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创新助力“上坡路”
中国石油兰州化工研究中心 仇国贤
近年来,中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心围绕服务生产、服务客户、服务行业发展的理念,充分发挥自身的优势,走好“产、销、研、用、管”五位一体的创新之路,推动了我国合成橡胶产业技术升级和结构调整,成为中国合成橡胶行业上坡超越的“火车头”。
打造高质量发展的“升级版”
2009年10月,中国石油首套10万吨/年溶聚丁苯橡胶装置在独山子石化公司投产。次年,该装置仅生产了3000吨溶聚丁苯橡胶,产品主要用于制鞋等低档次产品的制造。
2011年4月,石油化工研究院兰州化工研究中心开始介入该装置的产品应用研发及市场推广,为生产企业和下游客户提供技术服务。
科研人员经过对独山子溶聚丁苯橡胶的深入研究,通过近千次实验,获取了数千批技术数据,解决了溶聚丁苯橡胶的加工应用问题,确定了加工工艺和配方。科研团队深入轮胎加工企业,跟踪轮胎生产全过程,全程分析和解决加工应用过程中存在的各类技术问题达50个之多,经过连续6个多月的奋战,成功开发出具有中国石油特色的溶聚丁苯橡胶低温混炼、补强填充剂表面结构改性等一系列核心技术,具有硫化剂和促进剂用量少、硫化时间短、效率高等优点。
经第三方检测,用独山子石化公司生产的溶聚丁苯橡胶制备的高性能轮胎滚动阻力减少30%,抗湿滑性提高3%,耐磨性提高11%,燃料消耗降低5%-6%。
在兰州化工研究中心的技术支持下,赛轮金宇轮胎从国内百多家橡胶加工企业中脱颖而出,迅速成为国内溶聚丁苯橡胶加工应用示范基地和高性能轮胎的生产基地,溶聚丁苯橡胶加工量占独山子石化年产量的30%。
截止去年年底,累计出口溶聚丁苯橡胶轮胎达数千万条,生产的雪地轮胎等“拳头”产品畅销欧美,成为中国第三大轮胎加工企业,并进入全球轮胎制造的三十五强,成为国内为数不多的“绿色轮胎”生产企业,有力地支撑起中国合成橡胶产品的市场美誉度。
2020年,独山子石化溶聚丁苯橡胶产量逆市上扬,成为中国合成橡胶跨跃赶超的“新亮点”。
筑牢高质量发展的“绿色根基”
2012年11月,抚顺石化公司20万吨/年乳聚丁苯橡胶装置投产开车初期,产品优级品率只有38%,新产品市场认可度低。
兰州化工研究中心组织精兵强将为抚顺石化开展技术服务。科研团队发挥产、销、研、用、管创新服务平台的优势,为抚顺石化制定了一整套的质量提升和市场推广方案。
针对丁二烯阻聚剂TBC含量超标,造成聚合反应慢或不聚合等问题,科研人员结合装置特点,为抚顺石化制定了一整套助剂配置标准和质量保证体系,使装置的运行情况有了明显的好转。
针对该装置由于胶乳在置换塔中停留时间过长,造成升温并引起交联支化,进而影响产品质量,使产品的加工性能变差。科研团队建议抚顺石化少用或停用3个置换塔,不但改进了产品质量,而且还降低了装置的能耗和物耗。
当时,由于产品质量波动比较大,用户的投诉也比较多。兰州化工研究中心与抚顺石化、华东化工销售组成“三结合”的技术服务团队,来到加工应用的第一线,帮助用户解决加工过程中出现的问题。
在徐州轮胎厂,现场服务团队针对门尼过高的实际情况,采取调整加工配方,增加混炼次数的办法有效的改善了橡胶的加工性能。徐州轮胎厂的一位领导握着科研人员的手激动地说“你们一次就解决了我们几十个问题,让我们受益匪浅。”
经过兰州化工研究中心科研团队的努力,先后帮助抚顺石化公司20万吨/年丁苯橡胶装置解决各类技术问题解决数十个,仅用2个月的时间就使产品的优级品率从38%,提高到98%以上,装置的整体运行状态达到兰州石化、吉林石化同类装置水平,成为中国石油新的效益“增长点”。
2016年,该中心合成橡胶试验基地成为石油和化工行业合成橡胶工程研究中心。
做高质量发展的“火车头”
2017年,兰州化工研究中心牵头中国科学院长春应用化学研究所、清华大学、同济大学、大连理工大学、浙江信汇新材料股份有限公司、怡维怡橡胶研究院有限公司和山东金宇实业股份有限公司,申报并承担了国家重点研发计划“高性能合成橡胶产业化关键技术”项目。
目前,经过项目团队的联合攻关,项目进展顺利,所有的科研项目都已结束,正在准备下半年进行验收。据了解,该项目产业化后开发的新材料、新工艺在国防军工及民用领域将引领国内合成橡胶及轮胎产业链的全面升级,实现从橡胶工业大国向强国的跨越。
自2014年,兰州化工研究中心在合成橡胶领域获得省部级以上奖励16项,申报专利167件。由该中心主导制定的国际标准ISO 247-2:2018《橡胶 灰分的测定 第2部分:热重分析法》于2018年7月正式发布实施,并成功入选2018年中国石油十大科技进展。这是中国合成橡胶产业首次主导制定的国际标准。
2009年,由兰州化工研究中心研发的具有中国石油自主知识产权的10万吨/年乳液聚合丁苯橡胶技术和5万吨/年丁腈橡胶技术相继在兰州石化应用。其中,作为目前世界单线生产能力最大的5万吨/年丁腈橡胶装置,成功入选凤凰网评选的“中国超级设备:多项世界第一”成为中国自主创新的新“地标”。
为了应对欧盟REACH法规,该中心利用中国石油环保橡胶填充油资源优势,开发了具有独立自主知识产权的环保型乳聚丁苯橡胶制备技术及SBR1500E、SBR1723N等新产品10个,全面提升了国产乳聚丁苯橡胶市场竞争力。
为适应丁腈橡胶产品高性能化和环保化的发展需求,该中心先后开发了具有代表性高饱和度氢化丁腈橡胶、低腈含量丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、环保型丁腈橡胶等新产品。先后开发了三大系列产品共12个牌号的新产品,逐步完成了丁腈橡胶产品牌号的系列化布局,创造了巨大的经济和社会效益。
据了解,近五年,兰州化工研究中心在合成橡胶领域累计获得省部级奖励16项,在丁苯橡胶、丁腈橡胶和加工应用方向申报专利167件。在技术进步的支撑下,中国石油丁腈橡胶市场占有率从2010年的15%提升到2020年的46%,使中国石油成为国内丁腈橡胶技术的“引领者”和价格的“风向标”。
作者:仇国贤 (18609315674)
单位:中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心
地址:甘肃兰州西固合水北路1号