拥抱民族尼龙产业新时代①｜十年磨一剑 突破“卡脖子”

时间: 2024-02-23 03:42:26 |   作者: 树脂拉链系列

  “我们能生产尼龙66，但不能生产己二腈，就像我们想做面包，但没面粉。”7月31日，中国化学中国天辰工程有限公司（下称“天辰公司”）党委委员、副总经理，天辰齐翔党委书记、董事长梁军湘的这个比喻，形象地描绘出了己二腈对中国尼龙66产业的重要性。

  正因如此，在技术受封锁、可参考资料几乎为零的情况下，中国化学首席科学家、天辰公司研发首席首席技术官杨克俭带领研发人员，历经10年，终于攻克己二腈生产技术，一举打破国外技术垄断。

  天辰公司的前身，是原化学工业部第一设计院，是新中国成立最早的国家级化工勘察设计单位。

  61岁的杨克俭，自1982年进入单位至今，一直从事工程设计、开创性研发技术及产业化工作，先后主持近百项大型或超大型氯碱、天然碱、己内酰胺项目，多个项目实现国有自主知识产权技术的首次大型化和产业化。

  “2000年前后，我们就和淄博的化学企业建立了合作伙伴关系，将我们的一些技术在淄博落地。”杨克俭说，合作过程中，他们遇到了己二酸产能过剩、附加值低的问题，而要想解决这一个问题，己二腈是最关键的原料。“有了己二腈，不但可以解决己二酸的问题，还可以生产尼龙66。”

  与目前被普遍的使用的尼龙6相比，尼龙66是更高端的尼龙品种，也是促进国内新材料高端市场发展的关键原料。尼龙66拥有优良的耐热性和抗强冲击性，非常适合于如特种轮胎、发动机等部件生产。“尼龙66可用作高性能防护服纤维材料，其与木质纤维混纺后，比常用的涤纶和维纶更舒适、更轻便。”杨克俭说。

  汽车领域是尼龙66最大的应用领域，作为实现汽车轻量化的重要材料，几乎所有汽车部位不能离开尼龙66的贡献。

  然而，过去只有少数国外跨国公司掌握己二腈生产技术，在天辰齐翔己二腈及系列新材料项目成功投产之前，全球只有14套己二腈生产装置，且产品多为自用。国外跨国公司几乎垄断了全球的己二腈贸易，并经过控制己二腈把控了全球尼龙66的供给。中国一直是己二腈的净输入地区，“己二腈全部依赖进口，不仅导致我国没办法形成完整的尼龙工业体系，还给国内制造业转变发展方式与经济转型带来很大困难。”杨克俭说，“己二腈国产后，国内尼龙66产品也可以摆脱对国外跨国公司的依赖。”

  己二腈作为完全依赖进口的化工原料，被市场称为“尼龙产业链的咽喉”，其价格长期处在高位。2018年，受国际贸易关系影响，国内下游产品尼龙66价格直接暴涨200%。

  “目前己二腈售价约为3.6万元/吨，但你知道最贵的时候国外进口产品能卖多钱？一吨能卖到八九万元。”杨克俭说。

  与其受制于人，不如自我研发。在与合作伙伴充分沟通之后，天辰公司开始了己二腈生产技术的研发。

  然而，己二腈生产的基本工艺较长，催化剂体系复杂，技术壁垒及投资门槛较高，想要在国外技术封锁、可参考资料几乎为零的条件下实现突破，谈何容易。更何况，反应物涉及剧毒，微克足以致死，参与项目的研究人员随时都要面对死亡的风险，很多科研工作者对此项技术望而却步。

  “这些年，我们从始至终悲壮地走在前面。”考虑到技术的保密性，杨克俭带领一支近50人的开发团队，在淄博一条件艰苦的地区秘密研发。“我们每天戴着防毒面具，面对各种枯燥的设备仪器，没有娱乐，最重要的是，非常有可能拼尽一生也一无所获，这对一个科研人员来说，是最痛苦的。”

  研发己二腈，首先要有催化剂。起初，开发团队一步步摸索着试验，却怎么也得不到想要的结果。一次又一次的失败、重来，研发人员边摸索边实践，足足用了一年半，合格的催化剂才呈现在杨克俭和他的团队面前。

  随后数年间，杨克俭带领的研发团队慢慢扩大到了100余人。在一次次的失败后，天辰公司具备拥有自主知识产权的己二腈生产技术终于研发成功，并于2015年9月28日通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定，技术水平达到国内领先水平。

  关键核心技术是国之重器，对于推动我们国家经济高质量发展、保障国家安全具有十分重要的意义。天辰公司己二腈生产技术研发成功，对于弥补制约我国制造业转变发展方式与经济转型的突出短板有重大意义。

  为加快突破新材料领域的技术瓶颈，2017年底，国家发改委将“单套装置5万吨/年己二腈生产技术”列入《增强制造业核心竞争力三年行动计划（2018-2020）》中的《新材料关键技术产业化实施方案》；2019年，国家发改委公布《产业体系调整指导目录（2019年本）》，万吨级己二腈生产装置被列为鼓励项目；《石油和化学工业“十三五”发展规划》也将己二腈列为“十三五”高端石化化工产品发展重点项目。

  我国拥有全世界最多的人口，这也催生出服装和汽车等领域庞大的消费市场。此前，因己二腈完全依赖进口，国内尼龙66的产量增长远远落后于尼龙6，且销量差距慢慢的变大。天辰齐翔己二腈国产化的消息传出后，国内尼龙66的投资热情被点燃，下游530多万吨尼龙66产能已经悄然上路，国内尼龙66就此进入扩能期。

  但在中国化学科学家，天辰公司CEO助理、研发中心主任，天辰齐翔董事王聪看来，目前国内的己二腈和尼龙66产业还处于发展初期，远没有进入技术突破后的快速地发展期。

  近五年来，国内尼龙66的需求一直在40-50万吨/年徘徊，2020年为56万吨，其消费量约59万吨，只有尼龙6的15%。“目前己二腈的国产化与10多年前尼龙6主要的组成原材料己内酰胺的国产化历程类似，过去己内酰胺一直大量依靠进口，制约我国尼龙6产业高质量发展。随着己内酰胺生产技术国产化，过去10年，国内己内酰胺、尼龙6产能与消费量均迅速增长。2011年，我国己内酰胺的生产能力为58.5万吨，到2020年增长到433万吨；2011年国内尼龙6聚合产能为193.5万吨，到2020年已达到534万吨/年。产量和需求逐步扩大的同时，其应用场景范围也在持续扩大。”王聪说。

  以民用服装领域为例，目前国内民用服装主要是采用尼龙6纤维，但欧洲很多国家民用服装都采用尼龙66纤维。随着己二腈国产化，包括高端瑜伽服、速干服、弹力锦纶外衣、冲锋衣等在内的民用服装都会选用尼龙66纤维。

  在新能源汽车和轨道交通等方面，“以塑代钢”已成为趋势。尼龙66凭借轻质化、耐热、耐高温、高强度等多种性能优势，不但可以降低汽车零部件金属使用量，满足车辆轻量化需求，还可在部件工艺流程中减少由焊接等步骤带来的能源消耗。对于高铁部分车体部件，大型船舶涡轮、螺旋桨轴、螺旋推进器和滑动轴承等部件来说，尼龙66均是理想的材料。

  “随着己二腈生产规模扩大、成本降低，尼龙66的应用潜力会迅速释放，甚至会呈现几何级增长。”王聪认为，未来数年，国内尼龙66产业将发生根本性转变，甚至整个行业的竞争格局也会被颠覆。

  “第一步我们已解决了‘没’的问题；第二步我们将对其来优化提升；第三步我们将重点考虑怎么超越。”谈及未来，杨克俭说。

  眼下，已完成第一步的天辰齐翔，正在同步进行第二步工作，更专业开发团队的组建，将使包括催化剂在内的每个方面流程得到最大限度优化提升。

  杨克俭说，随着天辰齐翔己二腈实现国产，各路资本、原料企业、改性企业等将“蜂拥入市”。“未来五年，中国或将成为全世界最大的尼龙66市场。”