中国石油兰州石化公司经过多年潜心开发的“昆仑牌”环保丁腈橡胶今年捷报频传:1月6日,在甘肃省科技厅组织召开的科研成果鉴定会上,兰州石化公司、兰州化工研究中心、西北化工销售公司共同承担的科研项目“环保丁腈橡胶技术开发及工业应用”顺利通过专家评审鉴定;1月份环保型丁腈橡胶NBR2805E新产品成功进入目前国内最大的汽车橡胶零部件生产、出口企业——安徽中鼎密封件有限公司……为了顺应绿色发展的大趋势,中国石油西北化工销售公司主动作为,发挥“产销研用管一体化”技术服务平台优势,瞄准中高端市场,积极开展丁腈橡胶环保化升级,陆续开发生产了环保丁腈橡胶NBR3305E、NBR2907E、NBR3308E、N41E,以及高端定制化产品NBR2805E。在国内丁腈橡胶市场严重过剩的情况下,目前这些高端环保型产品实现全产全销,国内市场占有率高达40%以上,为下游橡胶制品企业出口扫清障碍,助力“中国制造”驰骋国际舞台。
绿色产品需求迫切 激烈竞争中觅到机遇
由于可以用硫黄硫化、加工性能与机械性能良好、通过控制丙烯腈含量来体现不同耐油及耐寒性能等优势,长期以来丁腈橡胶获得了广泛应用。近年来,使用丁腈橡胶的制品,如健身器材、童车护套、坐垫等发泡材料制品及各种运动鞋、劳保鞋底与人类的日常生活越来越密切。由于这些制品直接与人体接触,出于对使用者健康和保护环境的考虑,2009年6月22日,欧盟颁布了552/2009/EC号法规,修改REACH附件XVII,其中第46条要求物质或混合物中壬基酚、壬基酚聚氧乙烯醚物质质量分数≥0.1%时,不得投放市场。这无疑为以欧盟为主要出口市场的下游制品企业设置了贸易壁垒。2011年初,中国环保部和海关总署发布的《中国严格限制进出口的有毒化学品目录》中首次将壬基酚列为禁止进出口物质。
与此同时,随着人们生活水平的提高,下游消费者也越来越注重产品的环保性能,丁腈橡胶制品的绿色化将是未来发展的趋势。在当前国内丁腈橡胶行业低端产品产能过剩、高端产品主要依赖进口、产品结构不合理的背景下,对环保性能要求的提高让本就身陷困境的合成橡胶企业雪上加霜。因此,开发满足用户需求的环保型丁腈橡胶产品,形成具有特色的核心技术,变得尤为迫切。
为了积极应对欧盟环保法规,突破欧盟对国内橡胶及橡胶制品出口的绿色壁垒,推动产品全面环保化和装置清洁化生产,中国石油兰州石化公司加大技术研发力度,欲变挑战为机遇,在困境中实现优质增长。
在中国石油总部的大力支持下,兰州石化公司、石油化工研究院兰州化工研究中心、西北化工销售公司密切协作,组成科研人员、销售人员、生产装置专业技术人员“三结合”研制生产攻关体系,经过大小上百次的研制试验,攻克环保型丁腈橡胶关键技术难题,保证了环保定型指标全部达到欧盟REACH法规要求。
课题攻关快马加鞭 升级产品优势凸显
丁腈橡胶一般采用乳液聚合,乳液聚合使用的助剂比较多,主要有引发剂、活化剂、分子量调节剂、阻聚剂、终止剂,防老剂等助剂类型。开发环保型丁腈橡胶面临的首要难点是,筛查并确定橡胶中的非环保物质并锁定其来源,由于非环保物质众多,导致目标物确定困难。此外,丁腈橡胶原料及生产工序多,相关非环保物质来源的排查和锁定也十分困难。多年来,兰州石化公司、西北化工销售公司和兰州化工研究中心致力于合成橡胶环保化的研究和开发,在该领域积累了丰富的经验,多次承担国家级及中石油科技开发项目。面对丁腈绿色化的紧迫需求,相关科研人员不畏困难,发扬“啃硬骨头的精神”,对可能影响丁腈橡胶环保化的因素,逐一进行分析排查。最终锁定了生产过程中采用的助剂问题,并优化了配剂工艺操作条件。技术人员自主设计的环保技术,解决了产品中壬基酚、壬基酚聚氧乙烯基醚超标等难题。
与此同时,研究人员自主设计了长效防护体系,突破了附聚脱除丙烯腈工艺,并开发了中腈和中高腈系列环保丁腈橡胶产品制备技术。在助剂体系环保化、残留丙烯腈脱除等方面取得突破,形成了中腈和中高腈系列环保丁腈橡胶产品成套生产技术。该成套技术在产品制备工艺、脱气后胶浆中残留丙烯腈、直接废水中丙烯腈含量、脱气塔清理、能耗、产品性能等方面均达到国际先进水平。目前,该项目申报专利4项,已获授权2项,制定企业标准4项。由这种工艺生产出的“昆仑牌”环保丁腈橡胶产品通过了第三方检测机构(SGS和TüV)的环保认证检测,产品中壬基酚含量低于检测最低极限。南通盛林运动器材有限公司、江苏得胜集团公司使用“昆仑牌”环保丁腈橡胶加工的橡胶制品送SGS和TüV检测壬基酚含量低于检测最低极限,满足出口欧盟要求。
与之前的产品相比,升级后的环保丁腈橡胶优势凸显,环保丁腈橡胶产品的外观颜色、产品主要指标的稳定性大幅提高,加工过程的工艺性和环境友好性大幅改善。安徽广川保温节能材料有限公司反映使用环保丁腈橡胶生产过程中现场环境改善明显,深受一线操作人员的欢迎。
绿色产品成系列 放眼国际铸辉煌
目前环保型、高性能型丁苯橡胶产品已逐步实现对国内外知名企业的定制化生产。2015年,兰州石化环保型丁腈橡胶4个牌号全部实现工业化生产的升级换代,全年产量超过3万吨,投放市场得到用户一致好评,制成的橡胶制品逐步出口欧盟市场。产品性能指标详见表1。
中国石油丁腈橡胶绿色化进程仍在不断推进。针对丁腈橡胶环保指标检测评价方法缺失等技术难题,在国内首次建立了一体化的环保指标系统评价方法,有效解决了国内壬基酚和壬基酚聚氧乙烯基醚的分析检测难题,向中国丁腈橡胶掌握国际话语权迈出了重要的一步。
为扩大中国石油环保丁腈橡胶、丁苯橡胶在国外知名橡胶加工企业的占有份额,兰州石化在研制生产出环保橡胶产品的基础上,根据用户需求,及时调整产品结构,大力生产高端化、系列化、品牌化、定制化等高品质产品,以品牌争效益,如环保丁腈橡胶已于今年1月成功进入安徽中鼎密封件有限公司,环保丁苯橡胶已顺利打入普利司通、固特异等国际知名汽车轮胎制造公司的全球采购体系,并实现了长期定制化生产与供应。
环保丁腈橡胶的产业化使中国石油成为全球为数不多能生产这种高端产品的企业之一。随着“一带一路”和“中国制造2025”的实施,越来越多的橡胶制品企业将走向国际舞台。有了中国石油“昆仑牌”丁腈橡胶的保驾护航,企业“走出去”将不惧绿色壁垒,在激烈的市场竞争中铸就辉煌。
表1.“昆仑牌”绿色环保丁腈橡胶系列产品性能对比
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牌号 |
N41E |
NBR3308E |
NBR2907E |
NBR3305E |
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结合丙烯腈的质量分数/% |
28.0~30.0 |
32.5~34.5 |
28.5~30.5 |
32.5~34.5 |
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生胶门尼黏度 ML(1+4)100℃ |
72~82 |
75~85 |
75~85 |
50~60 |
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用途 |
主要用于制作制冷设备及建筑用保温发泡材料、运动器材及护套发泡材料、运动鞋和劳保鞋底、耐油胶管、胶带、胶辊、编织梭轮、耐油密封件、耐油杂件等橡胶制品 |
主要用于制作制冷设备及建筑用保温发泡材料、高压耐油胶管、耐油密封件、耐油杂件等橡胶制品 |
主要用于制作健身器材、运动器材及护套发泡材料、制冷设备及建筑用保温发泡材料、运动鞋和劳保鞋底、耐油胶管、耐油密封件、耐油杂件等橡胶制品 |
主要用于制作健身器材、运动器材保护套发泡材料、耐油胶管内及中胶层、耐油密封件、胶囊及胶辊 |
