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尼龙
是现代工业体系中不可或缺的
基础性战略原料
覆盖纺织、汽车、航空航天等
诸多关键领域
而高端尼龙量产的核心命脉
牢牢系于高纯环己烯
这项核心化工技术
是全球公认的世界级难题
半个多世纪以来
日本独家垄断,严密封锁技术
欧美多国攻坚落败,始终无法突破
在这样被动受制的局面下
郑州大学化学学院刘寿长教授
深耕近三十载
从一台1升小型高压釜起步
自主攻坚、突破壁垒
为中国尼龙产业打破卡脖子困局
筑牢了属于我们自己的技术闸门
阵痛:核心命脉捏在别人手里
1995年,河南省斥资30亿元
从日本公司引进
年产6万吨尼龙66盐生产线
日方转让了工艺与设备
却将最核心的催化剂制备技术
牢牢攥在手中
关键技术受制于人
提质增效无从谈起
严重制约了我国尼龙行业的发展
1998年,神马集团专程到访郑州大学
找到刚刚博士毕业返校的刘寿长
“能不能帮我们开发苯制环己烯技术,
打破日本垄断?”
攻克苯制环己烯技术
冲破技术封锁
成败之间,连着三十亿项目的命运
也连着国内尼龙产业能否自主的未来
刘寿长毅然接下这副重担
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转向:一场化工路线的“绿色革命”
世界主流的尼龙原料生产工艺
是苯完全加氢法
将苯分子用氢气“喂饱”得到环己烷
再经过复杂的氧化、分离、精制步骤
才能得到尼龙所需原料
但这项工艺隐患重重
中间环节多、损耗大,还容易出事
环己烷氧化工序需在高温高压下进行
稍有不慎就会引发爆炸
同时该工艺会产生
大量含酸、含碱的废水废气
碳原子利用率不足80%
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而刘寿长选择另辟蹊径
攻关苯选择加氢法
让苯分子只加“半饱”的氢
停在环己烯这个中间产物上
再直接水合生成尼龙原料
整套流程在密闭设备内完成
安全且碳原子利用率达到100%
原理听上去并不复杂
却难住了一众国际化工巨头
让苯分子“半饱”远比“全饱”更加艰难
环己烯是苯加氢生成环己烷
进程中的中间产物
苯分子极易“刹不住车”
直接完全加氢生成环己烷
即便生成了目标产物环己烯
它也比苯更容易被继续加氢
正如一辆高速行驶的列车
要在指定的毫秒间精准制动
多一秒过头,少一秒不到
让反应恰好停留在中间产物阶段
并实现工业化
刘寿长要做的
就是给这个反应装上一个“精准制动阀”
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攻坚:从1升釜到20万吨产线
刘寿长一头扎进实验室
开始了文献、实验、失败、再实验的循环
“前期大量研读国内外文献,
特别是复旦大学邓景发院士的非晶态催化路线,
指导我们从零开始”
历经十余年小试、中试和产业化研究
团队终于在2012年实现全面技术突破
2012年9月,苯制环己烯催化技术成功工业化
我国第一套20万吨/年环己烯法
生产己内酰胺装置正式投产
主要技术指标苯转化率40%
环己烯选择性80%以上
催化剂性能指标达到日本旭化成水平
自此,中国成为世界上第二个
实现苯制环己烯技术工业化
并拥有完全自主知识产权的国家
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蝶变:从纯进口国到全球最大出口国
如今,依托这项技术
全国共建成苯制环己烯装置40余套
国内新增市场100%采用郑州大学技术
在国内尼龙产业升级浪潮中
环己烯路线占比已超90%
正在全面替代安全隐患大
“三废”排放高的传统环己烷氧化工艺
将原料命脉稳稳掌握在中国人自己手中
我国从己内酰胺纯进口国
一跃成为全球最大出口国
角色彻底逆转
放眼全球
环己烯法已成为
新一代尼龙绿色制造的标杆技术
为中国新材料产业
赢得越来越大的国际话语权
该成果获得多项奖励
先后获得河南省科技进步奖一等奖
中国石油和化学工业联合会
技术发明奖一等奖
中国专利优秀奖两次
河南省技术发明奖一等奖等
团队共授权国家发明专利18件
7项成果通过省部级鉴定
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2020年,刘寿长入选
“中国网事·感动2020”年度人物
他在接受采访时表示
“科研无止境,
要始终坚持踏踏实实工作、认认真真做人,
将个人命运与国家命运紧密相连,
只要还能干得动,
就要拼命学习、拼命工作,
对得起自己的一生,
也为国家发展尽微薄之力”
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这句话是刘寿长近三十年技术突围
最朴素,也最有力的注脚
从30亿元生产线受制于人的“命门之痛”
到全球最大出口国的技术自信
他用实验室的灯光和工厂里的汗水
为中国尼龙产业链
装上了属于自己的“中国闸门”
一代代郑大科研人接续求索
把科研理想
锚定在国家最需要的地方
以自主创新冲破壁垒
让实验室里的突破
化作产业发展的底气
这底气
是郑大与祖国同行的回响
也是中国制造走向世界的通行证
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来源:郑州大学
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