攻克关键技术、打破国外垄断——记科技进步一等奖成果高性能聚硅氧烷合成与氯硅烷...

助推有机硅产业集群发展

——记科技进步一等奖成果高性能聚硅氧烷合成与氯硅烷综合利用技术

高性能聚硅氧烷合成与氯硅烷综合利用关键技术及产业化项目打破了国外对高性能聚硅氧烷、高纯度硅油及高档次白炭黑的技术垄断，加快了有机硅下游产品的功能化和精细化进程，实现了产业的绿色可循环清洁生产，参与项目研发的多家攻关单位还实现了原料生产环节的高效循环利用，形成了有机硅产业集群发展模式。该项技术成果近日获得了中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。

攻克4项关键技术

该项目第一完成人——宜昌汇富硅材料有限公司研究院院长兼宜昌兴发化工集团公司有机硅材料首席科学家王跃林博士表示，项目实施前，我国生产核心原料的聚硅氧烷合成与副产氯硅烷综合利用关键技术和高端市场被少数跨国公司垄断，限制了我国有机硅产业的发展。经过多年的研究，他们先后在聚硅氧烷、高纯度硅油、利用有机硅副产物生产亲水型、疏水型气相法白炭黑技术上取得重大突破，并成功实现产业化。

该项目攻克了4项关键核心技术：二甲基二氯硅烷水解物直接合成超低黏度羟基封端聚硅氧烷关键技术、梯度升温法生产高乙烯基链节摩尔分数的乙烯基封端聚甲基乙烯基硅氧烷新工艺、高纯度硅油连续化制备技术和关键设备、稳定脱酸生产硅橡胶用气相法白炭黑及连续在线表面处理关键技术。

王跃林介绍，该项目研发周期从2009年8月开始，到2015年3月结束;产业化实施阶段从2011年开始到2016年结束，前后跨越9年时间;其中宜昌汇富硅材料有限公司年产8000吨亲水型气相法白炭黑及年产1000吨疏水性气相法白炭黑二期工程的投产，标志着项目最主要的短板攻克成功，为我国有机硅产业链的完善和高质量发展树立了榜样。

核心原材料打破垄断

“该项目最重要的贡献是解决了硅橡胶关键原料生产技术在清洁生产、产品性能、质量标准等方面与高端硅橡胶市场需求存在巨大差距、无法参与国际竞争的问题。” 王跃林介绍说，项目的成功实施使硅橡胶这一有机硅产业最重要产品的核心原材料完全实现了国产化，并消除了高端气相二氧化硅等关键材料被国外公司断供的风险，为我国有机硅生产“绿色化、高效化、高端化”提供了最佳实践方案。

具体来说，二甲基二氯硅烷水解物直接合成超低黏度羟基封端聚硅氧烷关键技术，省去了传统制备中需要水解物裂解制备甲基硅氧烷(DMC)的工艺环节，降低了生产能耗，减少了污染物排放量，实现了更高水平的清洁制备工艺。高纯度硅油连续化生产技术，与传统间歇工艺对比，生产效率提升约20%，能耗降低约10%。气相法白炭黑新工艺利用一甲基三氯硅烷/含氢氯硅烷/共沸物等有机硅副产物，提高了副产物综合利用的水平，为企业带来新的利润增长点。

王跃林表示，该项目得到了以中国工程院蹇锡高院士领衔的鉴定委员会高度肯定：项目实现了硅橡胶核心原材料的生产技术突破，总体达到国际先进水平，部分处于国际领先水平。

建立循环生产模式

“项目由湖北兴发化工集团股份有限公司、武汉工程大学、宜昌汇富硅材料有限公司、广州吉必盛科技实业有限公司等多家单位协同攻关完成，是有机硅上中下游产业合作的结晶。” 王跃林介绍，此前国内的有机硅单体生产环境面对着各环节工艺契合度低、副产物综合利用率低、经济效益低下等弱点，在全球化竞争格局中处于不利地位。

在项目的研发及实施过程中，多家攻关单位着力优化硅橡胶关键原材料的生产工艺和制备技术，在实现节能降耗、提高产品质量和生产效率的同时，实现了原料生产环节的高效循环利用。

例如，有机硅单体副产物是制约生产企业的一大难题，宜昌汇富硅材料有限公司以有机硅一甲基三氯硅烷、含氢单体、低沸物和共沸物等副产物为混合原料生产气相法白炭黑，而生产出的气相法白炭黑是硅橡胶的最重要补强填料，也是一种用途广泛、经济价值高的化工新材料。这项关键技术将有机硅上游产生的有害副产物，转化为有机硅产业链中不可或缺的气相二氧化硅产品，打造出副产物高度综合利用的化工生态。

这种生态模式既帮助有机硅单体企业解决了后顾之忧，建立了有机硅循环生产模式;又实现了更高水平的绿色生产，形成了“高效、低耗、清洁、增值”的有机硅产业集群发展模式。