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北京化工研究院 持续推进科技创新为现代化工加油为洁净能源助力2021年07月13日 来源:
中国石化报 作者:
坚持面向国家重大需求 北京化工研究院历史悠久,是我国最早从事石油化工综合性研究的科研机构之一。在中国石化构建“一基两翼三新”产业格局新征程中,北化院作为中国石化科技创新“主力军”之一,聚焦“四个面向”,加快推动关键核心技术自主可控,加强创新链产业链融合,全力支撑中国石化打造世界领先企业和技术先导型公司,持续推进科技创新,为现代化工加油、为洁净能源助力。 北化院一直以科技创新保障国家重大需求为首要任务,深入开展氢化丁腈橡胶和官能化溶聚丁苯橡胶等特种橡胶关键核心技术攻关,聚焦采油钻探密封、交通减震系统等关键领域,系统开展基础理论研究、工程技术及多种材料和产品的开发和应用,同时加快推进茂名石化POE(聚烯烃弹性体)工业装置和LAO(线性α-烯烃)工业装置建设,确保关键核心技术的自主可控和国家产业链、供应链的战略安全。 ■ 开展耐高温耐油密封橡胶技术攻关 北化院自2012年起开始进行耐高温耐油密封橡胶技术的开发,现已攻克主要技术瓶颈,开发出具有自主知识产权的5000吨/年成套工业技术,预计2022年完成装置建设并投产,可确保石油开采、交通运输等领域产业链安全。 ■ 开展LAO制备技术攻关 北化院开发的乙烯三聚制LAO技术达到国际先进水平,产品占领国内1-己烯主要市场的同时还远销海外,获得国家技术发明二等奖;基于乙烯三聚开发平台,接连开展乙烯齐聚制线性α-烯烃技术、乙烯四聚高定向选择性制备1-辛烯技术的研发,开发了高催化活性、高选择性的催化体系。 ■ 开展PVA光学膜拉伸技术攻关 北化院针对PVA(聚乙烯醇)光学膜拉伸技术及原料结构性能开展项目攻关,初步建立起拉伸工艺、分子及凝聚态结构和宏观性能三者间的关系,自行设计的“精密湿法拉伸设备”完全满足PVA光学膜性能评价和湿法染色拉伸试验的需要,为1800万平方米/年PVA光学膜项目提供基础研究和加工技术支持。 坚持面向经济主战场 近年来,北化院先后牵头承担多项中国石化重大科技项目,开发出高附加值合成树脂、功能性高分子膜材料、绿色环保汽车轻量化等70余种高端新材料,完成了世界首创、填补空白、顶替进口等多项攻关任务,开发完成可降解材料PBST技术并积极推进其在天津石化、海南炼化的落地应用,通过“产销研用”一体化协同攻关快速产业化,实现创新链和产业链深度融合。 ■ 开发高附加值合成树脂 北化院牵头承担的中国石化重大科技项目“高附加值合成树脂关键技术开发及应用”,开发出10类能够满足合成树脂在特殊加工、特种性能和绿色健康高端应用方面有专门需求的高附加值产品,带动了我国汽车、食品包装、医用耗材、卫生健康、电子电器等相关产业的发展,部分产品出口发达国家。其中,G树脂、高抗冲高熔体强度聚丙烯、直接聚合法低灰分聚丙烯等原创性产品备受国内外厂商瞩目,具有自主知识产权的复合抗菌剂和世界首创的抗菌树脂在线生产技术实现抗菌树脂在洗衣机等传统抗菌塑料“禁区”的应用。 ■ 开发功能性高分子膜材料 北化院牵头承担的中国石化重大科技项目“功能性高分子膜材料关键技术攻关”,开发了高性能光学膜、水溶膜、阻隔膜、热收缩膜等一系列国际领先或填补国内空白的功能膜材料,有力推动了我国电器、包装、水处理、新能源、农业、日化、建筑等相关制造业的升级。其中,BOPE(双向拉伸聚乙烯)薄膜广泛应用在大米真空包装、速冻食品包装、饮料透明软包装等领域,相对传统聚乙烯薄膜可减少材料使用量30%,经济实惠又绿色环保;自主开发的超滤膜、纳滤膜产品分别达到国外同类产品水平和国际领先水平,让工业污水化“浊”为“清”,助力实现化工“绿色”水循环。 ■ 开发绿色环保汽车轻量化材料 北化院牵头承担的中国石化重大科技项目“绿色环保汽车轻量化材料技术开发与应用”,开发出性能优良、环境友好的合成树脂、合成橡胶、合成纤维及其复合材料等一系列国际先进、部分国际领先的汽车轻量化非金属材料,共计15类新产品,可制备汽车前端框架、引擎盖内板、汽车轮毂、汽车门内护板、轮胎气密层、密封条等29种汽车制件,着力实现高性能原材料的进口替代及汽车行业“以塑代钢”非金属材料的轻量化应用。其中,部分轻量化材料已在新能源汽车框架和轮胎上试用,为“绿色革命”“电动革命”做好了充足的技术储备。 ■ 打造生物可降解材料研发链 北化院自主研发的生物可降解聚酯PBST具有很好的热稳定性、力学性能和生物降解性,综合性能优于国内外同类产品,可广泛用于一次性包装、塑料袋、农膜等领域,现已完成“6万吨/年PBST生产装置工艺包”,开发出生物可降解膜袋料、注塑料、纤维料、发泡料等多种产品,支撑生物可降解材料推广与应用。为破解制约PBST产业化发展的关键原料供应难题,北化院还开发了PBST关键单体丁二酸的制备和分离等技术,并完成两万吨/年生产装置工艺包,形成了PBST从原料、聚合工艺技术、材料加工应用技术到分析表征的完整技术研发链和价值链,为中国石化打造生物可降解材料的新产业链提供了技术支撑。 坚持面向世界科技前沿 北化院近年来持续加大对基础研究和应用基础研究的投入力度,聚焦新材料领域,开展原油直接裂解、氢燃料电池质子交换膜、太阳能电池固体电解质、人造木材、低成本高压快速储氢瓶、氦气分离技术、废旧高分子材料资源化利用等技术攻关,为未来发展打下战略基础;加快布局氢能、节能减碳等技术领域,积极参与相关领域的国家实验室、重大科技创新平台建设,助力集团公司加速实现“双碳”目标。 ■ 开发石墨烯复合吸波材料、抗静电和导电薄膜材料 石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,被认为是一种未来革命性材料。北化院牵头开展石墨烯及其他碳材料制备和应用研究项目,目前已设计和搭建了具有自主知识产权的绿色低成本石墨烯制备装置,开发了不同结构和性能的石墨烯材料;同时,与国内多家科研院校合作,共同开展石墨烯在催化剂和复合材料领域的应用研究。 ■ 推进钙钛矿太阳能电池的制备 钙钛矿太阳能电池是第三代新型高效太阳能电池的典型代表。北化院联合科研院校针对钙钛矿太阳能电池稳定性差这一工业化瓶颈,研究钙钛矿太阳能电池效率随时间衰减的机理,并开发大面积制备技术,现阶段已经完成了多种关键材料的合成,并进行了电池性能测试,增强了电池的稳定性,达到国际先进水平。 ■ 探索氢燃料电池常温高温质子交换膜的规模化连续化制备 北化院聚焦氢能的高效利用及氢燃料电池的未来发展,探索溶液聚合工艺制备高分子量PBI材料及其成膜后负载磷酸的PBI高温质子交换膜技术。同时与科研院校合作探索开发新型高分子弹性材料并进行功能化改性,实现原位制备新型常温高性能燃料电池无氟质子交换膜,丰富了燃料电池质子交换膜的科学研究内涵,有望自主创新,实现该领域产业的突破与跨越式发展。 坚持面向人民生命健康 北化院坚决扛起国有企业的政治责任和科技担当,在新冠疫情防控战役中,快速解决医用口罩熔喷布的原料、配方及生产工艺中的技术难题;成立医用卫生材料研究所,采用“揭榜挂帅”“大兵团”攻关模式,全力开展一系列关键技术攻关,确保产业链安全和自主可控;积极推进中国石化与国药集团、威高集团、驼人集团建立战略合作关系,针对医疗包装、人工关节、预充注射器、透气医用防护服等高端医用卫生材料开展攻关,努力实现顶替进口,助力国家医用卫生材料核心技术自立自强目标实现,保障人民生命健康。 ■ 开发医用卫生材料 北化院在医用卫生材料领域积累了近10年的技术开发经验,开发出G树脂、抗菌材料、无纺布、溴化丁基橡胶等众多医用材料,可应用于口罩、防护服、注射器等10余种产品,形成了一系列自主可控的关键核心技术。 疫情期间牵头承担中国石化重大科技项目“医用防护高分子材料”,成功开发低气味防护服用聚丙烯树脂、抗菌纤维无纺布专用树脂和聚四氟乙烯微孔膜及口罩,为解决国家抗疫物资短缺和医卫材料升级发挥了重要作用。 全力打造世界领先的创新高地 按照集团公司大力提升自主创新能力建设的部署,北化院立足长远,加强平台建设,全力打造世界领先的创新高地。 在天津滨海新区建设的北化院天津科学试验基地,以打造世界领先水平的聚烯烃中试技术研发中心为目标,巩固中国石化聚烯烃催化剂技术的世界引领地位,促进功能化高端化合成材料的研究开发。 北化院联合国内“产学研”优势研发资源,牵头成立中国石化化工过程强化技术联合研发中心,推进石化产业高效、节能、清洁、可持续发展;牵头成立中国石化汽车轻量化非金属材料创新中心,积极应对“绿色革命”“电动革命”。 2019年北化院成功申报国家先进高分子材料测试评价平台,未来将建成行业内权威的新材料测试评价机构,为我国高分子材料产业高质量发展搭建更加广阔的技术平台。 面对新形势下的机遇与挑战,北化院紧紧围绕中国石化构建“一基两翼三新”产业格局,加快落实集团公司党组“四个一批”指示精神,梳理出7项近期可以产业化的技术加快攻关,瞄准6项具有突破性的重大产业基础研究方向积极探索,积极构建5个重大的国家级创新平台,认真研究推出一批重大改革举措,以“科改示范行动”为抓手,深化科技体制机制改革,激发创新动力活力。 立足新发展阶段,北化院将以打造世界领先研究院为目标,以只争朝夕的使命感、责任感、紧迫感,加快“卡脖子”关键核心技术攻关,在我国实现高水平科技自立自强和建设世界科技强国的进程中展现新担当、新作为。 本版文字由 潘亚男 提供 图片由 胡庆明 潘亚男 提供
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