В процессе перехода нефтяной и химической промышленности нашей страны от крупномасштабного производства к высококачественному, инновационные разработки в области новых материалов с низким уровнем проникновения на отечественный рынок, как грибы после дождя, получили широкое распространение. Среди них выделяются полиолефиновые эластомеры (POE), углеродное волокно и другие новые материалы, такие как биоразлагаемые пластмассы. На 6-й встрече по обмену опытом между школами и предприятиями в области научных исследований и разработок, организованной Китайской федерацией нефтяной и химической промышленности в Шанхае 20 апреля, Ло Цимин, заместитель директора Департамента науки, техники и оборудования Нефтехимической федерации, провел тщательный анализ и инвентаризацию.
Достигнуты прорывы в области ключевых органических сырьевых материалов.
Адипонитрил — важное сырье для нейлона 66, производство которого технически сложно. До настоящего времени на рынке доминировала компания Invista. В последние годы, с быстрым развитием химической промышленности, производства конструкционных пластмасс и других областей, сфера применения нейлона 66 значительно расширилась, и ряд отечественных предприятий добились прорывов в исследованиях, разработках и промышленном внедрении адипонитрила, а также начали реализацию проектов по его использованию.
Ло Цимин рассказал, что в стране существуют два основных технических направления исследований и разработок адипдинитрила: метод с использованием адипдиновой кислоты и метод с использованием бутадиена.
Компания Chongqing Huafeng Group строит завод по производству адипдинитрила мощностью 200 000 тонн, основываясь на проекте завода мощностью 100 000 тонн, который планируется завершить в 2020 году, используя процесс производства адипдиновой кислоты.
Технология бутадиенового процесса также используется компанией Invista и обладает преимуществами короткого технологического процесса, низкой стоимости сырья и высокого качества продукции. После многолетних исследований и разработок компания China Chemical Tianchen Qixiang New Materials Co., LTD., используя технологию прямой гидроцианидизации бутадиена, построила установку по производству адипонитрила мощностью 200 000 тонн в год, что также открыло всю производственную цепочку и успешно запустило ее.
По сообщению журналиста, к концу этого года также будет введена в эксплуатацию определенная доля проекта по производству адипдинитрила бутадиеновым методом мощностью 50 тонн в год.
Доместикация высококачественных полиолефиновых сортов
«В нашей стране разработаны как газожидкостный полиэтиленовый процесс, так и трубчатый полипропиленовый процесс, на которые распространяются независимые права интеллектуальной собственности. Высококачественные полиолефиновые продукты, такие как полиэфирэфир (POE) и сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE), запускают процесс производства», — сказал Ло Цимин, говоря о развитии высококачественных полиолефиновых продуктов.
Полиэфирэфир (POE) — один из материалов с самой низкой плотностью среди синтетических материалов и ключевой материал для производства фотоэлектрических пленок нового поколения. Компания Sinopec, начавшая разработку технологии промышленного применения POE 20 лет назад, теперь пожинает плоды. Как стало известно корреспонденту, на недавно завершившейся 35-й Китайской международной выставке резины и пластмасс компания Sinopec представила ряд новых продуктов, включая эластомер POE, став первым отечественным патентообладателем, получившим полный набор независимых прав интеллектуальной собственности на POE.
В то же время, у компании Wanhua Chemical и других также есть условия для индустриализации производства полиэфирэфира (POE). Данные показывают, что по состоянию на март 2023 года планируемые к строительству производственные мощности в Китае достигли 2,1 миллиона тонн. В ближайшие 2-3 года в нашей стране назревает бум производства POE.
Благодаря своим превосходным характеристикам, сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) в последние годы привлекает все больше внимания со стороны нефтехимических и энергетических компаний. По словам корреспондента, с июля 2022 года компании Daqing Petrochemical, Jiangsu Sturbang и Shanghai Chemical Research Institute вышли на рынок СВМПЭ в рамках нового производства или расширения энергетического сектора. Среди них, основным направлением деятельности Daqing Petrochemical является производство диафрагм для литиевых батарей. Производство компании Serbon в провинции Цзянсу, выпускающей 20 000 тонн продукции в год, также в основном сосредоточено на диафрагмах для литиевых батарей и волокнистых материалах. Основными продуктами являются волокнистые материалы, материалы для диафрагм литиевых батарей и смола для экструзионного формования.
Только в марте этого года было начато производство устройства из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMWPE) для 30-тонной кольцевой трубы стазиса Шанхайского химического научно-исследовательского института, что знаменует собой крупный прорыв моей страны в этой новаторской области технологий. В качестве основы для смолы используется высоковолокнистая мембрана и диафрагма из литиевой батареи.
Передовые технологии биоразлагаемых материалов
Введение ограничений на использование пластика подливает масла в огонь развития и производства биоразлагаемых материалов. По словам Ло Цимина, в нашей стране освоены технологии промышленного производства поликолевой кислоты (PGA), полинксил-бонола (PBS), полифенол-гексил-бонола (PBAT), полистимола (PLA), полибона (PCL), поликарбоната (PPC), полиакриловой кислоты (PHA) и других материалов, охватывающие основную категорию биоразлагаемого пластика, и создана полноценная мировая промышленная система по производству различных видов биоразлагаемого пластика.
В настоящее время полимолочная кислота (PLA) является наиболее биоразлагаемым материалом для исследований и применения. В Китае достигнуты ключевые прорывы в технологиях, позволяющих ей успешно конкурировать с импортной продукцией. Кроме того, в нашей стране впервые появились многие новые разновидности биоразлагаемых смол, такие как полигликолевая кислота (PGA), полибензонитрат (PBST) и первый в стране биоразлагаемый полиэфирный каучук Essence.
По сообщениям журналистов, компания Shanghai Dong Geng разработала собственную технологию легального получения полигликолевой кислоты (PGA) путем экстракции этилового эфира, что позволяет получать PGA медицинского класса; Центр исследований передовых эластичных материалов для тела Пекинского университета химической технологии разработал технологию непрерывного производства высокомолекулярного полимерного каучука на биологической подложке для разложения полиэфирного каучука и провел пилотные испытания на тысячах тонн.
Новый процесс производства синтетического каучука заполняет этот пробел.
Функциональная модификация растворенного полистиролбутадиенового каучука является актуальной темой в этой области, поскольку она может значительно улучшить свойства резиновых изделий, однако в Китае до сих пор не было запущено ни одного промышленного продукта. В мае 2021 года компании Petrochina, Университет Тунцзи и Даляньский технологический университет совместно разработали технологию синтеза функционального растворенного полистиролбутадиенового каучука и завершили создание первого комплекта оборудования для синтеза функционального растворенного полистиролбутадиенового каучука на нефтехимическом заводе в Душаньцзи, Китай. Полученный продукт был применен в производстве резины для протектора экологически чистых шин.
Неопреновый каучук является одним из важных стратегических материалов в национальной экономике и оборонной промышленности. Однако производство бутадиенового неопренового каучука — сложный процесс, требующий сложного оборудования. Компания Jinjiao Hi-tech (Shanghai) Co., LTD. преодолела эту «сложную задачу», разработав новый процесс производства бутадиенового неопренового каучука и проведя пилотные испытания. «По сравнению с нашим традиционным процессом на основе карбида кальция, этот процесс позволяет добиться значительного превосходства как по себестоимости, так и по качеству продукции», — сказал Ло Цимин.
Основные преимущества конструкционных пластмасс и специальных волокон очевидны.
Углеродное волокно, известное как «король новых материалов», является незаменимым стратегическим материалом для национальной экономики и оборонного строительства. Наша страна стала третьей страной после Японии и США, обладающей высокоэффективными технологиями производства углеродного волокна. «Углеродное волокно уровня T300 в нашей стране достигло уровня аналогичных зарубежных продуктов; углеродное волокно уровней T700 и T800 запущено в промышленное производство; ключевые технологии производства углеродного волокна уровней T1000 и M55J достигли прорыва и начали выпускаться», — сказал Ло Цимин.
Высокопрочное высокопрофильное полиамидное волокно имеет широкие перспективы применения в высокотехнологичных областях, таких как авиация, аэрокосмическая промышленность, электроника и защита. Пекинский университет химической технологии разработал технологию производства высокопрочного высокопрофильного полиамидного волокна, на основе которой была создана первая в стране и за рубежом линия по производству высокопрочного высокопрофильного полиамидного волокна, а также сформирована серия продукции.
Кроме того, разработанный Даляньским университетом науки и технологий и Даляньской химической компанией при Китайской академии наук фенольный эфирон-кетон также является первым в мире, и все необходимые промышленные устройства уже созданы.
Электронная химия развивается быстрее.
Стремительный рост новой энергетической отрасли открыл новые возможности для развития электронной химии, и конкуренция между многими отечественными предприятиями ускорила продвижение технологий электронной химии.
В последние годы в моей стране наблюдался избыток мощностей по производству фосфатов промышленного и пищевого качества, однако ключевые материалы для производства микросхем, такие как сверхчистый фосфат электронного класса, полностью зависели от импорта. После более чем 10 лет неустанных усилий компания Xingfa Group достигла уровня чистоты фосфата электронного класса от «3,9» до «9,9».
Фтористоводородная кислота электронного класса в основном используется для очистки и предотвращения коррозии интегральных схем и микросхем больших размеров. Один из ведущих отечественных производителей электронно-химической продукции официально вошел в систему квалифицированных поставщиков TSMC в мае 2022 года и начал рассматривать возможность серийной поставки высокочистых электронно-химических материалов, в основном фтористоводородной кислоты полупроводникового класса.
Кроме того, некоторые химические реактивы для электроники, разработанные и производимые компанией Suzhou Jingrui, такие как перекись водорода и серная кислота, газ Haohua, трифторид азота от института Sinoship 718, высокочистый хлор и хлористый водород от компании Taihe, специальные прекурсорные газы от компании Jiangsu Jacque, полировальные подушки от компании Hubei Dinglong и другие химические реактивы для электроники, также соответствуют требованиям передового технологического процесса производства микросхем.
«Разработка фоторезиста на основе фторида аргона для чипов, изготовленных по передовым технологическим процессам, остается сложной задачей и по-прежнему представляет собой вызов», — сказал Ло Цимин. Он отметил, что, хотя многие отечественные предприятия, начиная от смоляного мономера, фотоинициатора и растворителя и заканчивая фоторезистом, охватывают всю производственную цепочку, в настоящее время лишь часть продукции проходит тестирование на предприятиях-партнерах.
Дата публикации: 08 мая 2023 г.