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      1-己烯成套工業技術:打破聚烯烴原料瓶頸

        一項技術在近3年的時間里為國內1-己烯用戶節省近4億元的原料成本,還使國際市場1-己烯產品價格下降了約三成。這就是榮獲2015年國家技術發明二等獎的乙烯三聚制1-己烯新型催化體系及成套工藝技術。

        用項目完成單位中國石化燕山石化科技部工作人員的話說就是:“燕山石化歷時10年的不懈努力,打破了國外廠商對1-己烯的高價壟斷,使我國成為全球最早擁有該技術并實現產業化的2個國家之一,同時掌握并擁有了18項具有自主知識產權的核心專利及專有技術,大幅提升了我國聚烯烴產品的市場競爭力。”

        作為生產高附加值聚乙烯的共聚單體,1-己烯在高分子材料、精細化工和制藥等領域應用廣泛,是一種重要的α-烯烴產品,主要作為生產高附加值聚乙烯的共聚單體。隨著市場對膜料和管材料需求量的增加,1-己烯的使用量越來越大。然而,直到上個世紀末,國內還沒有1-己烯生產技術,產品完全依賴高價進口,而且國外廠商一直對1-己烯實行高價壟斷,嚴重制約了我國聚烯烴行業高附加值產品的研發和生產。

        1997年中國石化立項開展乙烯選擇性三聚制1-己烯工業成套技術的研發工作,由燕山石化承擔探索性研究。據燕山石化科研人員介紹,乙烯選擇性三聚制1-己烯是上世紀70年代的重大發現,曾吸引了全球10多家跨國公司在該領域進行跟蹤研究,均因催化體系對1-己烯的選擇性只有60%~70%,且伴隨較多的聚合物副產物而宣告失敗,只有美國一家公司率先取得了重大突破。面對國外嚴格的專利保護和殘酷的競爭壓力,燕山石化科研人員在沒有技術儲備的情況下,從零起步,搜文獻、查資料,決定從理論上進行創新實現超越。

        科研人員對涉及合成1-己烯有重要影響的催化體系、反應機理、反應器形式等技術因素進行深入研究,對傳統聚乙烯催化劑創新性地提出了“三配位”的催化機理,并提出了“占位劑”的概念。通過在催化體系中加入優選的占位劑,使1-己烯反應選擇性從70%提高到93%以上,從而在催化劑的選擇性上取得了首次重大技術突破。科研人員還發現催化體系組分的進料順序對反應活性和產品純度均有重大影響,又從機理入手不斷優化,終于開發出了能顯著提高催化反應活性的制備工藝。僅用4年多的時間,燕山石化實現了1-己烯制備技術的重大突破,使催化反應的性能有了質的飛越,反應活性和產品純度均達到了世界一流水平,具備了開展工程放大的技術優勢和條件。

        為了盡快將1-己烯制備技術實現工業化,2003年,“5萬噸/年1-己烯的工業開發”科技攻關項目由燕山石化牽頭,成立了由基礎與應用研究、工程設計、環保研究以及未來裝置建設和生產企業組成的產學研用聯合攻關團隊。從小試試驗的成功,到500噸/年全流程中試放大裝置的建成,再到國內首套5萬噸/年1-己烯工業裝置的順利建成,一次開車成功,產出合格產品,且投放市場用時不到5年。

        項目攻關團隊聯合對催化劑優化、反應器研制、控制過程優化等十幾個課題進行攻堅,先后解決了聚合物堵掛、工藝流程優化、自控方案等多個重大技術難題。且經檢驗,燕山石化1-己烯產品的選擇性大于93%,產品純度大于9.2%。

        專家評價,燕山石化乙烯三聚制1-己烯新型催化體系及成套工藝技術成果作為國家重點技術創新項目,緊跟國際同行發展進程,打破國外長期高價壟斷的局面。其產品主要質量指標和經濟技術指標達到和超過國際同類產品和裝置的水平,是我國在有機化工原料制備領域的又一重大科技創新成果。

        據統計,該項目成果實施后,燕山石化1-己烯裝置已累計生產10多萬噸產品,被廣州、山東、天津等地的多家企業應用,已經占據了國內市場超過90%的份額,迫使進口高價1-己烯產品逐漸退出了我國市場。該項目僅近3年的時間就為國內1-己烯用戶節省了近4億元的原料成本,大大提高了下游生產企業的市場競爭力。同時,作為共聚單體,國產1-己烯已經生產出一系列、不同牌號的高性能聚乙烯產品,為聚乙烯的升級換代作出了貢獻。目前燕化1-己烯產品已經出口到韓國、馬來西亞、菲律賓等國家,國際市場1-己烯產品價格也由此下降了約三成,且填補了國內精細化工產品的又一個空白。


      關鍵字:己烯
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