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万华化学荣获科技进步特等奖 摘取聚氨酯皇冠上的“明珠”

文章编辑:耐火材料 发表时间:2019-12-26 浏览次数:次
肪/环族异氰酸酯(ADI)是生产高档聚氨酯的核心原料,以其制备的聚氨酯材料成为 支撑航天军工、高端装备、汽车等产业发展的关键性基础材料。我国曾先后批准数套引 进技术建设ADI装置,均因国外技术封锁而搁浅。万华化学经过17年锲而不舍的努力, 终于打破国外70年的技术垄断,成功开发出ADI全产业链制造技术,摘取了这颗聚氨酯 产业皇冠上的“明珠”。在上周召开的石化行业科技创新大会上,万华化学常务副总裁 华卫琦讲述了科技进步特等奖成果脂肪/环族异氰酸酯全产业链制造技术的开发过程。

1ADI产品技术遭封锁

聚氨酯是由异氰酸酯(MDI、TDI、ADI)与多元醇、各类助剂反应生成的高分子聚合物,异氰酸酯是聚氨酯最核心的原料,其中的脂肪 族异氰酸酯统称ADI,其代表性品种有异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。 以ADI制备的聚氨酯材料具有极其优异的抗老化、耐暴晒、耐黄变性能,是支撑航天军工、高端装备、汽车等产业发展的关键性基础材 料,也是涂料、胶黏剂、人造革等传统产业绿色化升级的关键原料,一直有聚氨酯产业皇冠上“明珠”的美誉。

在ADI的3个代表性品种中,IPDI是固体火箭推进剂最理想的固化剂,长期被巴黎统筹委员会限制向中国出口,受国外技术和产品封 锁,我国只能被迫采用性能较差的TDI固化体系;H12MDI则是制备透明装甲防弹玻璃、高速列车前挡玻璃、光学镜片、高档氨纶的关键 单体。

由于ADI制造产业链流程长、技术开发难度高,工业化70多年来,世界上能生产HDI的只有科思创和巴斯夫、法国康瑞、日本南洋化 成4家公司,能生产IPDI和H12MDI的也只有赢创和科思创2家公司。

2从基本合成研究起步

我国曾数次批准引进技术建设ADI装置,均因国外技术封锁搁浅。“我们也曾计划收购国外某套装置以期消化吸收,但被跨国公司出 巨资率先买下拆除,并禁止销售ADI原料给万华。”华卫琦介绍说。

鉴于ADI在国防和国民经济发展中的重要作用,万华开始了17年锲而不舍的努力。

ADI制造包含HDI及加合物、IP-IPN-IPDA-IPDI、MDA-H12MDA-H12MDI这3条产业链。“与之前在MDI技术开发上采取的消化吸 收再创新不同,我们在2000年前后选定ADI气相光气化技术路线时,还没有可参考和借鉴的技术信息,所以这个技术是万华从实验室基本 合成研究开始的,在此基础上形成系统的概念设计,并经过工程化实验验证,最终开发出产业化成套技术。”华卫琦表示。

3开发四项核心技术

据华卫琦介绍,万华开发的ADI全产业链制造技术主要包括 光气化、氨化加氢、催化加氢和 反应精馏4项核心技术。

一是气相光气化制异氰酸酯共性技术。万华通过提升光气化反应的途径,开发出气相光气化制异氰酸酯共性技术。与液相法相比,该 技术收率提高3%~8%;溶剂用量减少50%,更节能;光气存量减少30%,反应更安全。

二是氨化加氢共性技术。万华自主开发出高选择性、高转化率的复合纳米加氢催化剂,在150个大气压下,IPDA收率达到95.5%,氨 基腈含量低于0.4%,催化剂可连续稳定运转2年以上;开发了多段固定床加氢反应器及专用助剂体系,将IPDA收率进一步提高至99%以上, 氨基腈含量降至0.03%以下。

三是苯环高活性催化加氢技术。该技术加氢压力较低,可降低装置投资成本,采用新开发的负载纳米钌铑催化剂使吨产品催化剂消耗 减少1200元,加氢选择性好,应用性能更优。利用该催化体系和釜式加氢工艺,万华又开发了HTDA、H6XDA、环己胺等产品的工业化 技术。 四是反应精馏耦合技术。万华通过开发分段缩合反应精馏工艺,实现了反应和精馏的高效耦合,使丙酮单程转化率达10%~15%,异 佛尔酮选择性可达90%,同时反应热用于产品精馏,节能显著。

4打造ADI特色产业群

依托这些创新成果,万华先后建设了5万吨/年HDI、1.5万吨/年IPDI、1万吨/年H12MDI、2.5万吨/年IPDA、1万吨/年H12MDA等工 业化装置,建成了世界上品种最齐全、产业链最完整、技术领先的ADI特色产业群,目前万华ADI系列产品的市场占有率位居全球第二。截 至2019年11月,累计实现销售收入120亿元、利税52亿元。

万华ADI项目的成功实施,打破了国外公司对ADI系列产品全产业链制造技术长达70年的垄断,使万华成为世界唯一掌握全产业链MD A-H12MDA-H12MDI、世界第二家掌握全产业链IP-IPN-IPDA-IPDI、国内唯一掌握HDI及衍生物等核心技术的企业,实现了航天军工、 高端装备等领域的关键原材料国产化自主供应,为打造国之重器提供了有力支撑。

郑州信科耐火材料有限公司将始终秉行“以市场为技术导向,以质量为发展根本,以"合作互利、共同发展"的经营理念为根基,深受国内外众多客户的信赖与支持,郑州信科耐火材料有限公司愿与行业同仁一道共谋发展大计,共创事业辉煌。

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