前段時間，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織鑒定委員會對中石化石油化工科學研究院有限公司（以下簡稱石科院）牽頭完成的“變革性己內(nèi)酰胺成套技術及產(chǎn)業(yè)化應用”進行了科技成果鑒定。

鑒定委員會一致認定，此項變革性己內(nèi)酰胺成套技術整體達到國際領先水平。

“三道關卡”封鎖國內(nèi)己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)

己內(nèi)酰胺是第二大合成纖維和工程塑料尼龍6的單體，廣泛應用于紡織、包裝、電子、汽車、航天航空等新材料領域。同時，己內(nèi)酰胺也是一種能耗和二氧化碳排放高、生產(chǎn)工藝復雜、本質(zhì)安全性差和雜質(zhì)管控要求高的基礎化學品。

40年前，我國己內(nèi)酰胺主要依賴進口。為改善民生，國家投資上百億元引進生產(chǎn)技術，建成3套5萬噸/年生產(chǎn)裝置，但生產(chǎn)成本高、污染與虧損問題較為嚴重，不能滿足我國人民“穿好衣”的重大需求。

長期以來，國內(nèi)己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)面臨“三道關卡”：一是關鍵原料環(huán)己酮傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝存在碳原子利用率低、三廢排放量大、本質(zhì)安全性低、生產(chǎn)能耗高等問題，環(huán)己酮被列入國家重點環(huán)境風險防控化學品名單，開發(fā)原子經(jīng)濟性高、能耗低的綠色生產(chǎn)新技術迫在眉睫；二是另一關鍵原料過氧化氫受制于國外技術封鎖，國內(nèi)固定床技術生產(chǎn)效率低、重大安全事故頻發(fā)等問題；三是國內(nèi)己內(nèi)酰胺優(yōu)等品不能滿足高速紡要求、高端領域應用受限，以及生產(chǎn)能耗和二氧化碳排放高，廢水排放量大且COD、氨氮、總氮含量高，具有強生物毒性，影響生化系統(tǒng)運行等問題。

產(chǎn)學研用開發(fā)原始性創(chuàng)新技術

針對己內(nèi)酰胺關鍵原料環(huán)己酮傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝碳原子利用率低、三廢排放量大、本質(zhì)安全性低、生產(chǎn)能耗高等問題，團隊國際首創(chuàng)環(huán)己烯酯化加氫制備環(huán)己酮新技術。他們發(fā)明負載型苯選擇加氫催化劑和工藝，攻克高活性、高選擇性不易兼得的難題；發(fā)明催化精餾環(huán)己烯酯化工藝和規(guī)整催化劑，突破酯化反應平衡限制，通過反應精餾巧妙實現(xiàn)環(huán)己烷與環(huán)己烯的分離，降低能耗；創(chuàng)制多元復合氧化物酯加氫納米催化劑，開發(fā)乙酸環(huán)己酯加氫聯(lián)產(chǎn)環(huán)己醇和乙醇新工藝，將乙酸轉化為無水乙醇，提高技術經(jīng)濟性；使碳原子利用率從80%提高到95%以上，三廢排放量減少90%。

針對己內(nèi)酰胺關鍵原料過氧化氫受制于國外技術封鎖，國內(nèi)固定床技術生產(chǎn)效率低、重大安全事故頻發(fā)等問題，團隊在國內(nèi)首創(chuàng)流化床過氧化氫生產(chǎn)技術，創(chuàng)制了高強度、高活性、高穩(wěn)定性蒽醌加氫微球催化劑，研制了高產(chǎn)能工作液配方，發(fā)明了集反應-分離-取熱為一體的流化床加氫反應器和微界面氣液傳質(zhì)新型氧化反應器，揭示過氧化氫分解多因素影響規(guī)律，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的本質(zhì)安全。

聚焦國內(nèi)己內(nèi)酰胺優(yōu)等品性能指標與高速紡工藝要求的適配性差距及高端應用領域拓展受限問題，團隊開發(fā)己內(nèi)酰胺內(nèi)在品質(zhì)提升關鍵技術，使產(chǎn)品從不能用于高速紡提升至100%滿足高速紡要求；開發(fā)己內(nèi)酰胺全流程降碳減排生產(chǎn)技術，二氧化碳和“三廢”排放量下降43%和73%，攻克強生物毒性、高鹽高COD廢液處理難題，引領己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術向高端化、綠色化發(fā)展。

多方協(xié)作實現(xiàn)高質(zhì)量產(chǎn)業(yè)化

從實驗室的瓶瓶罐罐到屹立于工廠的生產(chǎn)裝置，項目的成功得益于研究團隊十余年如一日的堅守與付出，更得益于“需求共研、分工協(xié)作、資源共用、風險共擔、成果共享”產(chǎn)學研用深度融合的協(xié)同創(chuàng)新機制。石科院堅持“四個面向”，聯(lián)合中國石化湖南石化、中石化上海工程公司、中石化安全工程研究院有限公司和中國石化催化劑公司等單位，建立“需求牽引-基礎研究-工程轉化-產(chǎn)業(yè)升級”技術產(chǎn)業(yè)化推進機制，系統(tǒng)梳理并分步攻克掣肘己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)升級的關鍵科學問題和技術瓶頸。

目前，變革性己內(nèi)酰胺成套技術在湖南石化建成全球最大、技術最先進的60萬噸/年生產(chǎn)裝置，使CO2和污染物排放量分別下降56%和74%，能耗下降近300千克標油/噸、生產(chǎn)成本下降近3000元/噸。2024年，該技術被評為中國工程院成立30年30項重大工程之一。