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行业资讯 行业动态 2022年石化联合会获奖项目巡展:突破科技瓶颈,推动化工新材料高端化差异化
2022年石化联合会获奖项目巡展:突破科技瓶颈,推动化工新材料高端化差异化
  发布日期:2023-02-28

“双碳”目标下,化石能源需要转型发展,新能源及新能源技术成为未来主要趋势,这必然对化工新材料提出了更高的要求。与此同时,我国经济面临产业转型升级,正由制造业大国向制造业强国挺进,都需要化工新材料做好充分保障。

化工新材料性能优异、功能性强、技术含量高,是化学工业技术的重要代表之一,属于我国战略新兴产业范畴,在众多尖端领域发挥着重要作用。

在此背景下,化工新材料产业发展要求不断提高,需要实现更大的进步与科技瓶颈突破,推动化工新材料高端化差异化。接下来,在2022年度中国石油和化学工业联合会科学技术奖获奖项目中,此类优秀的项目有:

#1高端聚苯硫醚制造关键技术创新及产业化

聚苯硫醚(PPS)是第一大特种工程塑料,项目实施前,国内缺乏高性能树脂生产技术,只能生产低端树脂,高端市场被国外企业长期垄断,下游改性应用则因缺乏高性能树脂而无法取得突破,严重制约了我国5G、汽车、电子等产业的发展。

针对以上现状,浙江新和成特种材料有限公司与浙江大学合作,以高效缩聚反应助剂开发、结构和端基精准调控为目标,以下游应用需求为导向,相继突破了高效缩聚助剂的创制与应用、端基与聚合链增长调控等高性能PPS树脂制备的“卡脖子”关键技术,打破了国外技术封锁,成功实现了高耐热纤维级PPS、低氯高流动注塑级PPS、高端基活性合金级PPS、高耐热挤出及薄膜级PPS等系列高性能PPS树脂的产业化,保障了国内PPS工程塑料的供应安全,对促进下游产业高质量快速发展具有重要意义。

经鉴定项目总体技术达到国际先进水平,自主创新的缩聚助剂等技术处于国际领先水平。项目已获授权专利30件(含国际发明专利11件),参与制订国家标准2项。

系列高性能PPS树脂的成功生产打破了国外企业对高端市场的垄断,使浙江新和成特种材料有限公司成为国内第一、全球著名的PPS生产商。项目的实施保障了国内PPS的供应安全,对我国制造业转型升级、打造浙江省“三大科创高地”做出了重要贡献。近三年项目新增销售20.60亿元,利润4.98亿元,出口创汇1.14亿美元,取得了良好的经济和社会效益。

(该成果获2022年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖,主要完成单位:浙江新和成特种材料有限公司等;主要完成人:陈志荣、李沃源、周贵阳等)

#2绿色环保轻量化车用聚丙烯关键技术及工业应用

该项目聚焦“双碳”政策和国内消费升级,针对占全球CO2排放总量14%的汽车行业的节能减排以及健康车内空气质量迫切需求,依托中国石化聚丙烯产业和技术优势,“大兵团”攻关绿色环保汽车轻量化聚丙烯材料产业化技术。以车用高端聚丙烯为研发目标,从绿色、环保、安全和轻量化入手,进行了从原料、催化剂、聚合工艺、助剂、加工到应用的全产业链条科研攻关,通过“产销研”3家单位协同攻关形成了绿色环保轻量化聚丙烯树脂关键核心技术。开发的聚丙烯新产品具有高流动、高抗冲、高刚性、长效低VOC、长效低气味、长服役周期以及长期耐老化(简称“三高四长”)等独特优点,累积产销18.28余万吨,新增销售额16.49余亿元,新增利润3.38余亿元,相关制件已应用于大众、丰田、福特、长城、北汽等多家知名车企,具有显著的经济和社会效益,对提升我国车用材料高质量发展、助力“双碳”战略目标具有重要的意义。

该项目探明了挥发性有机物在材料中多阶释放的动力学和热力学机理,基础研究支撑新产品开发;开发了国际先进的VOC溯源调控技术,发明了VOC抑制复合助剂、耐长期老化功能母粒及VOC高效脱除技术;开发了绿色环保型汽车轻量化聚丙烯树脂产业化制备技术,实现在2种工艺聚丙烯工业化装置在线调控稳定化生产;开发了绿色环保汽车轻量化聚丙烯复合材料制备技术,实现在多家知名车企多种汽车制件的应用。

(该成果获2022年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖,主要完成单位:中石化(北京)化工研究院有限公司等;主要完成人:康鹏,林龙,郭明海等)

#3高性能聚乙烯管材树脂生产新技术

针对我国高等级聚乙烯管材料全部依赖进口的困局,项目组从聚乙烯管材料聚集态结构的认识和分子参数调控方法出发,建立了聚乙烯管材料产品结构模型及固体核磁共振产品等级快速评判方法,指导高性能聚乙烯管材料的开发。发明了载体复合和活性组分复合的“双复合”催化剂结构,催化剂制备技术成功工业化;开发了稳定流态化、双级高效脱挥等系列技术,解决了高沸点共聚单体带来的复杂工程化难题,形成了包括催化剂制备技术和聚合反应工程技术在内的具有自主知识产权的聚乙烯高等级管材料生产新技术。累计生产催化剂193吨、高等级管材料244.29万吨,新增产值48.08亿元,新增利润4.22亿元。成功开发了PE100产品(YGH041T)和PE100RC产品(YGH041TRC)两款高等级管材专用料,产品耐慢速裂纹增长性能大幅提高,分别达到1189 h和10000 h。产品一次通过国际质量体系认证, YGH041T成为国内首个通过PE100分级认证的管材专用料,产品出口海外。装置生产能力大于32000 kg/h,运行周期由设计值60天提升至270天,设备检维修量大幅下降,运行水平居国内领先。尤其要指出的是,开发的PE100RC管材料彻底改变我国大口径燃气管材料完全依赖国外的局面,使我国聚乙烯行业首次拥有国产高端管材料制备技术,成果受到国际同行的关注和好评。

(该成果获2022年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖,主要完成单位:浙江大学等;主要完成人:王靖岱,历伟,黄飞等)

#4有机-无机杂化硅微孔膜制备关键技术及应用

我国水资源短缺形势十分严峻,严重地制约着经济社会的发展。膜分离技术已成为解决人类面临的水资源、环境等领域重大问题的共性技术之一。为了实现有机溶剂/水及盐/水的高效分离,发展高性能微孔分离膜是亟需解决的问题。

制约微孔分离膜技术在有机溶剂回收与盐水分离领域应用的主要因素包括:分离膜材质的局限性。现有的有机膜和无机膜受膜材料固有理化性质限制,分别面临运行稳定性低和制备成本高的难题;分离膜涂覆技术的局限性。现有微孔分离膜通常采用浸渍-提拉、擦涂等方式涂覆,面临着难以可控制备和规模化生产的挑战;膜结构调控方法的局限性。针对不同分子尺度的分离,缺乏简单有效的膜结构精密调节技术,难以实现应用过程中的高性能化。

围绕上述关键共性问题,该项目完成单位基于国家自然科学基金、江苏省科技成果转化专项资金等项目支持,面向国家重大需求和人民生命健康,形成了粒径可控的硅溶胶合成技术、超薄无缺陷分离膜制备技术和微结构可控的膜孔道改性技术等核心技术成果,并广泛推广应用。取得了如下创新成果:

提出了酸碱交替催化和溶剂逐步置换技术,形成了粒径可控的硅溶胶合成技术,实现了溶胶粒径1-400nm尺度范围内的精密调节,为具有梯度孔结构的超薄无缺陷分离膜制备奠定了基础。开发了超声雾化热喷涂技术,实现了厚度为50-200nm超薄无缺陷分离膜的精密构筑,并保证了规模化生产中膜的完整性和均一性。发明了盐酸蒸汽和臭氧水溶液孔道改性技术,实现了膜有效孔径埃米尺度的原位微缩和微扩,显著提高了溶剂回收和盐水分离应用中膜的选择性和渗透通量。

项目技术在中石化南京化工研究院有限公司、南京扬子石油化工设计工程有限公司、江苏易简环保科技有限公司等30多家企业推广应用,近三年累计新增产值6.12亿元,累计处理含盐废水400万吨以上,回收减排有机溶剂超过17600吨,解决了石油化工、环保等行业溶剂资源化利用难的问题,边远军区和乡村吃水难的问题。项目产品入选2020年《全国水利系统招标产品重点采购目录》。2022年技术成果通过了中国石油和化学工业联合会的科技成果鉴定:成果整体达到国际先进水平,其中膜孔结构和表面性质调控技术处于国际领先水平。

(该成果获2022年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖,主要完成单位:常州大学等;主要完成人:钟璟,徐荣,沈敏等)

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