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    高性能 合成材料添彩国计民生

    时间:2016-06-07 13:34:50

    合成橡胶、合成树脂、合成纤 维通称为三大合成高分子材料,是国计 民生不可缺少的主要材料,也是国 防工业的重要战略物资。中国石 油一直把高性能合成材料开发作为炼化业务调结构的重要抓手,依靠聚 烯烃产品开发重大科技专项支持创新,支撑化 工业务提质增效。
    合成橡胶:  从填补 国内空白走向高端定制化
    我国合 成橡胶工业生产始于20世纪50年代末期,目前装置能力、年生产量、消费量 均位居世界第一。其市场 是世界上最具活力的合成橡胶市场,在汽车、信息、航空航天、医疗卫 生及生活用品等方面有广泛应用。年产126万吨,占国内总产能21%的中国 石油在合成橡胶工业发展进程中,发挥了 举足轻重的作用:中国第 一块丁苯橡胶和第一块丁腈橡胶诞生于兰州石化,第一块 乙丙橡胶诞生于吉林石化。如今,中国石 油合成橡胶关键技术,整体研 发实力和自主创新能力都迅速提升,成为世 界第三大合成橡胶供应商。
    成套技 术和环保化开发奠定行业强者地位。“十二五”期间,中国石 油合成橡胶整体技术水平获突破,合成橡 胶试验基地顺利运行,业务发 展及技术创新能力进一步提高。自主开发的20万吨/年乳聚丁苯橡胶、5万吨/年丁腈橡胶、1.5万吨/年稀土顺丁橡胶、15万吨/年镍系 顺丁橡胶等成套技术已分别用于装置建设。溶聚丁 苯橡胶突破了数项核心技术,短短3年产品年销量由3000吨升至4万吨,实现达产全销。环保乳 聚丁苯和溶聚丁苯橡胶推进了国内轮胎产业的升级,实现为 国际知名轮胎企业高端定制化生产,提升了 中国石油合成橡胶的市场份额和国际知名度。
    丁腈橡 胶成为市场王牌。丁腈橡 胶因优异的耐油耐溶剂性被广泛用于油封、胶管、油田等领域。中国石油开发了低、中、中高、高结合腈4个系列10个牌号产品,环保丁 腈打破国际贸易壁垒,丁腈橡 胶系列新产品市场占有率由15%提高到44%。在行业 平均开工率不足70%的情况下,中国石 油丁腈橡胶装置满负荷生产,巩固了行业领导地位。
    聚烯烃:  重大专 项攻关为新产品开发奠定基础
    聚烯烃 是合成树脂的一大类。中国石油成功开发出142个牌号近400万吨聚烯烃新产品,优化了装置产品结构,打造了PA14D、GC100S等知名品牌,品牌化达到44.8%。
    聚烯烃 催化剂和共聚单体的开发实现重大突破。中国石 油开发出聚丙烯催化剂PSP-01、聚乙烯催化剂PGE-101、JM-1等具有 自主知识产权的高性能聚烯烃催化剂,实现零的突破,在抚顺石化、大连石 化等实现了工业应用。采用自主技术新建2万吨/年己烯-1装置,生产出纯度达99.2%以上的己烯 -1共聚单体产品,主要技 术指标达到国际先进,为公司 生产高附加值聚乙烯产品创造了条件。
    开发燃 气管专用料占领市场制高点。“十二五”期间,中国石 油通过分子设计,实现管 材高耐压等级的结构特点及分子调控方向,形成了地暖管、超高分 子量聚乙烯管等的生产技术工艺包,累计生 产承压水管专用料超过200万吨,生产燃气管料3.8万吨,占领了 国内塑料管材的高端市场。
    车用聚 烯烃开发促进汽车轻量化。汽车工 业不仅要求合成材料具备环保、翘曲变形小、优异的刚韧平衡性、成型周期短等高性能,而且要求材料单一化,减少应用牌号。中国石 油开发出汽车保险杠和汽车油箱专用料,形成低 气味聚烯烃产品生产技术,开发的低气味SP179得到金 发科技和普利特公司的认可。
    聚烯烃 清洁化生产技术实现突破,填补国内医用料、电缆料等领域空白;形成无 规共聚聚丙烯和超洁净生产技术,医用聚 烯烃研究开发获突破性进展:成功开 发了系列医用聚烯烃产品,粒料符 合生物安全性要求,达到医 用包装材料的使用要求,取得医 药包材注册生产许可证
    高性能聚酯及碳纤维:  满足国 计民生和国家重大战略需求
    21世纪以来,随着常 规聚酯生产技术的不断国产化,技术和 市场竞争日益激烈。中国石 油以开发差别化聚酯切片作为企业竞争生存发展方向,开发满足包装、环境卫 生等特殊领域需求的非纤维用聚酯。其中热灌装瓶级和PETG共聚酯 先后被评为中国石油自主创新重要产品。
    高性能 共聚酯生产技术步入国际先进行列。“十二五”期间,仅辽阳石化形成10余种系 列聚酯新产品和聚合单体生产技术。其中PETG共聚酯实现重大突破,开发的 成套技术首次在10万吨/年聚酯装置上应用,打破了国外垄断,实现从 空白到国际先进的跨越,成为世界第三家PETG共聚酯生产企业。继PETG 共聚酯 之后开发的光学膜聚酯新产品也获突破性进展,在国内 获得一定发展空间。
    碳纤维 是近年来国家重点发展的领域,中国石 油经过数十年自主开发出碳纤维及原丝生产成套技术,建成百吨级工业装置,产品满 足了国防军工急需。开发出采油用碳纤维抽油杆和配套工具的制备技术,可满足油田深井、超深井、腐蚀井使用要求。
    尽管依然在追赶,但无论 是高附加值聚烯烃新产品,还是环 保化功能化系列新材料,中国石油“十二五”形成的 合成材料新技术,正源源 不断地惠及国计民生,也将是“十三五”及今后 研究开发的重点方向。
    权威点评  科技创 新促进成果转化创效
    □中国科 学院化学研究所研究员 胡友良
    聚烯烃 是产量和消费量最高的合成材料。2015年年底,中国石 油聚烯烃总产能为810万吨/年,“十二五”期间增长了36%。这些可 喜的业绩得益于中国石油聚烯烃产业沿着“产、销、研、学、用”五位一体的路子,以科技创新为龙头,研发成 果及时向产业转化,开发出一系列性能优、销路广、效益好的新产品,并做好 用户的后续技术支撑服务,形成良性循环。尤其是 聚烯烃催化剂的开发引导了聚烯烃工业的技术进步。
    “十二五”期间,中国石 油聚烯烃催化剂的开发和工业应用实现了零的突破。先后进行7个品种 催化剂的中试及工业应用,开发出 多种聚烯烃新产品,并迅速实现产业化。高性能 共聚单体原料的开发也是聚烯烃技术进步的重要环节,共聚单体己烯-1成套生 产技术已完成开发并建成2万吨/年的工业化装置,在高端 聚烯烃开发中发挥了积极作用。
    亮点技术  1聚烯烃催化剂技术
    中国石油自主开发的3种聚烯 烃催化剂在工业装置上成功应用。首次合成“非塑化剂”型内给电子体,实现工业放大生产,达国际领先水平;开发出梯级控温、多级结晶、高效载 钛的组合催化剂制备工艺,研制出氢调敏感、共聚性能好、低毒害 型高效聚丙烯催化剂PSP-01。通过引 入新的给电子体化合物,采用组合制备工艺,开发出活性高、颗粒形态好、堆积密度高、细粉含量低的催化剂PGE-101。开发出 高性能聚乙烯催化剂JM-1,可用于 淤浆聚乙烯装置生产高密度聚乙烯。
    2己烯-1生产成套技术
    中国石 油首创三聚法釜式反应工艺,开发出 具有完全自主知识产权的集“催化剂—设备—工艺”于一体的己烯-1成套技术,成为全 球第三个拥有该技术的企业。采用该技术,2008年在大 庆石化建成投产5000吨/年己烯-1工业示范装置,2014年在独 山子石化建成投产2万吨/年己烯-1工业生产装置,生产出高质量产品,并在下 游聚乙烯装置上成功应用,主要技 术指标达到国际先进水平。
    3 溶聚丁苯橡胶SSBR
    利用中 国石油环保型橡胶填充油资源,开发出 环烷基环保型充油溶聚丁苯橡胶SSBR2564S、2557S。该产品 具有高乙烯基含量,低玻璃化转变温度,更好的 抗湿滑性及低滚阻性,可满足 欧盟标签法规的高性能轮胎生产要求,符合绿 色轮胎行业发展趋势。环保型 溶聚丁苯橡胶产品通过多家轮胎生产企业应用评价,生产的 轮胎经过国际环保组织弯曲质子测试及德国TUV检测机 构抗湿滑和噪声检测,并在国 内进行了滚动阻力检测。结果表明,中国石 油环保型溶聚丁苯橡胶达到欧盟REACH法规的环保要求。
    4 环保化技术平台
    适应欧盟REACH法案要求,开发出 环保化乳聚丁苯橡胶平台技术,开发出 环保型橡胶填充油NAP-10,升级传 统乳聚丁苯橡胶和丁腈橡胶生产技术,掀开中 国石油生产不含有害物质的乳聚丁苯橡胶、溶聚丁 苯橡胶和丁腈橡胶新的一页,实现为 国际知名轮胎企业定制化生产。解决传 统工艺乳聚丁苯橡胶生产中磷超标问题,释放充油胶产能,丰富了装置牌号。开发出 环保丁腈橡胶平台技术,NBR3305E和NBR2907E两个牌号实现量产,开创国 内丁腈橡胶环保化先河,引领国 内技术发展方向。
    创新感悟  科研需 贴近用户贴近市场
    □烯烃聚 合催化剂及聚烯烃新产品开发团队
    聚丙烯 催化剂项目组通过研究攻关,经历多 次失败后终于研发出新型的环境友好型有机化合物作为给电子体,突破国 内外公司专利壁垒,形成具 有完全自主知识产权的原始创新技术,并进一 步研制形成完整的聚丙烯催化剂PSP-01技术。PE100级聚乙 烯压力管材专用料JHMGC100S攻关团 队通过改进抗氧体系助剂加入方式解决了试生产过程中存在的氧化诱导期不稳定问题。产品投放市场后,及时开 展市场走访工作,根据用 户意见持续改进产品质量。
    对标高 端实现高效回报
    □合成橡 胶新产品开发团队
    面对天 然橡胶可替代性压力和溶聚丁苯快速发展的压力,团队明确了环保化、高端化、定制化 的研发发展方向。选择高端标志性企业,确定难度大、技术含量高、附加值 高的产品为目标,开展技术攻关,在高端 产品生产规模化、应用广泛化上推进,使研发 增效成果最大化。溶聚丁 苯橡胶团队解决了环烷基环保油与溶聚丁苯橡胶相容性等技术难点,成功采 用中国石油自产的克拉玛依环烷基环保型填充油生产出合格的环保型溶聚丁苯橡胶产品。

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