近日,中國煤科所屬煤科院順利通過“聚酯PEN材料單體煤基2,6-萘二甲酸中試驗證”基礎設計審查,標志著“聚酯PEN單體年百噸級中試項目”正式步入落地實施階段。煤科院技術團隊歷時6年攻關,開創國內外首創的微通道反應器連續合成煤基2,6-萘二甲酸成套新工藝及裝備,并通過中國石油和化學工業聯合會的科技成果評價,得到中國科學院徐春明院士等專家的高度認可。從實驗室技術突破到全產業鏈布局,煤科院為下一步PEN材料國產替代和自主可控奠定堅實基礎,同時為推動煤化工產業向高端化、多元化和低碳化方向發展注入了強勁動力。
聚萘二甲酸二甲酯(PEN)材料,作為21世紀新型功能性材料,在5G通訊、光伏及氫燃料電池膜電極、航空航天和原子能材料等領域都展現出廣闊應用前景,但其關鍵單體2,6-萘二甲酸(2,6-NDA)的制備技術長期被國外壟斷,嚴重制約著我國PEN產業的發展。習近平總書記2021年在陜西榆林考察時,對煤化工產業提出“要提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能,促進煤化工產業高端化、多元化、低碳化發展”的要求。國家相關部委陸續出臺《精細化工產業創新發展實施方案(2024-2027年)》《工業戰略性新興產業分類目錄(2023)》和《新材料關鍵技術產業化實施方案》等,從政策層面支持我國PEN材料的發展。
煤科院堅持面向國家重大需求,按照習近平總書記關于現代煤化工產業發展的重要指示要求,以國家PEN產業發展需求為導向,聚焦清潔低碳,另辟蹊徑,從源頭創新工藝,實現“繞道突圍”,探索煤炭由傳統燃料向高值原料的轉型路徑。利用自身煤轉化技術積累,順利突破煤基2,6-萘二甲酸合成制備技術,建立了年噸級煤基PEN單體全過程制備平臺,并形成微通道反應器連續合成煤基2,6-萘二甲酸成套新工藝及裝備。相關院士專家建議,結合工程放大效應與培育下游產品開發,加快PEN單體百噸級中試示范裝置建設,突破成果轉化的“最后一公里”。
為構建全產業鏈協同格局,煤科院針對煤基PEN材料關鍵單體技術路線,在產業鏈各環節均開展了緊密規劃。聚焦PEN單體制備技術國外專利壁壘,不斷強化知識產權布局,建立了完備的知識產權體系。目前,已取得國內授權專利20余項,并申請國際PCT專利各1項;同步開發出2,6-萘二甲酸國家標準樣品1項,填補國內PEN單體高純樣品空白,并且建立了煤基PEN單體全過程的分析表征和質量控制新方法。同時,基于小試平臺自主開發的產品與國外產品對標,開展了下游用戶端性能評測,得到“產品外觀均一,單體純度已達進口水平,性能相當”的用戶反饋。
當前,該項目正處于百噸級中試裝置建設的關鍵時期。煤科院將持續強化科技創新引領,塑造煤炭高值轉化產業鏈,發展特種高端新材料,為把我國煤炭儲量優勢轉化為資源優勢,形成新的經濟增長極,推動我國高端材料產業的自主可控發展貢獻煤科智慧與力量。
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