“土布”终不需“洋线”

  “今年年底咱们具有抑菌杀菌功能的新型聚酰胺材料就能见到初步成果了，大家再加把劲儿！”7月22日，夜幕中的石油化工科学研究院工作区中传来集团公司首席专家宗保宁强劲有力的声音。为了让中国石化己内酰胺绿色生产成套新技术早日结出新的硕果，宗保宁和石科院的科研人员挑灯夜战，讨论最新的实验结果。

  尼龙是用量最大的基本有机化学品之一，可用于纺织、汽车、电子、轨道交通、航空航天等领域。作为最常见的化纤之一，家家户户的衣柜中都能看到尼龙的身影。己内酰胺是生产尼龙-6合成纤维和工程塑料的单体，不仅是关乎国计民生的重要大宗化工品，也是生产流程最长、工艺最复杂、质量发展要求最严格、生产难度最高的基础化学品。

  过去，这项生产技术被国外垄断，我国的己内酰胺大量依靠进口，自给率不足15%，即使是国内生产的“土布”，追根究底也是用的“洋”原料。己内酰胺生产技术已成为制约人民穿衣需求、亟待攻克的“卡脖子”技术。

  中国石化敏锐捕捉国家及石油化学工业行业的技术痛点，直面人民“穿好衣”的重大需求，将己内酰胺的自主知识产权绿色生产技术列入“十条龙”重大科学技术攻关项目，组织石科院、巴陵石化（湖南石化前身之一）进行科技攻关。

  “国家要说明，我就干什么、学什么，向专家请教什么，就组织力量攻关什么。”2000年，国家最高科技奖获得者、被誉为中国催化剂之父的闵恩泽院士在石科院组建以宗保宁为首的开发团队，主攻己内酰胺生产技术。

  在中国石化科研领军人物闵恩泽院士、何鸣元院士、舒兴田院士等人的带领下，石科院的科研人员克服无数挫折与磨难，在所有的领域不断突破核心技术，实现了新反应途径、新催化材料和新反应工程的集成创新，于2008年形成了具有自主知识产权的中国石化己内酰胺绿色生产成套新技术。这套新技术包含环己酮氨肟化新反应途径、空心钛硅分子筛新催化材料、反应—膜分离新反应工程、非晶态合金催化剂与磁稳定床集成的己内酰胺加氢精制新技术、环己酮肟多级重排技术和硫酸铵中和结晶集成技术等6项核心技术。

  与外国企业的己内酰胺生产的基本工艺相比，这套新技术生产流程大幅简化，使得氮原子利用率从不足60%提升至90%以上，碳原子利用率从不足80%提升至95%以上，装置投资下降80%，生产所带来的成本下降50%，污染物排放量减少50%以上，实现了从苯至己内酰胺全流程的突破性技术创新和传统产业的跨越式技术进步，获200余项国内外授权发明专利，技术整体达到国际领先水平。

  这套新技术的成功开发打破了70年来的国外技术垄断，推动我们国家从完全依赖引进技术一跃成为拥有自主知识产权技术的世界己内酰胺第一生产大国，自给率从不足15%一路上升至98%，全球市场占有率超过60%。目前，我们国家生产的己内酰胺80%采用中国石化己内酰胺绿色生产成套新技术。这套新技术形成了价值400亿元的新兴起的产业，带动超过4000亿元的下游产业高质量发展，使许多濒临倒闭的非公有制企业起死回生、扭亏为盈，为我国及全球范围内己内酰胺的技术进步和产业高质量发展作出了重要贡献。

  数十年来，中国石化己内酰胺绿色生产成套新技术的技术水平得到石化行业高度认可，口碑载道，屡获殊荣。

  “原始创新是一个国家科技发展的灵魂，是支撑国家发展的筋骨，而企业一线是技术创新的富矿，我们做的就是将知识转变为实实在在的生产力。科学研究只有搬下高阁，为实践服务，才能真正的完成其价值。”宗保宁说。

  为进一步提升我国己内酰胺行业的发展水平，中国石化决定将湖南石化打造成全球单厂顶级规模、产品最具竞争力的己内酰胺生产基地。2023年12月15日，湖南石化年产60万吨己内酰胺产业链搬迁与升级转型发展项目全线顺利贯通，一次开车成功。己内酰胺绿色生产成套新技术中的多项技术在搬迁项目中实现新的突破。

  环己酮肟化制环己酮肟技术首次实现放大应用，攻克装置大型化难题，将单套装置规模由10万吨/年大幅度提高到30万吨/年，变成全球单套产能最大的环己酮氨肟化—己内酰胺装置。装置技术经济水平再次大幅度的提高，蒸汽消耗量下降42%，废水排放量降低15%，环己酮、过氧化氢利用率进一步提升，明显降低了生产所带来的成本和污染物排放量。

  浆态床蒽醌法制双氧水新技术首次实现工业放大，单套规模居国内第二，相比国内首套浆态床蒽醌加氢制高浓度双氧水工业示范装置单套产能扩大6倍。集成4项创新点，包括3种催化剂、3项过程强化和两个新反应，实现了全流程生产技术创新，获国家发明专利授权72件、PCT国际专利授权1件。同时有效提升了双氧水生产的本质安全水平，在生产效率、经济效益、安全环保等方面优势显著，具备极高的行业推广价值。

  全球首创的酯化法环己酮新技术成功实现工业化应用，建成投产的全球首套环己烯酯化加氢制环己酮工业生产装置，不仅可使环己烯高效转化为环己酮，而且还可将低价值的乙酸转化为较高价值的无水乙醇，逐步提升技术经济水平。实现原子经济引入氧、高效转化、高效分离的原始性创新，将碳原子利用率从不足80%提升至95%以上，“三废”排放量减少90%，本质安全水平有效提升，经济和社会效益显著。

  依托中国石化己内酰胺绿色生产成套新技术，湖南石化可日产己内酰胺、环己酮、聚酰胺切片等10多种绿色环保化工产品5000余吨，预计可实现年产值118亿元，同时可带动发展下游工程塑料、纺丝、尼龙拉伸膜等产业高质量发展，有望新增产值1000亿元。配合炼化一体化及下游产业高质量发展和配套项目，将有效拉动临湘工业园区化工产业、湖南城陵矶新港区橡胶产业、汨罗高分子材料回收利用产业、湘阴新能源产业等同步发展。

  目前，中国石化慢慢的变成了世界最大的己内酰胺生产商，在湖南石化、石家庄炼化、浙江巴陵恒逸等企业建有多套生产装置，均采用石科院自主研发的己内酰胺绿色生产成套新技术。预计到“十四五”末，中国石化己内酰胺年总产能将突破220万吨。

  近年来，随着时下人们生活品质的不断提高，对于耐高温、抗菌、高弹性等功能性和差别化聚酰胺产品的高端需求迅速增加。“创新是无限的。”宗保宁始终牢记着恩师闵恩泽院士的嘱托，“现在国内生产己内酰胺单体的水平已超越国外，但是终端产品方面还有很大的差距，未来要发展高端化高的附加价值产品。”

  在中国石化的超前布局下，石科院聚焦补链延链强链，努力推动己内酰胺原料向聚酰胺新材料转型，作为参研单位之一承担中国石化“高端聚酰胺材料制备关键研发技术与产业示范”重大科学技术项目，围绕功能性己内酰胺单体工艺领域持续攻关核心技术，将以开发功能性聚酰胺单体为突破口，从生物基原料氨基酸出发，通过过程强化脱水环化、功能基团修饰等方式生产高端聚酰胺聚合单体，尽早实现高端聚酰胺材料制备关键研发技术与产业化突破，为我国打造高端聚酰胺产品产业链贡献力量。

  科技是国家强盛之基，创新是行业进步之魂。中国石化己内酰胺绿色生产成套新技术从科学研究、实验开发到实际应用“三级跳”的历程，充足表现了石化人直面国计民生重大需求，以科学技术创新驱动行业发展、实现经济腾飞的责任担当。