助推膠管業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，蘭州石化滿足下游用戶迫切需求
核心提示：近日，由中國(guó)石油石油化工研究院、蘭州石化公司、西北化工銷售分公司合作開發(fā)的高回彈特種丁腈橡膠NBR3306G入選中國(guó)石油和化學(xué)工
近日，由中國(guó)石油石油化工研究院、蘭州石化公司、西北化工銷售分公司合作開發(fā)的高回彈特種丁腈橡膠NBR3306G入選中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)2023年度化工新材料創(chuàng)新產(chǎn)品榜單。該產(chǎn)品滿足了我國(guó)工程機(jī)械設(shè)備對(duì)膠管的需求。其成功研發(fā)標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)高壓耐油膠管用丁腈橡膠基礎(chǔ)膠實(shí)現(xiàn)自主突破，成為中國(guó)攻堅(jiān)關(guān)鍵材料助推膠管業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
膠管是由橡膠為管體材料、以纖維或鋼絲為骨架層制造的軟管，用于物料的輸送或金屬管道的連接，為各行各業(yè)提供了關(guān)鍵的連接和輸送解決方案。近年來(lái)，我國(guó)工程機(jī)械設(shè)備的發(fā)展已經(jīng)駛?cè)肟燔嚨溃瑢?duì)輕量化、耐高壓高溫、低彎曲、高耐磨、高脈沖的膠管需求不斷增長(zhǎng)。
高壓耐油膠管被稱為機(jī)械的“血脈”，由內(nèi)膠層、骨架層和外膠層組成。內(nèi)膠層直接承受傳輸介質(zhì)的侵蝕和磨損并防止泄漏，外膠層保護(hù)膠管不受外界環(huán)境的損傷和腐蝕，多層編制或纏繞時(shí)，層與層之間搭接中膠。丁腈橡膠是高壓耐油膠管用量最大的膠種，在內(nèi)膠層、中膠層和外膠層均有應(yīng)用。因此，作為膠管基體材料之一，丁腈橡膠的產(chǎn)品性能直接決定著高壓耐油膠管的性能優(yōu)劣和使用壽命。但是長(zhǎng)期以來(lái)，高壓耐油膠管用丁腈橡膠被國(guó)外所壟斷，成為“卡脖子”的關(guān)鍵材料。
基于此，中國(guó)石油石油化工研究院、蘭州石化公司和西北化工銷售分公司聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)，著力推動(dòng)膠管行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
“創(chuàng)新+技術(shù)” 攻克生產(chǎn)瓶頸制約
蘭州石化利用“創(chuàng)新+技術(shù)”模式，全面實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和科技強(qiáng)企發(fā)展戰(zhàn)略，通過(guò)精心統(tǒng)籌、精準(zhǔn)施策、精益運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了科技資源、資金、人才一體化管理，為企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)效創(chuàng)造了有利條件。
通過(guò)組織專家團(tuán)隊(duì)、技術(shù)人員，圍繞生產(chǎn)難題和裝置瓶頸，大力開展技術(shù)攻關(guān)，破解生產(chǎn)瓶頸，提升生產(chǎn)效率。通過(guò)集智攻關(guān)，“干氣制乙苯裝置和苯乙烯裝置精益運(yùn)行優(yōu)化攻關(guān)”“優(yōu)化聚丙烯產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”等攻關(guān)項(xiàng)目取得重要進(jìn)展。其中，干氣制乙苯裝置瓶頸制約緩解后，裝置運(yùn)行效率持續(xù)提升，每年增效7000余萬(wàn)元。蘭州石化還成功攻克了高抗沖聚丙烯沖擊強(qiáng)度散差、乙苯裝置二甲苯含量高、全密度聚乙烯裝置粉料結(jié)片等技術(shù)難題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。公司組織技術(shù)人員應(yīng)用FCC-SIM軟件建成22套催化裝置模型，開展70余次模擬優(yōu)化計(jì)算，為催化劑銷售提供技術(shù)支持；高質(zhì)量完成碳四碳五資源綜合利用方案，為乙烯產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
完成中試驗(yàn)證?為工業(yè)應(yīng)用打牢基礎(chǔ)
項(xiàng)目組研發(fā)人員經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有丁腈橡膠牌號(hào)產(chǎn)品穩(wěn)定性不足，生產(chǎn)過(guò)程中門尼黏度波動(dòng)范圍控制在±5，結(jié)合丙烯腈在±1.5%，容易造成腈基鏈節(jié)在聚合物中分布不均等問(wèn)題。這也導(dǎo)致用其制作的膠管存在耐介質(zhì)性、溶脹性、回彈性及耐屈撓性不足的問(wèn)題，影響膠管抗傳輸介質(zhì)的侵蝕和磨損能力，特別是難以滿足高溫、高壓下40萬(wàn)次以上的脈沖試驗(yàn)測(cè)試要求。
為了紓解這一技術(shù)難題，科研人員在小試過(guò)程中，有針對(duì)性設(shè)計(jì)聚合配方及工藝，通過(guò)采用高效復(fù)合乳化體系和特定轉(zhuǎn)化率下的梯級(jí)變溫調(diào)節(jié)工藝，調(diào)控聚合物微觀結(jié)構(gòu)和非橡膠組分含量，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)優(yōu)化配方及工藝，最終實(shí)現(xiàn)了門尼黏度±3、結(jié)合丙烯腈±1%的窄分布控制，并在中國(guó)石油合成橡膠試驗(yàn)基地中試裝置完成了中試放大驗(yàn)證，為進(jìn)一步在蘭州石化公司工業(yè)應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
為了打通成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”，研發(fā)人員下車間、看現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合實(shí)際裝置研究工藝，和車間技術(shù)人員開展深入交流，制訂了詳細(xì)的工業(yè)試驗(yàn)方案。通過(guò)通力合作，2022年4月，蘭州石化公司丁腈橡膠裝置實(shí)現(xiàn)高回彈特種丁腈橡膠NBR3306G的首次工業(yè)化試生產(chǎn)，共生產(chǎn)產(chǎn)品302噸。產(chǎn)品主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平，打破了國(guó)外對(duì)該類產(chǎn)品的壟斷。
檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該牌號(hào)產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐介質(zhì)性、溶脹性、回彈性和耐屈撓性，能滿足國(guó)內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)高壓耐油膠管用材料的嚴(yán)苛要求。這對(duì)于扭轉(zhuǎn)制約我國(guó)高壓耐油膠管發(fā)展瓶頸的局面具有重要意義。
從2023年開始，科研人員一邊配合蘭州石化做好高回彈特種丁腈橡膠NBR3306G的穩(wěn)定化生產(chǎn)，再次生產(chǎn)412噸;一邊與西北化工銷售公司一起深入膠管生產(chǎn)企業(yè)，做好產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)，滿足了國(guó)內(nèi)高壓耐油膠管用戶的迫切需求。
膠管是由橡膠為管體材料、以纖維或鋼絲為骨架層制造的軟管，用于物料的輸送或金屬管道的連接，為各行各業(yè)提供了關(guān)鍵的連接和輸送解決方案。近年來(lái)，我國(guó)工程機(jī)械設(shè)備的發(fā)展已經(jīng)駛?cè)肟燔嚨溃瑢?duì)輕量化、耐高壓高溫、低彎曲、高耐磨、高脈沖的膠管需求不斷增長(zhǎng)。
高壓耐油膠管被稱為機(jī)械的“血脈”，由內(nèi)膠層、骨架層和外膠層組成。內(nèi)膠層直接承受傳輸介質(zhì)的侵蝕和磨損并防止泄漏，外膠層保護(hù)膠管不受外界環(huán)境的損傷和腐蝕，多層編制或纏繞時(shí)，層與層之間搭接中膠。丁腈橡膠是高壓耐油膠管用量最大的膠種，在內(nèi)膠層、中膠層和外膠層均有應(yīng)用。因此，作為膠管基體材料之一，丁腈橡膠的產(chǎn)品性能直接決定著高壓耐油膠管的性能優(yōu)劣和使用壽命。但是長(zhǎng)期以來(lái)，高壓耐油膠管用丁腈橡膠被國(guó)外所壟斷，成為“卡脖子”的關(guān)鍵材料。
基于此，中國(guó)石油石油化工研究院、蘭州石化公司和西北化工銷售分公司聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)，著力推動(dòng)膠管行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
“創(chuàng)新+技術(shù)” 攻克生產(chǎn)瓶頸制約
蘭州石化利用“創(chuàng)新+技術(shù)”模式，全面實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和科技強(qiáng)企發(fā)展戰(zhàn)略，通過(guò)精心統(tǒng)籌、精準(zhǔn)施策、精益運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了科技資源、資金、人才一體化管理，為企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)效創(chuàng)造了有利條件。
通過(guò)組織專家團(tuán)隊(duì)、技術(shù)人員，圍繞生產(chǎn)難題和裝置瓶頸，大力開展技術(shù)攻關(guān)，破解生產(chǎn)瓶頸，提升生產(chǎn)效率。通過(guò)集智攻關(guān)，“干氣制乙苯裝置和苯乙烯裝置精益運(yùn)行優(yōu)化攻關(guān)”“優(yōu)化聚丙烯產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”等攻關(guān)項(xiàng)目取得重要進(jìn)展。其中，干氣制乙苯裝置瓶頸制約緩解后，裝置運(yùn)行效率持續(xù)提升，每年增效7000余萬(wàn)元。蘭州石化還成功攻克了高抗沖聚丙烯沖擊強(qiáng)度散差、乙苯裝置二甲苯含量高、全密度聚乙烯裝置粉料結(jié)片等技術(shù)難題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。公司組織技術(shù)人員應(yīng)用FCC-SIM軟件建成22套催化裝置模型，開展70余次模擬優(yōu)化計(jì)算，為催化劑銷售提供技術(shù)支持；高質(zhì)量完成碳四碳五資源綜合利用方案，為乙烯產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
完成中試驗(yàn)證?為工業(yè)應(yīng)用打牢基礎(chǔ)
項(xiàng)目組研發(fā)人員經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有丁腈橡膠牌號(hào)產(chǎn)品穩(wěn)定性不足，生產(chǎn)過(guò)程中門尼黏度波動(dòng)范圍控制在±5，結(jié)合丙烯腈在±1.5%，容易造成腈基鏈節(jié)在聚合物中分布不均等問(wèn)題。這也導(dǎo)致用其制作的膠管存在耐介質(zhì)性、溶脹性、回彈性及耐屈撓性不足的問(wèn)題，影響膠管抗傳輸介質(zhì)的侵蝕和磨損能力，特別是難以滿足高溫、高壓下40萬(wàn)次以上的脈沖試驗(yàn)測(cè)試要求。
為了紓解這一技術(shù)難題，科研人員在小試過(guò)程中，有針對(duì)性設(shè)計(jì)聚合配方及工藝，通過(guò)采用高效復(fù)合乳化體系和特定轉(zhuǎn)化率下的梯級(jí)變溫調(diào)節(jié)工藝，調(diào)控聚合物微觀結(jié)構(gòu)和非橡膠組分含量，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)優(yōu)化配方及工藝，最終實(shí)現(xiàn)了門尼黏度±3、結(jié)合丙烯腈±1%的窄分布控制，并在中國(guó)石油合成橡膠試驗(yàn)基地中試裝置完成了中試放大驗(yàn)證，為進(jìn)一步在蘭州石化公司工業(yè)應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
然而，從中試到工業(yè)化生產(chǎn)，這中間隔著一道“天塹”。小試、中試采用的間歇聚合工藝，而工業(yè)化生產(chǎn)是連續(xù)聚合工藝，工藝的變化對(duì)產(chǎn)品性能可能會(huì)帶來(lái)不可預(yù)估的影響。
為了打通成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”，研發(fā)人員下車間、看現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合實(shí)際裝置研究工藝，和車間技術(shù)人員開展深入交流，制訂了詳細(xì)的工業(yè)試驗(yàn)方案。通過(guò)通力合作，2022年4月，蘭州石化公司丁腈橡膠裝置實(shí)現(xiàn)高回彈特種丁腈橡膠NBR3306G的首次工業(yè)化試生產(chǎn)，共生產(chǎn)產(chǎn)品302噸。產(chǎn)品主要性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平，打破了國(guó)外對(duì)該類產(chǎn)品的壟斷。
檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該牌號(hào)產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐介質(zhì)性、溶脹性、回彈性和耐屈撓性，能滿足國(guó)內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)高壓耐油膠管用材料的嚴(yán)苛要求。這對(duì)于扭轉(zhuǎn)制約我國(guó)高壓耐油膠管發(fā)展瓶頸的局面具有重要意義。
從2023年開始，科研人員一邊配合蘭州石化做好高回彈特種丁腈橡膠NBR3306G的穩(wěn)定化生產(chǎn)，再次生產(chǎn)412噸;一邊與西北化工銷售公司一起深入膠管生產(chǎn)企業(yè)，做好產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)，滿足了國(guó)內(nèi)高壓耐油膠管用戶的迫切需求。
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