奋力实现己二腈国产化的“中国梦”——中国化学己二腈项目自主开发纪实   

  己二腈是一种重要的有机化工中间体,主要用于尼龙66等材料生产,长期被欧美国家垄断,其生产技术是困扰业界已久的“卡脖子”难题。中国化学工程集团有限公司(以下简称“中国化学工程”)以科技自立自强为己任,致力于打造“高端化学品和先进材料供应商”,十年磨一剑,成功自主研发丁二烯法己二腈工艺技术,投资建设国内首台套己二腈工业示范装置,填补了国内空白,在推动构建现代化工业体系中展现了央企担当。近日,本报记者走进中国化学项目现场,了解中国化学的在己二腈领域的奋斗史。

  十年磨一剑,实现己二腈 “卡脖子”技术突破

  尼龙(聚酰胺)是化工高新材料的一个重要品种,其中尼龙66由于耐磨、抗震、耐腐蚀等优异性能,在汽车、通信、电子信息、军工材料、纺织等领域发挥着重要作用。己二腈是尼龙66生产的关键中间体,但该技术一直被国外公司垄断,国内自给率为零,极大限制了我国高端聚酰胺产业发展,导致我国尼龙66产品只占20%。特别是近些年,由于中美贸易摩擦等因素,多次发生己二腈价格成倍暴涨,造成下游开工率不足、影响到国民经济重要产业的被动局面。国家发改委于2017年将“单套装置5万吨/年己二腈生产技术”列入《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020)》。

  中国化学工程70年来一直在化学工程领域专心耕耘,积累了丰富的科研设计经验,有着强大的工程技术转化优势。公司在建设工程中发现己二酸长期过剩,而己二腈是生产尼龙66的关键原料(己二腈与己二酸成盐聚合可以生产尼龙66),如果突破己二腈技术,不仅可以解决己二腈关键原料问题,还可以解决己二酸产能过剩、附加值低的问题。但己二腈生产工艺长,催化剂体系复杂,技术壁垒及投资门槛高,自我研发必然充满艰辛。在充分论证的基础上,中国化学工程自觉肩负起科技自立自强重任,所属天辰公司选派“精兵良将”,成立了50余人组织的己二腈项目研创团队,自2010年起正式启动丁二烯法己二腈技术项目攻关。

  面对国外技术封锁,可参考资料为零的艰难局面,中国化学工程每年投入数千万元研发资金进行核心攻关。考虑到技术的保密性,研发团队选择在山东淄博条件艰苦的地区进行秘密研发。数十年研发人员耐住寂寞坐稳“冷板凳”,坚定方向,毫不气馁。为了检验技术方案,研制合格的催化剂,边设计边搭建试验平台,面对各种枯燥的设备仪器,反复验证,在成百上千次“失败-改进-调试”循环中总结经验、积累参数,逐一破解技术难题。同时,试验反应物涉及剧毒,微克的量都足以致死,研究人员随时可能都要面对死亡的风险,他们每天戴着防毒面具作业,没有一名同志惧怕退缩,最终“十年磨一剑”终得回报,全面攻克了具有自主知识产权的“丁二烯法合成己二腈技术”,掌握了从己二腈到尼龙 66 的生产参数和工艺指标。2015年9月28日,具有自主知识产权的丁二烯直接氢氰化法合成己二腈技术通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定,打破了国外公司的垄断,补上了我国关键技术的一个短板。

  创新体制机制,为攻克“卡脖子”技术提供动力

  中国化学工程胸怀“国之大者”,依托七十年工程经验和技术积累,聚焦主业实业,充分发挥强大的工程设计能力、中试放大能力和工艺包编制能力,以独特的“产学研设”技术成果转化体系,探索开辟了“以技术带动产业发展,以产业反哺技术创新”的新型一体化发展之路。在推进企业转型升级过程中,着力打造“科学家+工程师”的科技研发模式,为攻克己二腈等“卡脖子”技术实现国产化走出了创新之路。

在研发投入上,以被国外垄断的、国内没有工业化生产的化工新材料等关键核心“卡脖子”技术为研发方向,以技术升级带动产业链升级和实业发展,研发投入占比每年保持3%以上。所属天辰公司以“已二腈”技术等为主的专利和专有技术实施转化率超过60%。

在人才培养上,大力实施“一十百千”人才工程,培养了以集团首席科学家杨克俭为首的多支优秀研发团队,取得了一批科研成果、落地了一批实业项目。

在激励机制上,为研发人员单独制定岗位序列和薪酬结构,增设具有竞争力的研发津贴,岗位等级顶端高于公司其他人员序列,最高职级和待遇高于公司领导班子成员。实施以“四个15%”、“两个五年”为主的激励政策,即科技成果对外转让或许可净收入、科技成果实施转化税后净利润、工艺技术优化增加的税后净利润均可提取15%,实业项目核心员工跟投15%,核心团队人员跟投延迟五年退股、延迟五年退休,并且激励额度在内部工资总额中单列。己二腈项目技术管理等核心骨干跟投达4.05亿元,大大激发了科研人员的积极性、创造性,有效推进科技创新与企业发展同频共振。

  牢记初心使命,实现己二腈产业化发展

  在技术封锁下,攻坚克难需要反复实验的毅力和失败的勇气,更需要想尽办法调动一切可以利用的资源。公司组织专家认真开展首次工业化放大论证,召开了上百次会议对潜在风险逐一摸排分析并制定应对举措,有效保证了技术的安全性和可靠性。面对随着装置规模的大幅放大,对于催化剂效率、流程连续性还有安全稳定性都带来了更大的不确定性。工程设计人员提前介入对新技术开展工程化和产业化试验,极大的提高了新技术流程的转化能力。2015年,50吨/年己二腈中试装置开车成功;2017年,2000吨/年中试装置完成全流程验证,生产出合格的己二腈产品,工艺技术和产品质量均达到国际领先水平。

  在这期间,“闻风而来”的国外化工巨头多次希望天辰公司放弃己二腈项目推进,许诺只要放弃自主研发即可授权使用其专利技术,其该类全球新建工程项目全部委托中国化学工程承建。面对唾手可得的现实利益和自主研发的长周期与不确定乃至失败的风险,中国化学工程坚决抵制住了 “诱惑”,在国务院国资委的支持下,2020年,中国化学工程毅然投资100亿元开始了国内20万吨/年首台套己二腈工厂建设。与国外公司“抢跑”加快项目建设,特别是新冠肺炎疫情影响时期,已二腈开发生产团队直接扎进项目,数月乃至整年都吃住、奋战在现场一线,带领万余名施工人员,克服重重困难,昼夜作业,原本3年的工作量仅用2年就高质量完成,创造同类同体量工程最短建设周期“中国化学”记录。2022年7月顺利打通己二腈全流程,开车成功并产出优级产品;2023年2月,尼龙66装置一次开车成功,并产出第一批优级品,标志着“己二腈(丙烯腈)-己二胺-尼龙66”新材料产业链体系全面形成,打破了己二腈完全依靠进口、导致产业链发展长期处于“能蒸馒头、却生产不了面粉”的被动局面。项目达产运营后,年营业收入有望达到百亿元,将带动形成总产值近千亿的新材料产业集群,对保障下游合成纤维、工程塑料产业健康可持续发展和国防军工材料升级具有重大意义。十年夙愿从蓝图走向现实,实现了己二腈国产化的“中国梦”。

  下一步,中国化学工程将努力提升固链补链强链塑链能力,充分发挥产业链带动力影响力,吸引下游产业链生产企业沿链集聚发展,全面打通PA6、PA66、PA6T、阻燃尼龙、透明尼龙等高性能新材料产业链,大力发展战略性新兴产业,打造若干高水平新材料产业园区,在实现进口产品替代的同时,提升我国尼龙产业国际话语权、定价权,为建设现代化工业体系、加速民族工业崛起贡献央企力量。

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