【化工装备十年大发展】695-2010年山东东岳集团100%国产化的全氟离子膜

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氯碱离子膜，既全氟离子膜，是交换膜燃料电池和氯碱工业中最核心的技术材料。但用于交换膜燃料电池和氯碱工业的氯碱离子膜不是同一种。

氯碱离子膜是一种特殊的阳离子选择性透过膜，主要应用于氯碱工业。在2010年6月30日前，全世界只有美国杜邦和日本旭化成等极少数公司拥有此项技术，并对其他国家进行技术封锁，在世界形成垄断。

而东岳集团在历经8年科研攻关后，在2010年6月30日，山东东岳集团100%国产化的全氟离子膜在万吨级氯碱装置上一次通电成功，打破了美国、日本长期对该项技术的垄断。

东岳集团的“新一代氯碱离子膜研发及产业化应用”项目于2012年被山东省科技厅列入省自主创新专项，获得省级扶持资金2000万元。

2017年4月，山东省科技厅组织专家在山东东岳高分子材料有限公司召开了山东省自主创新专项——“新一代氯碱离子膜研发及产业化应用”项目验收会。

实现氯碱全氟离子膜国产化，一直是国家和氯碱行业的共同心愿，曾被列为原化工部“一号工程”。2009年，在“十五”国家“863”计划和“十一五”“十二五”国家科技支撑计划的支持下，山东东岳集团与上海交通大学历经8年的联合攻关，成功突破了从原料、单体、聚合到膜成品的一系列关键技术问题，解决了相关理论、技术、装备和工程难题，形成了拥有自主知识产权的技术体系，建成了1.35米幅宽的全氟磺酸/全氟羧酸/增强复合离子膜连续化生产线。国产化离子膜各项技术指标均达到国际同类产品水平，并在万吨级氯碱生产装置上成功应用。

　　

由于第一代国产化离子膜适用的单极电解槽装置数量较少，2012年，东岳集团通过构建3D微观通道结构、降低膜层厚度等途径，开发出适用于高电流密度的第二代高性能国产化离子膜。二代离子膜在降低槽电压的同时，具备更好的杂质耐受性。2014年，他们又实施了树脂优化、网布升级、结构创新、设备改造等多项科技研发和装置技改项目，形成了适用于超高电流密度电解工艺、具有更加优异的机械性能、与国外第三代离子膜性能相当的国产化离子膜。目前，东岳集团通过对离子膜制膜机械装备的升级换代，已实现对所有离子膜电解槽槽型的覆盖。

促进氯碱产业升级

　　

国产化离子膜的实际使用效果良好。2010年，DF988离子膜在蓝星（北京）化工机械有限公司黄骅离子膜电解技术产业化试验装置上平稳运行3600小时，取得初步成功。随后，国产化离子膜又在上海氯碱化工股份有限公司、中盐常州化工股份有限公司、赢创三征精细化工有限公司、青岛海晶化工集团有限公司以及泰国SiamPVC化学公司等近20家国内外企业的氯碱装置上试用，积累了国产化离子膜工业应用的重要数据。

　　

另外，国产化离子膜的研发成功还促进了离子膜法烧碱工艺的推广应用。目前，我国基本完成了离子膜技术的全面替代，实现了氯碱工业的产业升级。据统计，2010~2017年共淘汰隔膜法烧碱产能约720万吨，年节能约220万吨标煤。同时，国产化离子膜也使进口离子膜压力巨大，国外企业加速研发推出能耗更低、价格更优惠的产品，这也促进了国内氯碱行业产业升级成本和运行成本的进一步降低，行业整体竞争力也得到进一步增强。

2019年5月26日，中国石油和化学工业联合会组织专家在东岳集团智能管控中心召开了含氟功能膜材料国家重点实验室“高电密低槽压氯碱离子膜”、“乙烯-四氟乙烯共聚树脂（ETFE）开发”两项科技成果的鉴定会。

鉴定会由北京化工大学杨万泰院士、清华大学郭宝华教授、中国氯碱工业协会张文雷秘书长等7位专家组成鉴定委员会。按照鉴定会程序，与会专家一致推荐杨万泰院士担任主任委员，郭宝华教授担任副主任委员。

与会专家一致认为两项成果整体技术均达到国际先进水平，其中氯碱膜核心技术指标槽电压达到国际领先水平，同意通过鉴定。

氯碱工业是我国国民经济重要基础产业，截至2018年，我国氯气和烧碱总产能已达到4259+3780=8039万吨，其中离子膜法工艺比例约占99.4%，烧碱产量达到了3420万吨，位居世界首位。氯碱工业的核心装备是电解槽，电解槽的核心材料是氯碱离子膜。目前，国产DF2807氯碱离子膜已实现工业化，并且能够满足全球所有氯碱膜电解槽槽型。

国产化全氟离子膜的成功应用，可加快我国氯碱行业转型升级，并为中国氯碱企业每年节约50多亿的电费成本，具有巨大的经济效益。同时，**提升了我国氟材料行业的整体技术水平，彻底打破制约我国氯碱工业发展的瓶颈。

沙漠里的游鱼 发表于 2022-12-16 22:51

我国氯碱行业的发展一直同国民经济发展紧密相连。改革开放40年来，我国烧碱、聚氯乙烯(PVC)年产量由最初的不足200万吨发展到目前的数千万吨，已成为世界最大的氯碱生产国和消费国，而且技术实力实现大飞跃，产业集中度不断提升，安全环保理念深入人心，谱写了由小打小闹到家业丰厚的壮丽篇章。


　　中国氯碱工业协会统计显示，目前我国烧碱生产企业160家，总年产能达4102万吨，占世界总产能的44%VC生产企业75家，总年产能达2406万吨，占世界总产能的41%。2017年我国烧碱产量达3365万吨，是1978年(产量164.8万吨)的20.4倍，年均增长8.04%;2017年PVC产量达1790万吨，是1978年(产量25.6万吨)的70倍，年均增长11.51%。经过40年发展，我国氯碱业烧碱、PVC两大主要产品规模稳居世界首位，主要耗氯产品产能规模增长较快，部分产品规模同样位居世界前列。其中，PVC已经成为我国最大的有机氯产品，耗氯量约占全国氯气总产量的40%，是调节碱氯平衡的主要产品。


　　烧碱年表观消费量由1978年的175万吨增长到2017年的3214万吨，占全球消费市场30%以上。PVC也相继拓展了型材、管材、薄膜、板片材等众多消费领域，2017年表观消费量已达1771万吨。


　　在技术进步和市场带动下，我国氯碱行业的产业产品链日趋丰富。据粗略统计，目前我国氯碱企业可以生产200余种耗氯产品，除占比最大的PVC外，还形成了环氧化合物、甲烷氯化物、氯化聚合物、光气系列、氯代芳烃系列以及精细化学品等十余个大系列。其中PVC、糊树脂、氯化石蜡、环氧氯丙烷、甲烷氯化物、环氧丙烷、MDI/TDI等产能规模较大。


　　在产业布局上，东西部氯碱产业带日渐形成，产业空间布局日益清晰。东部省份的氯碱产业历史悠久，同时也是氯碱产品的主要消费市场。经过多年发展，东部地区氯碱产业探索出了与化工新材料、氟化工、精细化工和农药等行业结合的跨界发展新模式。西部地区的氯碱产业进入新世纪以后才迅速崛起，依托资源优势建设大型化、一体化“煤电盐化”项目，已成为西部地区氯碱产业发展的重要特点。而且，西部氯碱企业均为当地龙头企业，有力促进了当地经济社会发展。


　　另据中国氯碱工业协会有关负责人介绍，近40年来，伴随技术的发展进步，氯碱行业的能源和资源消耗不断降低，资源综合利用、技术装备以及清洁生产水平进一步提高。


　　继德国和日本之后，我国已成为世界第三个能够生产离子膜电解槽成套装备的国家，国产离子膜电解槽装置运行数量约占世界装置总数20%以上。烧碱隔膜法装置不断淘汰退出，膜极距离子膜电解技术逐渐成为绝对主流。相比普通电解槽，膜极距离子膜电解槽节电100千瓦时以上，达到国际领先水平，节能效果十分显著。


　　2010年6月，氯碱行业发生了一件里程碑式的事件，东岳集团国产化全氟离子膜在万吨级氯碱装置上一次通电成功，这标志着我国自主氯碱离子膜核心技术和生产能力实现了重大突破，打破了国外的长期垄断。


　　此外，40年间，行业还先后开发了拥有自主知识产权的成套全自动20万吨/年PVC工艺技术，实现了大型PVC生产从工艺到设备的全套国产化;自主开发了系列大型PVC聚合釜，其容积从30m3、70m3发展到目前的135m3，单釜产能由5000吨/年提高到6.7万吨/年;相继推动应用了膜法除硝技术、聚合离心母液废水处理技术、电石渣脱硫技术等末端治理技术，使全行业“三废”排放量、化学需氧量、二氧化硫等主要污染物排放强度大幅下降;再加上低汞触媒、高效气相除汞技术、盐酸解吸技术、含汞废水处理技术等汞污染防治技术的不断应用，行业环保和汞污染防治水平进一步提高，为推进国际公约履约进程、全球环境治理作出了突出贡献。

12月15日，2022年全国烧碱行业技术年会在线上召开。中国氯碱工业协会理事长张文雷表示，目前烧碱生产装备国产化能力达到了100%，达到世界先进水平。

　　张文雷谈到，近年来，我国烧碱生产技术和装备不断取得进展，能源和资源消耗持续降低，资源综合利用率不断提高。目前烧碱企业全部采用离子膜法电解工艺和装备，最先进的膜极距离子膜电解槽在我国应用比例达到90%以上，处于世界一流水平。

　　通过产业结构调整和深入实施节能减排升级改造，我国烧碱单位产品综合能耗持续下降。随着离子膜电解技术核心辅材——国产离子膜的不断推广应用，烧碱生产装备国产化能力达到了100%，装备水平居于世界先进水平前列。目前，行业在节能降碳、氢能源高效应用和高盐废水利用电解法方案等方面正加大研发应用推广力度，不断推动烧碱行业的技术进步。

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感谢分享 离子膜烧碱原来是这个样的学习了

zhaisanming1 发表于 2022-12-17 08:44
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(出处: 海川网-化海川流)

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