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践行自主创新战略 推动产业结构升级
中国化工报 李晓岩 王俪锦 / 时间:2021-12-01 16:38:55

访石家庄波特无机膜分离设备有限公司总经理张志超

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波特膜科技大楼 (企业供图)

中国化工报12月1日讯:“十四五”时期,构建新发展格局关键在于实现经济循环流转和产业关联畅通。提升供给体系的创新力和关联性,解决各类“卡脖子”和瓶颈问题,畅通国民经济循环成为根本要求。 “BEOT石家庄波特无机膜分离设备有限公司作为烧结金属过滤技术的领先者已有20余年的历史,BEOT波特自主研发的烧结金属技术和设备,在国民经济多领域获得广泛应用,特别是在能源、环保等领域发挥着重要作用。目前多项专利技术已成果转化,并实现了大规模产业化。”石家庄波特无机膜分离设备有限公司总经理张志超表示。

攻关超细晶体回收 实现“中国制造”

波特自诞生之际,便一直注重自我创新,国家“十四五”规划明确提出,要坚持创新驱动发展,全面塑造发展新优势。而波特永恒不变的灵魂便是创新。

波特烧结金属过滤技术不仅应用于制药领域,更在石化行业进行深耕。“结晶是化工行业普遍应用的工艺之一。当时我国石化企业通常采用传统收晶器。这类装置常因过滤材料孔径大、操作不稳定而出现细小晶体漏出现象,导致晶体产品收率低,且容易造成塔器填料堵塞,废液排放量大、难处理等问题。”张志超介绍说。

为了解决上述问题,2007年初,波特的科研团队便将石油化工和精细化工制程母液的超细晶体回收作为攻关课题。他们利用企业自有的金属膜专利技术,经过长时间尝试和研究,最终在2009年成功研发出金属膜超细晶体回收技术,由此打破了国外对此项技术在全球PTA行业的长期垄断,并得到恒力石化、逸盛石化等PTA龙头企业的认可。

“超细晶体回收技术之前在我国一直是个空白,至此,化工制程母液超细晶体回收技术装置有了‘中国制造’。”张志超说道。

这项成果在当地企业两年的应用实践表明,可以有效提高离心(分离)后母液中的超细晶体收率,并提高塔效10%~25%,大大减轻母液后期处理负担。

值得一提的是,超细晶体回收技术系统的核心元件金属膜也由波特自主研发制造。“金属膜元件再生时,采用独特的在线清洗(再生)技术,不仅膜元件恢复率高,而且使用寿命一次性可达10年。不仅如此,金属膜元件机械强度高,无静电堆积,防爆功能强,使超细晶体回收系统完全具备了国产化的条件。”张志超表示。

牢牢占据DMC市场 强势挺进新能源领域

“十四五”期间,新能源企业强势崛起,尤其在锂电池电解液方面风头正劲,波特自主研发的科技成果为新能源行业提供了高端化、精细化的服务。

在锂电池电解液方面,波特主要涉及的便是锂电池电解液中的碳酸二甲酯(DMC),DMC作为锂电池电解液的一种溶剂,是新能源产业链上的重要一环。

DMC生产的核心工艺是酯交换,然而酯交换环节中的催化剂过滤回收对DMC企业来说是个难点。“从工艺上看,丙二醇的理论收率是84%,而传统采用板框、离心或精馏蒸发的分离工艺收率仅75%左右,被催化剂分离拖了后腿。”张志超他们了解到这一情况后,立刻调集科研团队,针对过滤问题展开攻关。

“在进行详细的调研走访、反复实验以及调试后,我们研发的烧结金属过滤系统让丙二醇的收率达到了83.4%。当时我们是国内最先解决这一难题的,自此DMC市场便被我们牢牢占据。”张志超自豪地说道。

随着过滤系统问题被解决,分离塔再沸器的使用周期不断延长,装置的能效不断提升,VOC和污水的排放量也随之下降。工艺的进步也让DMC装置的单套规模从初期的3000吨/年扩大到了现在的10万吨/年。

如今,因为波特的不断努力,全球的DMC都看向中国,DMC成为了我国化工行业的骄傲。同样,在国内的DMC行业中,波特的过滤系统市占率几乎接近100%,更是成为了波特的骄傲。

提高产品转化率 推动多晶硅装置大型化

在当前“双碳”目标下,化工企业纷纷抢抓时代机遇,进军新能源市场。多晶硅工艺产出的产品可用于光伏产业,因此在新能源领域有着一定的发展前景。

2018年开始,多晶硅产业出现暴发式增长,但由于多晶硅产业能耗相对较高,产品转化率很低,这成为制约多晶硅行业发展的瓶颈。

最初,国内多晶硅行业从国外引进了两种工艺方法,一种是西门子改良法,另一种是硅烷法。如今这两种工艺经过我国多晶硅行业的共同努力均实现了中国化。

在多晶硅行业,如何提高产品转化率成为关键。多晶硅工艺是将硅不断反应再还原的过程,波特主攻的是在工艺流程中实现气固分离。在2004~2015年的10多年时间里,通过波特科研人员的努力,整个工艺过程的单程转化率得到了很大提升,转化率从原来的20%提高到35%左右。

同时,他们在装置规模化上也取得进展。“2004年~2009年,多晶硅单套装置规模为2000~3000吨,通过波特科研人员的不断努力,2018以来,其开发的烧结金属高温气固分离技术和设备助力多晶硅装置大型化,单套装置可以达到年产3万吨甚至5万吨的规模,实现了10倍的增长。”张志超说。

一直以来,波特在膜领域都走在前列,他们致力于深入行业,为行业解决关键性难点。“波特希望脚踏实地结合当下各个行业的自身情况以及所在领域,深入分析其存在的问题,帮助他们创造更高的价值。这一直是波特膜科技遵循的理念。”张志超说。

开展国际化合作 积极实施走出去战略

在国家“双循环”战略引领下,波特在国际产能合作方面也进行了积极探索,不仅在碳减排领域作出了贡献,还在硫化床双氧水工艺的工作液催化剂分离环节作出了贡献。

波特所在的石家庄拥有很多钢铁企业,钢铁企业的存在意味着碳排放压力巨大,因此以钢铁工业废气为原料,通过生物发酵生产燃料乙醇是一条有前景的道路,波特从中发现了契机。波特的科研团队在不断的研究中,开发出了强化传质气体分布技术,并与北京首钢朗泽新能源科技有限公司进行合作,实现了全球首套4.5万吨/年工业尾气生物发酵法制燃料乙醇项目的应用,已于2018年5月调试成功。随后波特专有技术和设备成功服务于欧洲最大的钢铁企业—安赛乐米塔尔9万吨/年钢厂尾气制乙醇项目,波特携手朗泽和安赛乐米塔尔公司助力全球“碳中和、碳达峰”。

波特正是在不断推动强化传质气体分布技术创新,持续提升优化工艺流程中,赢得了市场的认可。同时在传统工业尾气排放和燃料乙醇生产行业的转型升级中作出了贡献。

不仅如此,波特在解决双氧水安全性上也作出了贡献。由于双氧水生产存在危险,极易发生爆炸,因此双氧水工艺的安全性成为整个工艺的关键。波特积极实施走出去战略,通过与国际顶尖专利商和工程公司合作,解决了工作液催化剂分离难题,保证了工艺的安全性,取得的成果成功应用于流化床双氧水工厂客户,并出口到波兰、意大利、德国、荷兰、孟加拉等国家,为波特走出去战略打下良好基础。