錦綸：技術(shù)是第一生產(chǎn)力

牛方

2014年，錦綸迎來了它的第75個生日。75年前，杜邦公司決定每年支付25萬美元作為研究費(fèi)用，并開始聘請化學(xué)研究人員開展有關(guān)發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)研究，于是不久錦綸問世了?？_瑟斯（Wallace H. Carothers）博士，世界錦綸之父，當(dāng)時僅是一個32歲的年輕博士，他受聘擔(dān)任該所有機(jī)化學(xué)部的負(fù)責(zé)人，主持了一系列聚合方法獲得高分子量物質(zhì)的研究，錦綸就是其中最為偉大的發(fā)明之一。

杜邦給人類帶來了錦綸，今天中國成為了錦綸發(fā)展的主要陣地?！板\綸行業(yè)是中國合成纖維工業(yè)發(fā)展最早的品種之一，但受諸多因素的影響，無論是產(chǎn)業(yè)規(guī)模還是技術(shù)進(jìn)步發(fā)展一直落后于其它合纖品種。近年來，在錦綸原料供應(yīng)瓶頸得到緩解、下游應(yīng)用市場不斷拓寬以及技術(shù)進(jìn)步等因素的共同推動下，錦綸行業(yè)取得了較快的發(fā)展速度，年均增長率達(dá)到12%左右。”中國化纖協(xié)會錦綸專業(yè)委員會秘書長鄧軍在“第12屆中國國際己內(nèi)酰胺與尼龍論壇”上表示。

12月3～5日由中纖網(wǎng)（CCFEI）與英國泰可榮全球化學(xué)有限公司聯(lián)合舉辦的“第12屆中國國際己內(nèi)酰胺與尼龍論壇”在上海舉辦。來自23個國家和地區(qū)的400余人參加了會議此次，會議匯聚了BASF、英威達(dá)、日本宇部、古比雪夫、巴陵恒逸、新會美達(dá)、石家莊煉化、臺灣力鵬、韓國Capro、神馬實(shí)業(yè)等業(yè)內(nèi)著名企業(yè)。

績效斐然的昨天

鄧軍在本次論壇上總結(jié)了中國錦綸行業(yè)進(jìn)入“十二五”以來的成就。他提出了四點(diǎn)：“第一，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速發(fā)展，企業(yè)競爭力明顯提升；第二，企業(yè)創(chuàng)新能力增強(qiáng)，產(chǎn)品及品牌建設(shè)改善；第三，加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，可持續(xù)發(fā)展能力增強(qiáng)；第四，產(chǎn)學(xué)研合作科技創(chuàng)新支撐體系進(jìn)一步完善。”

這四點(diǎn)代表了中國錦綸行業(yè)目前的現(xiàn)狀。從中國化纖協(xié)會錦綸專業(yè)委員會給出的數(shù)據(jù)可以看到，從2010年以來，中國錦綸行業(yè)的發(fā)展確實(shí)取得了顯著的成績。鄧軍指出，2010年中國錦綸產(chǎn)能為195萬噸、產(chǎn)量為145萬噸，這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)預(yù)測到2015年將分別達(dá)到340萬噸和280萬噸。

從結(jié)構(gòu)調(diào)整方面來看，進(jìn)步也是比較顯著，尤其是原料自給率的提高。眾所周知，多年來錦綸行業(yè)的重要原料之一己內(nèi)酰胺長期依靠進(jìn)口，成為了行業(yè)發(fā)展難以突破的重要瓶頸，而這一現(xiàn)象在近年來有了明顯改觀。按照鄧軍給出的數(shù)據(jù)：“2010年，錦綸行業(yè)的原料自給率為43.9%，2015年這一數(shù)值將達(dá)到85%，翻了近一倍?！币簿褪钦f“十二五”的五年時間己內(nèi)酰胺的發(fā)展取得了顯著成效，這為我國錦綸行業(yè)發(fā)展進(jìn)入下一階段提供了堅實(shí)的后盾。

除了原料自給率，錦綸行業(yè)在“十二五”期間產(chǎn)品的差別化率也得到了顯著提升。鄧軍表示：“2010年錦綸行業(yè)的產(chǎn)品差別化率是55.16%，預(yù)計2015年將達(dá)到61%?！睆?5.16%提高到61%雖然不是特別大的飛躍，但是對一個本就已經(jīng)是細(xì)分行業(yè)的纖維品種來說，這一進(jìn)步代表的是從五到六的改變，已經(jīng)實(shí)屬不易。

“技術(shù)進(jìn)步”是第一功臣

正如上文所說己內(nèi)酰胺的產(chǎn)能增加是錦綸行業(yè)“十二五”發(fā)展最為顯著地成效。而己內(nèi)酰胺能夠取得如此進(jìn)步得益于錦綸行業(yè)飛速的技術(shù)進(jìn)步。

“第二代己內(nèi)酰胺生產(chǎn)成套技術(shù)”的研發(fā)和推廣應(yīng)用是錦綸原料突破的重要推動力量。鄧軍表示創(chuàng)新的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術(shù)是將單釜連續(xù)淤漿床與鈦硅分子篩集成用于環(huán)己酮氨肟化合成環(huán)己酮肟，采用非晶態(tài)合金催化劑與磁穩(wěn)定床集成用于己內(nèi)酰胺加氫精制，優(yōu)化和改進(jìn)了的工藝、設(shè)備，實(shí)現(xiàn)成套技術(shù)的節(jié)能、降耗和減排。這一技術(shù)目前已形成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)，申請100余項(xiàng)國內(nèi)外發(fā)明專利。在浙江蕭山建成了20萬噸/年生產(chǎn)裝置，產(chǎn)能與產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水品。這一技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的廣泛推廣和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)己內(nèi)酰胺產(chǎn)能大幅增長，預(yù)計“十二五”末期將達(dá)到300萬噸。

除了己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術(shù)的突破，錦綸聚合裝置大型化的研發(fā)應(yīng)用與推廣也是重要的推動力量。鄧軍舉例道：“比如國內(nèi)目前開發(fā)出錦綸6單線日產(chǎn)200噸裝置，研發(fā)大容量己內(nèi)酰胺連續(xù)熔融、兩步法聚合；三級串聯(lián)萃取、兩級并聯(lián)干燥；己內(nèi)酰胺解聚全回用等成套關(guān)鍵技術(shù)與裝備。同時，開發(fā)了全套生產(chǎn)線的集散控制DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的在線監(jiān)控，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平?！?img src="https://cimg.fx361.com/images/2017/02/21/cnta201501cnta20150119-1-l.jpg" style="">

最具有代表性的即是“大容量高效連續(xù)聚合裝置”，該裝置及工藝技術(shù)已于2009年在長樂力恒科技有限公司順利投產(chǎn)，此后在長樂力恒的二期投產(chǎn)；2011年在浙江美邦實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司投產(chǎn)；2014年在浙江方圓聚合纖有限公司投產(chǎn)。目前產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)已與進(jìn)口切片水平相當(dāng)。

在原料和聚合裝置都實(shí)現(xiàn)突破的同時，錦綸紡絲卷繞系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了升級。鄧軍告訴記者：“錦綸紡絲螺桿直徑現(xiàn)在通常是135～150mm，現(xiàn)在單線產(chǎn)能比以前提高1.5～2倍?！边€有多頭紡絲技術(shù)的推廣：“近兩年，部分錦綸企業(yè)特別是新上的錦綸企業(yè)已經(jīng)采用了20頭和24頭紡（單組雙噴真雙頭紡絲）技術(shù)，大大地節(jié)約了能源和生產(chǎn)空間。另外一個高科技就是：“螺桿電磁加熱技術(shù)”，據(jù)悉，北京三聯(lián)虹普新近研發(fā)的紡絲螺桿電磁加熱技術(shù)已經(jīng)開始在相關(guān)錦綸企業(yè)推廣應(yīng)用，該項(xiàng)技術(shù)在化纖行業(yè)具有示范效應(yīng)，大大地節(jié)約了能源。

“十三五”的重點(diǎn)方向

盡管“十二五”錦綸行業(yè)在技術(shù)進(jìn)步方面取得了如此多的顯著成績，但鄧軍認(rèn)為行業(yè)在技術(shù)進(jìn)步方面仍然存在許多問題：“首先是科技投入偏低，成果推廣能力薄弱；其次是原始性創(chuàng)新能力不足；再次是高層次人才比例匱乏；最后是標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)仍不完善?！边@四大問題正是未來行業(yè)努力的方向。

鄧軍表示“十三五”期間行業(yè)應(yīng)該圍繞重難點(diǎn)技術(shù)集中攻關(guān)。包括大容量聚合技術(shù)、錦綸6熔體直紡技術(shù)、錦綸6超細(xì)旦長絲生產(chǎn)技術(shù)、錦綸關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化等。

大容量聚合技術(shù)應(yīng)該朝著單線日產(chǎn)260～400噸努力，列管或盤管換熱器、熔體靜態(tài)混合器、熔體柱塞流裝置的設(shè)計和制造；進(jìn)一步提高裝備的自動化程度，降低能耗，減少污染和排放。在直紡方面的主要課題有“錦綸6低可萃取物熔體直紡技術(shù)”，該項(xiàng)目將完成非開環(huán)劑條件下己內(nèi)酰胺新聚合工藝的開發(fā)，低可萃取物含量錦綸6的開發(fā)（系列新型共聚酰胺），錦綸6熔體直紡工藝的開發(fā)。“錦綸6陰離子聚合和熔體脫單直紡技術(shù)”的課題將在勻化、聚合、脫單三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)開發(fā)新型高效設(shè)備。

在錦綸6聚合濃縮液直接全回用技術(shù)開發(fā)方面，鄧軍指出目前萃取濃縮液裂解回用技術(shù)在國內(nèi)已有企業(yè)引進(jìn)，但裂解工藝并未完全掌握，核心設(shè)備還無法實(shí)現(xiàn)國內(nèi)加工。需要進(jìn)一步解決的關(guān)鍵技術(shù)有高溫高壓裂解反應(yīng)器的設(shè)計和制造；裂解和回用工藝技術(shù)開發(fā)；建立裂解產(chǎn)物檢測及質(zhì)量控制方法，滿足高品質(zhì)切片生產(chǎn)要求；實(shí)現(xiàn)單線日產(chǎn)100噸以上規(guī)模生產(chǎn)高品質(zhì)、高速紡、工程塑料用切片，濃縮液直接回用并滿足高品質(zhì)要求。

在錦綸6超細(xì)旦長絲生產(chǎn)技術(shù)方面，紡絲應(yīng)該圍繞“針對Dpf≤0.5dtex的超細(xì)錦綸6長絲紡絲過程產(chǎn)生的己內(nèi)酰胺單體設(shè)計出單體抽吸裝置以保證噴絲板不被污染技術(shù)解決方案，實(shí)現(xiàn)Dpf≤0.5dtex的超細(xì)錦綸6長絲紡絲產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。”卷繞應(yīng)該圍繞“在24頭/位生產(chǎn)穩(wěn)定基礎(chǔ)上，開發(fā)出錦綸32頭/位卷繞技術(shù)，重點(diǎn)要解決40D以下超細(xì)旦品種生產(chǎn)中雙頭組件W排列和運(yùn)行的穩(wěn)定性及連續(xù)性問題，以及解決錦綸32頭雙胞胎或一體化集成卷繞機(jī)技術(shù)。”

而在錦綸關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化方面，鄧軍指出需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有：“聚合器中的盤管、列管、柱塞流和熔體靜態(tài)混合器的工藝設(shè)計和加工制造；紡絲螺桿擠壓機(jī)、計量泵的材質(zhì)和處理工藝技術(shù)；國產(chǎn)高速卷繞機(jī)的穩(wěn)定性、切換成功率等提升和完善?！?/p>

研發(fā)仍是未來主旋律

對于未來錦綸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鄧軍也給出了自己的建議。例如行業(yè)應(yīng)該支持關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟的發(fā)展；注意加大知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)力度；應(yīng)該支持企業(yè)通過技術(shù)改造，提升裝備水平，降低生產(chǎn)能耗；國家應(yīng)該對于突破重大核心關(guān)鍵技術(shù)的工程化、產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，給予專項(xiàng)資金扶持。除此之外行業(yè)還要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，為產(chǎn)品研發(fā)注入原動力。

隨著科技不斷進(jìn)步，需要新的科學(xué)技術(shù)為產(chǎn)品開發(fā)帶來新的突破。纖維材料發(fā)展需要材料技術(shù)、表面構(gòu)筑技術(shù)、生物技術(shù)、納米結(jié)構(gòu)技術(shù)、信息技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)手段的融合，錦綸行業(yè)也絕對不能忽視這種趨勢。還有要注意數(shù)字化智能化制造技術(shù)的研發(fā)，例如在錦綸成套生產(chǎn)線，采用數(shù)控、智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從紡絲、假捻變形到絲餅檢驗(yàn)分級、包裝、倉儲全流程自動化、信息化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

最后鄧軍指出要加強(qiáng)自主創(chuàng)新支撐體系建設(shè)，加大科技投入支持技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步，完善產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，產(chǎn)業(yè)鏈合作創(chuàng)新體系建設(shè)，強(qiáng)化以龍頭企業(yè)為主體，建立政、產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合的創(chuàng)新平臺體系。

記者看到除了錦綸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，本屆己內(nèi)酰胺與尼龍論壇還強(qiáng)化了尼龍工程塑料方面的議題，吸引了大批尼龍工程塑料的參會企業(yè)。日本宇部興產(chǎn)株式會社工程塑料事業(yè)部總經(jīng)理Shigeru Mori 在《尼龍工程塑料的應(yīng)用和發(fā)展》報告中表示，聚酰胺樹脂及其相應(yīng)的共聚物已在汽車領(lǐng)域得到廣泛使用，并將得到大力發(fā)展。巴斯夫亞太區(qū)聚酰胺及中間體副總裁陸梅生表示，聚酰胺未來的發(fā)展方向是定制化、差別化和高性能領(lǐng)域。本次論壇諸多前瞻性的技術(shù)報告引發(fā)了行業(yè)熱議。會議上，來自浙江理工大學(xué)的金子敏教授為尼龍企業(yè)介紹了無縫針織服裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，幫助企業(yè)更了解下游的發(fā)展趨勢；湖南師范大學(xué)易春旺教授提出的PA6熔體直紡技術(shù)的可行性研究使得尼龍行業(yè)對未來充滿更多期待；研究3D打印的湖南大學(xué)徐偉箭介紹了最前沿的技術(shù)，開拓了企業(yè)拓展應(yīng)用領(lǐng)域的思維。

在記者參加的歷屆中纖網(wǎng)的國際會議中，工廠的參會比例都很高，因此本屆會議繼續(xù)采用了“論壇+展會”模式，吸引了尼龍行業(yè)的設(shè)備、助劑等企業(yè)紛紛前來參會和布展。