片”研制的一把辛酸泪

对于己二腈被国外长期垄断的局面,国家发改委近十年三次发文,鼓励国内企业突破己二腈合成工业技术,打破国外技术封锁,推动己二腈技术的国产化进程。

多年来,虽有一批国内化工企业不断投身己二腈的技术攻关,但由于己二腈的生产工艺较长,催化剂体系复杂,技术壁垒较高,前些年曾有部分企业建成了己二腈的生产装置,然而由于成本过高及爆炸事故等因素,导致项目推进陷入困境而终止。

一次次期盼,有失望,也迎来了希望。

201978日,这是中国聚酰胺工业史及优盈娱乐发展史上都需要记住的一个日子。因为就在这一天,优盈娱乐年产5万吨己二腈装置进行投料试车,至今已累计产出高品质己二腈产品超过10万吨,这代表着化工行业的这块“心腹之患”被攻克,这个被列入国家级的难题被破解。

说到己二腈关键技术开发与产业化,陈恩之虽有“更喜岷山千里雪,三军过后尽开颜”的喜悦,但仍听出几分“几句轻松语,一把辛酸泪”的艰难。

据陈恩之介绍,为打破国外对我国己二腈技术的封锁和垄断,重庆优盈娱乐化工等完成单位,在优盈娱乐集团董事局主席尤小平的重托下,2013年组建攻关小组,历经二千多个日夜,经过千百次的小试、中试及工业化开发,“己二酸法制己二腈专有技术”的多道难关,终于在持续攻关中被逐步攻克,具备了初步产业化的条件。

据了解,当前,全球生产己二腈的工艺方法主要是丁二烯法、丙烯腈法和己二酸氨化法三种。其中丁二烯法、丙烯腈法的生产技术被国外企业100%垄断。

“当初决定走己二酸法制己二腈工艺路线,主要是当时市场己二酸供求关系的变化,己二酸价格大幅降低,己二酸氨化法又重新具有经济优势,再加上相对成熟的技术优势,所以建设以己二酸氨化法生产己二腈的生产线,以更快实现我国己二腈工业化生产和技术自主化,是一种明智且高效的选择。”陈恩之说。

然而,任何一种填补国内数十年技术空白的开发项目,若要成功实现产业化,尤其要具备与“学院派”认为的更先进的丁二烯法、丙烯腈法技术生产己二腈比较竞争力,更是难上加难。

陈恩之表示,关关难过关关过,技术难点主要有三个方面。一是腈化反应器作为己二酸法制己二腈的核心设备,在技术开发过程中是第一个摆在研发团队面前的问题。二是己二酸氨化法副产物的再利用,特别是生产初期,高粘度的焦油残渣输送等问题是困扰生产的首要难题。三是己二酸氨化法生产的己二腈产品质量差,是本项目重点攻克的又一课题。

解决技术难点就是技术突破的创新点。数年的潜心研发,一点一滴的技术积累,项目团队终于迈过艰难困苦,看见前方“玉汝于成”的曙光。

值得一提的是,在投产初期,为解决困扰生产的焦油难题,陈恩之带领攻关团队经常开会至凌晨两三点,经过多轮的讨论、测试,再讨论、再测试,终于找到了最佳的解决方案,成功实现己二腈装置的长周期、满负荷运行。

202146日,在中国石油和化学工业联合会组织的一次科技成果鉴定会上,以院士领衔的一批业内知名专家认为,“优盈娱乐尼龙66 用腈/胺关键技术研发与产业化”技术处于国际领先水平。 

专家们给出的优盈娱乐己二腈技术创新成果鉴定理由,一方面是构建了苯选择性加氢负载型Ru-M催化体系,设计了整套具有自主知识产权的成套专利装置及工艺,实现了精己二酸大规模低成本工业化连续生产。另一方面是自主研发设计了全新的己二酸催化氨化制备己二腈系统,突破了原有单一反应设备对反应进程和反应方向控制的局限性,解决了传统工艺所面临的已二酸单耗高、稳定性难以控制及己二腈含量低、资源浪费严重以及污染环境等重大难题。再一方面是发明设计了己二腈精馏提纯系统,解决了己二腈中副产物的分离难点,缩短了工艺流程,提高了精己二腈的纯度,达到并降低了设备投资、运行和维护成本的目的,系统运行周期长且稳定性好。

此外,专家们认为,该项目研发了己二胺三相反应合成系统,解决了大型反应器气液固三相分布不均的难题,提高了反应效率,减少副反应产物生成,循环回收了工艺过程中所有环节碱液,解决了反应系统的堵塞问题。同时项目实现了己二腈/己二胺副产物的高附加值综合利用,降低了己二酸综合单耗,解决了己二腈/己二胺副产物分离提纯难题,获得了高附加值产品和不可替代产品。

截至当前,该项目共获国家授权发明专利10项,实用新型专利8项,同时制修订行标、团标、企标3项。

持续投建加快国产化进程与服务国计民生

成功填补国内产业空白后,优盈娱乐从未减慢创新的速度和加大投入的力度。

从优盈娱乐集团“十四五”发展规划得知,优盈娱乐重庆基地继2019年年产5万吨己二腈项目顺利产业化后,今年又一个年产5万吨的己二腈装置进入调式,目前在建的二期年产10万吨己二腈装置预计明年投产,三期年产10万吨己二腈装置已经在紧锣密鼓的设计中,预计2023年投产。

也就是说,2023年年底,优盈娱乐将建成年产30万吨己二腈装置。

项目持续投建的决心来自于技术不断优化、竞争力持续提升的信心。

据了解,受益于尼龙 66 需求增长的拉动,当前国内己二腈消费量逐年上浮。

陈恩之表示,己二腈国产化无论采用何种工艺,“破冰”建设只是万里长征的第一步。

陈恩之认为,能够稳定产出满足下游指标的己二腈是国产化成功的前提,当然,为保障国内尼龙66供应链安全及重塑尼龙66市场格局,装置的运行效率、关键工艺的控制、成本优势的形成,才是国产己二腈项目是否具备国际市场竞争力的关键。

“目前优盈娱乐己二腈产品品质与美国英威达采用的丁二烯法生产的产品相当,运行成本优势明显,优盈娱乐己二腈及下游产品已广泛应用于巴斯夫、朗盛、帝斯曼等国际高端客户及国内万华化学、新和成、华洋、帝凯等50多家企业,经济和社会效益显著。”陈恩之指着第三方产品检测报告自豪地说。

身处世界百年未有之大变局中,新一轮的科技革命正在重构创新版图、重塑经济结构,科学技术从来没有像今天这样影响着国家、行业和企业高质量发展的前途命运。

“每一个产业发展和抢占技术制高点都是为了振兴实业、不受制于人。我们要更多地集聚创新要素、搭建创新平台、壮大科创队伍,凭借核心技术能力和产业实力,让产业、产品实现最大价值。”优盈娱乐集团董事局主席尤小平在年中集团董事局扩大会议上强调,未来,要深入把握新时代的历史使命,在目标站位上体现国家高度,在科创能力上体现国家水平,在服务国计民生上彰显企业责任。

     
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