Trong quá trình chuyển đổi từ sản xuất quy mô lớn sang sản xuất chất lượng cao của ngành công nghiệp dầu khí và hóa chất nước ta, những kết quả đột phá trong lĩnh vực vật liệu mới với tỷ lệ thâm nhập thấp và số lượng doanh nghiệp trong nước thấp đã mọc lên như nấm, và tình hình của hai trong số đó là chất đàn hồi polyolefin (POE), sợi carbon và nhựa phân hủy sinh học, cùng các vật liệu mới khác rất đáng khích động. Tại cuộc họp giao lưu và kết nối nghiên cứu khoa học giữa nhà trường và doanh nghiệp lần thứ 6 do Liên đoàn Công nghiệp Dầu khí và Hóa chất Trung Quốc tổ chức tại Thượng Hải ngày 20 tháng 4, ông Luo Qiming, Phó Giám đốc Vụ Khoa học và Công nghệ Thiết bị của Liên đoàn Hóa dầu, đã tổng hợp, phân loại và thống kê những thành tựu này.
Các nguyên liệu thô hữu cơ quan trọng đã có những bước đột phá.
Adiponitrile là một nguyên liệu quan trọng của nylon 66, nhưng việc sản xuất nó về mặt kỹ thuật rất khó khăn. Cho đến nay, thị trường sản phẩm này chủ yếu do Invista thống trị. Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của sợi hóa học, nhựa kỹ thuật và các lĩnh vực khác, phạm vi ứng dụng của nylon 66 đã được mở rộng, một số doanh nghiệp trong nước đã đạt được những bước đột phá trong nghiên cứu và phát triển cũng như công nghiệp hóa adiponitrile, và nhiều dự án sản xuất adiponitrile đã được khởi động.
Luo Qiming giới thiệu rằng có hai hướng nghiên cứu và phát triển chính về adipdinitrile trong nước, đó là phương pháp axit adipdinic và phương pháp butadien.
Tập đoàn Huafeng Trùng Khánh đang xây dựng một nhà máy sản xuất adipdinitrile công suất 200.000 tấn dựa trên nhà máy adipdinitrile công suất 100.000 tấn hiện có, dự kiến hoàn thành vào năm 2020, bằng phương pháp sử dụng axit adipdinic.
Quy trình sử dụng butadien cũng là công nghệ được Invista áp dụng, với ưu điểm là quy trình ngắn, chi phí nguyên liệu thấp và chất lượng sản phẩm tốt. Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, Công ty TNHH Vật liệu mới Tianchen Qixiang thuộc Trung Quốc đã xây dựng thành công nhà máy sản xuất adiponitrile công suất 200.000 tấn/năm bằng công nghệ hydrocyanua hóa trực tiếp butadien, mở ra toàn bộ chuỗi công nghiệp và bắt đầu hoạt động.
Theo phóng viên, một phần công trình xây dựng dự án sản xuất adipdinitrile bằng phương pháp butadien với công suất 50 tấn/năm cũng sẽ được đưa vào vận hành vào cuối năm nay.
Thuần hóa các giống polyolefin cao cấp
“Quy trình sản xuất polyetylen lỏng-khí và quy trình sản xuất polypropylen dạng ống, vốn có quyền sở hữu trí tuệ độc lập, đều đã được thực hiện tại nước ta. Các sản phẩm polyolefin cao cấp như POE và UHMWPE (polyetylen có khối lượng phân tử cực cao) đang thúc đẩy mạnh mẽ quá trình sản xuất”, ông Luo Qiming cho biết khi nói về sự phát triển của các loại polyolefin cao cấp.
POE là một trong những vật liệu có mật độ thấp nhất trong các vật liệu tổng hợp, và là vật liệu cốt lõi quan trọng để chế tạo màng quang điện thế hệ mới. Sinopec, công ty bắt đầu nghiên cứu công nghệ công nghiệp hóa POE từ 20 năm trước, hiện đang gặt hái được nhiều thành quả. Phóng viên được biết rằng tại Triển lãm Cao su và Nhựa Quốc tế Trung Quốc lần thứ 35 vừa kết thúc, Sinopec đã cho ra mắt một loạt sản phẩm mới, trong đó có chất đàn hồi POE, và trở thành nhà cung cấp bằng sáng chế công nghệ trong nước đầu tiên sở hữu bộ quyền sở hữu trí tuệ độc lập hoàn chỉnh về POE.
Đồng thời, Wanhua Chemical và các công ty khác cũng có điều kiện để công nghiệp hóa POE. Dữ liệu cho thấy tính đến tháng 3 năm 2023, công suất sản xuất trong nước dự kiến đang được xây dựng tại Trung Quốc đã đạt 2,1 triệu tấn. Trong 2 đến 3 năm tới, đất nước tôi sắp bước vào thời kỳ bùng nổ sản xuất POE.
Với hiệu suất sản phẩm vượt trội, UHMWPE đã nhận được nhiều sự quan tâm hơn từ các công ty hóa dầu và năng lượng trong những năm gần đây. Theo phóng viên, kể từ tháng 7 năm 2022, các công ty Daqing Petrochemical, Jiangsu Sturbang và Viện Nghiên cứu Hóa học Thượng Hải đã tham gia vào ngành công nghiệp UHMWPE dưới hình thức sản xuất mới hoặc mở rộng năng lượng. Trong đó, hướng sản phẩm của Daqing Petrochemical chủ yếu là màng ngăn pin lithium. Hướng sản phẩm của nhà máy Jiangsu Serbon với công suất 20.000 tấn/năm cũng chủ yếu dựa trên màng ngăn pin lithium và vật liệu sợi. Vật liệu sợi, vật liệu màng ngăn pin lithium và nhựa kéo sợi nóng chảy là những thành phần chính.
Mới đây, vào tháng 3 vừa qua, thiết bị UHMWPE của ống vòng tĩnh điện nặng 30.000 tấn thuộc Viện Nghiên cứu Hóa học Thượng Hải đã được đưa vào sản xuất, đánh dấu bước đột phá lớn của đất nước ta trong lĩnh vực chế tạo và công nghệ này. Nhựa cơ bản được sử dụng là sợi cao và màng ngăn pin lithium.
Công nghệ vật liệu phân hủy sinh học hàng đầu
Việc thực thi lệnh hạn chế sử dụng nhựa đã thổi bùng “ngọn lửa” cho sự phát triển và sản xuất các vật liệu phân hủy sinh học. Theo Luo Qiming, nước ta đã nắm vững công nghệ sản xuất các loại axit polycolic (PGA), polyxyl-bonol (PBS), axit polyhydrocarbon-hexyl-bonol (PBAT), polysulfamine (PLA), polycarbonat (PCL), polycarbonate (PPC), polyhydroxy-fatty acid ester (PHA) và các công nghệ khác, bao phủ các loại nhựa phân hủy sinh học chính và đã xây dựng được hệ thống công nghiệp hoàn chỉnh cho các loại nhựa phân hủy sinh học trên thế giới.
PLA hiện là vật liệu phân hủy sinh học tốt nhất cho nghiên cứu và ứng dụng. Các công nghệ chủ chốt đã đạt được những bước đột phá tại Trung Quốc, và có thể cạnh tranh hoàn toàn với các sản phẩm nhập khẩu. Ngoài ra, còn có nhiều loại nhựa phân hủy sinh học mới lần đầu tiên xuất hiện ở nước ta, như PGA, polytic benzonite dilate (PBST), và cao su polyester phân hủy sinh học đầu tiên tại Trung Quốc.
Theo các phóng viên, Công ty Shanghai Dong Geng đã phát triển công nghệ độc lập về phương pháp sản xuất PGA hợp pháp thông qua phản ứng mở vòng ethyl ester, có thể thu được PGA đạt tiêu chuẩn y tế; Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu đàn hồi tiên tiến thuộc Đại học Công nghệ Hóa học Bắc Kinh đã đột phá trong quy trình sản xuất liên tục các loại cao su polymer đa dạng có khối lượng phân tử tương đối cao, phát triển được chất nền sinh học để phân hủy vật liệu cao su polyester và hoàn thành thử nghiệm thí điểm với quy mô hàng nghìn tấn.
Quy trình sản xuất cao su tổng hợp mới đã lấp đầy khoảng trống này.
Việc cải tiến chức năng của cao su polystyrene butadiene hòa tan là một chủ đề nóng trong lĩnh vực cao su polystyrene butadiene hòa tan, có thể cải thiện đáng kể các tính chất của sản phẩm cao su, nhưng chưa có sản phẩm công nghiệp nào được đưa ra thị trường Trung Quốc. Vào tháng 5 năm 2021, Petrochina, Đại học Tongji và Đại học Công nghệ Đại Liên đã cùng nhau phát triển công nghệ tổng hợp cao su polystyrene butadiene hòa tan chức năng và hoàn thành bộ thiết bị sản xuất cao su polystyrene butadiene hòa tan chức năng đầu tiên tại nhà máy hóa dầu Dushanzi ở Trung Quốc. Sản phẩm này đã được ứng dụng trong cao su lốp xe thân thiện với môi trường.
Cao su Neoprene là một trong những nguyên liệu chiến lược quan trọng trong nền kinh tế quốc gia và ngành công nghiệp quốc phòng. Tuy nhiên, quy trình sản xuất cao su Neoprene từ butadiene rất phức tạp, công nghệ thiết bị cốt lõi khó tìm. Công ty TNHH Công nghệ cao Jinjiao (Thượng Hải) đã giải quyết được “khó khăn” này, phát triển một quy trình mới sản xuất cao su Neoprene từ butadiene và đã hoàn thành thử nghiệm thí điểm. Ông Luo Qiming cho biết: “So với quy trình sử dụng canxi cacbua truyền thống, quy trình này vượt trội hơn hẳn về cả chi phí sản xuất và chất lượng sản phẩm”.
Những điểm nổi bật của nhựa kỹ thuật và sợi đặc biệt rất đáng chú ý.
Sợi carbon, được mệnh danh là “Vua của các vật liệu mới”, là một vật liệu mới chiến lược không thể thiếu đối với nền kinh tế quốc gia và công cuộc xây dựng quốc phòng. Nước ta hiện đã trở thành quốc gia thứ ba sở hữu công nghệ sợi carbon hiệu năng cao sau Nhật Bản và Hoa Kỳ. Ông Luo Qiming cho biết: “Sợi carbon cấp T300 của nước ta đã đạt đến trình độ của các sản phẩm tương tự nước ngoài; sợi carbon cấp T700 và T800 đã được sản xuất công nghiệp; các công nghệ chủ chốt của sợi carbon cấp T1000 và M55J đã có những bước đột phá quan trọng và đã bắt đầu được sản xuất”.
Sợi polytamide cường độ cao, kích thước lớn có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực cao cấp như hàng không, vũ trụ, điện tử và quốc phòng. Đại học Công nghệ Hóa học Bắc Kinh đã phát triển công nghệ sản xuất sợi polytamide cường độ cao, kích thước lớn, và sử dụng công nghệ này để xây dựng dây chuyền sản xuất sợi polytamide cường độ cao, kích thước lớn đầu tiên trong và ngoài nước, đồng thời tạo ra một loạt sản phẩm.
Ngoài ra, hợp chất polyford polyford etherone ketone phenolic do Đại học Khoa học và Công nghệ Đại Liên và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, nhà máy hóa chất Đại Liên phát triển cũng là sản phẩm đầu tiên trên thế giới, và tất cả các thiết bị công nghiệp đều đã được chế tạo.
Hóa chất điện tử phát triển nhanh hơn
Sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp năng lượng mới đã mang đến cơ hội phát triển cho ngành hóa chất điện tử, và sự cạnh tranh giữa nhiều doanh nghiệp trong nước đã đẩy mạnh quá trình thúc đẩy công nghệ hóa chất điện tử.
Những năm gần đây, năng lực sản xuất phốt phát công nghiệp và thực phẩm của nước ta đang dư thừa, nhưng các nguyên liệu quan trọng cho sản xuất chip như phốt phát siêu tinh khiết cấp điện tử lại hoàn toàn phụ thuộc vào nhập khẩu. Sau hơn 10 năm nỗ lực không ngừng, phốt phát siêu tinh khiết cấp điện tử của Tập đoàn Xingfa đã đạt được độ tinh khiết từ “3.9” lên “9.9”.
Axit flohydric cấp điện tử chủ yếu được sử dụng để làm sạch và chống ăn mòn các mạch tích hợp và chip mạch tích hợp quy mô lớn. Một trong những nhà sản xuất hóa chất điện tử hàng đầu trong nước đã chính thức gia nhập hệ thống nhà cung cấp đủ điều kiện của TSMC vào tháng 5 năm 2022 và bắt đầu xem xét việc cung cấp hàng loạt các vật liệu hóa chất điện tử có độ tinh khiết cao, chủ yếu là axit flohydric cấp bán dẫn.
Ngoài ra, một số hóa chất điện tử dạng lỏng do Tô Châu Jingrui phát triển và sản xuất, chẳng hạn như hydro peroxide và axit sulfuric, khí Haohua, nitơ trifluoride của Viện Sinoship 718, khí clo tinh khiết cao và hydro clorua của khí Taihe, khí tiền chất đặc biệt của Giang Tô Jacque, miếng đánh bóng của Hồ Bắc Dinglong và các hóa chất điện tử khác cũng đáp ứng được yêu cầu sản xuất chip quy trình tiên tiến.
“Việc phát triển chất cản quang argon fluoride cho các chip xử lý tiên tiến, vốn là khâu khó khăn nhất, vẫn còn là một thách thức.” Ông Luo Qiming cho biết, mặc dù nhiều đơn vị trong nước đã tự mình thực hiện toàn bộ chuỗi công nghiệp từ monome nhựa, chất khởi tạo quang hóa, dung môi đến chất cản quang, nhưng hiện tại chỉ một phần sản phẩm được đưa vào thử nghiệm tại các doanh nghiệp ở khâu cuối.
Thời gian đăng bài: 08/05/2023