项目背景:
氢化丁腈橡胶(简称HNBR)是在丁腈橡胶的基础上对其主链上碳碳双键进行选择性加氢得到的一种高度饱和的弹性体橡胶。其分子主链上的饱和碳氢键及分子链侧基的极性腈基官能团使得氢化丁腈橡胶材料同时具备优异的机械性能、耐氧化性、耐油性和密封性等特性,在航空航天、油田开采和深海探索等领域具有重要应用。但目前该技术被日本瑞翁和阿朗新科两家公司所垄断,是国家“卡脖子”技术材料之一。
氢化丁腈橡胶一直是国家各项产业政策鼓励类产品。《石油和化学工业“十四五”发展指南》已将氢化丁腈橡胶作为重点支持发展的战略性产业。中国工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》,在先进化工材料类别下,特种橡胶及其他高分子材料中,新增氢化丁腈橡胶(HNBR)产品。《产业结构调整指导目录(2023年本)》等均将氢化丁腈橡胶列为鼓励类产品。
截止到2021年HNBR全球总产能达4.14万吨/年(我国仅0.44万吨/年),需求量达5.75万吨/年,供需缺口巨大。NBR溶液加氢法作为HNBR生产的主流工艺,其中催化剂是制约HNBR规模化生产和降低成本至关重要的因素,因此,高性能低成本NBR加氢催化剂具有重要实际意义和应用价值。
主要工艺技术:
目前市场发展的氢化丁腈橡胶工艺(乳液聚合-溶液氢化)虽然发展成熟,并实现了工业化生产,但该工艺仍然存在着一些问题亟待解决:(1)乳液聚合工艺制备的丁腈橡胶微观结构可控性不高,相对分子质量分布宽,支链多,综合性能不高。(2)聚合的胶乳不能直接进行溶液氢化反应,需要先将胶乳提炼、脱水、干燥后形成丁腈橡胶,然后再采用合适的溶剂复溶,进行加氢制备氢化丁腈橡胶。这些问题导致氢化丁腈橡胶生产流程复杂、设备要求高、价格昂贵(大于20万元/吨),极大限制了其在相关领域的大范围应用。
本项目从催化剂活性位点的调控和载体材料的结构设计两方面,设计并制备了高性能的Pd基NBR加氢催化剂,以丙酮/环己酮为NBR溶剂,在一定条件下催化NBR加氢反应,实现HNBR产品的低成本制备,获得的HNBR产品氢化度≥98%,钯的质量活性约为目前商业催化剂的四倍,生产成本约为15万/吨(需根据区域情况实际测算).
技术来源:自有知识产权,
主要指标:
每吨产品氢化丁腈橡胶需求丁腈橡胶1.1吨、氢气0.005吨、有机溶剂催化剂、Pd基催化剂、蒸汽(1.0MPa)4吨,电400kWh
项目投资:10000吨氢化丁腈橡胶约5亿元,分三期建设,一期100吨级示范装置,投资约0.1亿元,二期2000吨,投资约1.2亿元,三期8000吨,投资3.8亿元