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    高性能合成材料添彩國計民生

    時間:2016-06-07 13:34:50

    合成橡膠、合成樹脂、合成纖維通稱為三大合成高分子材料,是國計民生不可缺少的主要材料,也是國防工業的重要戰略物資。中國石油一直把高性能合成材料開發作為煉化業務調結構的重要抓手,依靠聚烯烴產品開發重大科技專項支持創新,支撐化工業務提質增效。
    合成橡膠:  從填補國內空白走向高端定制化
    我國合成橡膠工業生產始于20世紀50年代末期,目前裝置能力、年生產量、消費量均位居世界第一。其市場是世界上最具活力的合成橡膠市場,在汽車、信息、航空航天、醫療衛生及生活用品等方面有廣泛應用。年產126萬噸,占國內總產能21%的中國石油在合成橡膠工業發展進程中,發揮了舉足輕重的作用:中國第一塊丁苯橡膠和第一塊丁腈橡膠誕生于蘭州石化,第一塊乙丙橡膠誕生于吉林石化。如今,中國石油合成橡膠關鍵技術,整體研發實力和自主創新能力都迅速提升,成為世界第三大合成橡膠供應商。
    成套技術和環?;_發奠定行業強者地位。“十二五”期間,中國石油合成橡膠整體技術水平獲突破,合成橡膠試驗基地順利運行,業務發展及技術創新能力進一步提高。自主開發的20萬噸/年乳聚丁苯橡膠、5萬噸/年丁腈橡膠、1.5萬噸/年稀土順丁橡膠、15萬噸/年鎳系順丁橡膠等成套技術已分別用于裝置建設。溶聚丁苯橡膠突破了數項核心技術,短短3年產品年銷量由3000噸升至4萬噸,實現達產全銷。環保乳聚丁苯和溶聚丁苯橡膠推進了國內輪胎產業的升級,實現為國際知名輪胎企業高端定制化生產,提升了中國石油合成橡膠的市場份額和國際知名度。
    丁腈橡膠成為市場王牌。丁腈橡膠因優異的耐油耐溶劑性被廣泛用于油封、膠管、油田等領域。中國石油開發了低、中、中高、高結合腈4個系列10個牌號產品,環保丁腈打破國際貿易壁壘,丁腈橡膠系列新產品市場占有率由15%提高到44%。在行業平均開工率不足70%的情況下,中國石油丁腈橡膠裝置滿負荷生產,鞏固了行業領導地位。
    聚烯烴:  重大專項攻關為新產品開發奠定基礎
    聚烯烴是合成樹脂的一大類。中國石油成功開發出142個牌號近400萬噸聚烯烴新產品,優化了裝置產品結構,打造了PA14D、GC100S等知名品牌,品牌化達到44.8%。
    聚烯烴催化劑和共聚單體的開發實現重大突破。中國石油開發出聚丙烯催化劑PSP-01、聚乙烯催化劑PGE-101、JM-1等具有自主知識產權的高性能聚烯烴催化劑,實現零的突破,在撫順石化、大連石化等實現了工業應用。采用自主技術新建2萬噸/年己烯-1裝置,生產出純度達99.2%以上的己烯 -1共聚單體產品,主要技術指標達到國際先進,為公司生產高附加值聚乙烯產品創造了條件。
    開發燃氣管專用料占領市場制高點。“十二五”期間,中國石油通過分子設計,實現管材高耐壓等級的結構特點及分子調控方向,形成了地暖管、超高分子量聚乙烯管等的生產技術工藝包,累計生產承壓水管專用料超過200萬噸,生產燃氣管料3.8萬噸,占領了國內塑料管材的高端市場。
    車用聚烯烴開發促進汽車輕量化。汽車工業不僅要求合成材料具備環保、翹曲變形小、優異的剛韌平衡性、成型周期短等高性能,而且要求材料單一化,減少應用牌號。中國石油開發出汽車保險杠和汽車油箱專用料,形成低氣味聚烯烴產品生產技術,開發的低氣味SP179得到金發科技和普利特公司的認可。
    聚烯烴清潔化生產技術實現突破,填補國內醫用料、電纜料等領域空白;形成無規共聚聚丙烯和超潔凈生產技術,醫用聚烯烴研究開發獲突破性進展:成功開發了系列醫用聚烯烴產品,粒料符合生物安全性要求,達到醫用包裝材料的使用要求,取得醫藥包材注冊生產許可證
    高性能聚酯及碳纖維:  滿足國計民生和國家重大戰略需求
    21世紀以來,隨著常規聚酯生產技術的不斷國產化,技術和市場競爭日益激烈。中國石油以開發差別化聚酯切片作為企業競爭生存發展方向,開發滿足包裝、環境衛生等特殊領域需求的非纖維用聚酯。其中熱灌裝瓶級和PETG共聚酯先后被評為中國石油自主創新重要產品。
    高性能共聚酯生產技術步入國際先進行列。“十二五”期間,僅遼陽石化形成10余種系列聚酯新產品和聚合單體生產技術。其中PETG共聚酯實現重大突破,開發的成套技術首次在10萬噸/年聚酯裝置上應用,打破了國外壟斷,實現從空白到國際先進的跨越,成為世界第三家PETG共聚酯生產企業。繼PETG 共聚酯之后開發的光學膜聚酯新產品也獲突破性進展,在國內獲得一定發展空間。
    碳纖維是近年來國家重點發展的領域,中國石油經過數十年自主開發出碳纖維及原絲生產成套技術,建成百噸級工業裝置,產品滿足了國防軍工急需。開發出采油用碳纖維抽油桿和配套工具的制備技術,可滿足油田深井、超深井、腐蝕井使用要求。
    盡管依然在追趕,但無論是高附加值聚烯烴新產品,還是環?;δ芑盗行虏牧?,中國石油“十二五”形成的合成材料新技術,正源源不斷地惠及國計民生,也將是“十三五”及今后研究開發的重點方向。
    權威點評  科技創新促進成果轉化創效
    □中國科學院化學研究所研究員 胡友良
    聚烯烴是產量和消費量最高的合成材料。2015年年底,中國石油聚烯烴總產能為810萬噸/年,“十二五”期間增長了36%。這些可喜的業績得益于中國石油聚烯烴產業沿著“產、銷、研、學、用”五位一體的路子,以科技創新為龍頭,研發成果及時向產業轉化,開發出一系列性能優、銷路廣、效益好的新產品,并做好用戶的后續技術支撐服務,形成良性循環。尤其是聚烯烴催化劑的開發引導了聚烯烴工業的技術進步。
    “十二五”期間,中國石油聚烯烴催化劑的開發和工業應用實現了零的突破。先后進行7個品種催化劑的中試及工業應用,開發出多種聚烯烴新產品,并迅速實現產業化。高性能共聚單體原料的開發也是聚烯烴技術進步的重要環節,共聚單體己烯-1成套生產技術已完成開發并建成2萬噸/年的工業化裝置,在高端聚烯烴開發中發揮了積極作用。
    亮點技術  1聚烯烴催化劑技術
    中國石油自主開發的3種聚烯烴催化劑在工業裝置上成功應用。首次合成“非塑化劑”型內給電子體,實現工業放大生產,達國際領先水平;開發出梯級控溫、多級結晶、高效載鈦的組合催化劑制備工藝,研制出氫調敏感、共聚性能好、低毒害型高效聚丙烯催化劑PSP-01。通過引入新的給電子體化合物,采用組合制備工藝,開發出活性高、顆粒形態好、堆積密度高、細粉含量低的催化劑PGE-101。開發出高性能聚乙烯催化劑JM-1,可用于淤漿聚乙烯裝置生產高密度聚乙烯。
    2己烯-1生產成套技術
    中國石油首創三聚法釜式反應工藝,開發出具有完全自主知識產權的集“催化劑—設備—工藝”于一體的己烯-1成套技術,成為全球第三個擁有該技術的企業。采用該技術,2008年在大慶石化建成投產5000噸/年己烯-1工業示范裝置,2014年在獨山子石化建成投產2萬噸/年己烯-1工業生產裝置,生產出高質量產品,并在下游聚乙烯裝置上成功應用,主要技術指標達到國際先進水平。
    3 溶聚丁苯橡膠SSBR
    利用中國石油環保型橡膠填充油資源,開發出環烷基環保型充油溶聚丁苯橡膠SSBR2564S、2557S。該產品具有高乙烯基含量,低玻璃化轉變溫度,更好的抗濕滑性及低滾阻性,可滿足歐盟標簽法規的高性能輪胎生產要求,符合綠色輪胎行業發展趨勢。環保型溶聚丁苯橡膠產品通過多家輪胎生產企業應用評價,生產的輪胎經過國際環保組織彎曲質子測試及德國TUV檢測機構抗濕滑和噪聲檢測,并在國內進行了滾動阻力檢測。結果表明,中國石油環保型溶聚丁苯橡膠達到歐盟REACH法規的環保要求。
    4 環?;夹g平臺
    適應歐盟REACH法案要求,開發出環?;榫鄱”较鹉z平臺技術,開發出環保型橡膠填充油NAP-10,升級傳統乳聚丁苯橡膠和丁腈橡膠生產技術,掀開中國石油生產不含有害物質的乳聚丁苯橡膠、溶聚丁苯橡膠和丁腈橡膠新的一頁,實現為國際知名輪胎企業定制化生產。解決傳統工藝乳聚丁苯橡膠生產中磷超標問題,釋放充油膠產能,豐富了裝置牌號。開發出環保丁腈橡膠平臺技術,NBR3305E和NBR2907E兩個牌號實現量產,開創國內丁腈橡膠環?;群?,引領國內技術發展方向。
    創新感悟  科研需貼近用戶貼近市場
    □烯烴聚合催化劑及聚烯烴新產品開發團隊
    聚丙烯催化劑項目組通過研究攻關,經歷多次失敗后終于研發出新型的環境友好型有機化合物作為給電子體,突破國內外公司專利壁壘,形成具有完全自主知識產權的原始創新技術,并進一步研制形成完整的聚丙烯催化劑PSP-01技術。PE100級聚乙烯壓力管材專用料JHMGC100S攻關團隊通過改進抗氧體系助劑加入方式解決了試生產過程中存在的氧化誘導期不穩定問題。產品投放市場后,及時開展市場走訪工作,根據用戶意見持續改進產品質量。
    對標高端實現高效回報
    □合成橡膠新產品開發團隊
    面對天然橡膠可替代性壓力和溶聚丁苯快速發展的壓力,團隊明確了環?;?、高端化、定制化的研發發展方向。選擇高端標志性企業,確定難度大、技術含量高、附加值高的產品為目標,開展技術攻關,在高端產品生產規?;?、應用廣泛化上推進,使研發增效成果最大化。溶聚丁苯橡膠團隊解決了環烷基環保油與溶聚丁苯橡膠相容性等技術難點,成功采用中國石油自產的克拉瑪依環烷基環保型填充油生產出合格的環保型溶聚丁苯橡膠產品。

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