2018年国家科学技术进步奖项目提名.doc

2018年国家科学技术进步奖项目提名公示内容一、项目名称：大型乙烯及煤制烯烃装置成套工艺关键助剂技术与应用二、提名单位意见：针对我国乙烯装置关键助剂长期依赖进口，成为严重制约我国乙烯工业发展的瓶颈难题，项目团队历经12年的潜心研究，在乙烯装置裂解炉结焦抑制剂、压缩机阻垢剂、黄油抑制剂等关键助剂技术方面取得了10项原创性成果。创制合成了苯并呋喃酮化合物，捕获引发自由基聚合的烷基自由基，对传统烯烃聚合生产技术的重大突破；提出油溶性黄油抑制剂；发明了酰肼类化合物对Aldol缩合抑制技术；发明了苯基硫醇化合物钝化高温乙烯裂解炉管生产钝化膜的新技术等，集成创制乙烯及煤制烯烃装置成套工艺关键助剂，实现规模化应用，并发明了这些关键助剂的使用方法。成果产品广泛应用于中国石油、中国石化、中国神华、中国中煤等大型石化企业。有效延长了装置的运行周期，用于替代进口，极大地推动了我国石化行业“三剂”国产化进程，其社会、经济效益显著。成果获授权发明专利12项，被中国石化列为“三剂”产品标准4项。获得中国发明专利奖1项，中国石油和化学行业协会科技进步奖3项，北京市科学技术奖4项，北京发明创新大赛奖3项，国家重点新产品6项，国家火炬计划项目4项，市科委认定的中关村国家自主创示范区新技术新产品（服务）7项，发表技术论文16篇。对照国家科技进步奖授奖条件，提名该项目申报2018年国家科技进步奖二等奖。三、项目简介： 石油化工企业大多为以乙烯生产为核心，乙烯生产的规模、成本、生产稳定性、产品质量将直接影响企业的生产和效益。因此，大型乙烯及煤制烯烃装置的“安稳长满优”长周期运行是石化企业中关系全局的核心，也是我国GDP增长的重要驱动因素。然而国内石脑油裂解制乙烯装置、煤制烯烃装置以及催化裂解DCC制乙烯工艺技术装置，其关键核心技术助剂全部依赖进口，严重影响了我国乙烯工业的快速发展和产量的提升，难以应对21世纪我国乙烯工业的飞速发展要求。该项目历经12年的攻关，攻克了乙烯及煤制烯烃装置用10大关键助剂，裂解炉结焦抑制剂、压缩机阻垢剂、抗氧剂、缓蚀剂、C3、C4、C5、C9阻聚剂、苯乙烯阻聚剂、黄油抑制剂10个产品技术，通过产学研合作取得了多项原创发明并实现了产业化。主要技术创新点包括：1.发明了新型酰肼类化合物，抑制了裂解气中醛或酮发生缩合反应和碱洗塔水相和油相中的Aldol缩合反应。这种特殊结构是黄油抑制剂的关键核心组分。发明了烷基胺类化合物，迅速捕捉物料中产生的烷基自由基和过氧自由基，钝化金属离子，防止其催化产生新的自由基，是油溶性抑制剂的核心组分。2.发明了苯基硫醇类的化合物，在高温（800）下可分解成硫基化合物和稳定的烷基自由基。提出了钝化金属表面与抑制自由基反应相结合的理论。实现了金属表面的钝化，改变了自由基反应历程，降低了结焦速率，使得焦垢松散易于清除。3.发明了苯并呋喃酮类化合物，捕获引发自由基聚合的烷基自由基，抑制了无氧或少氧状态下的链增长聚合，减少了过氧自由基的数量，减轻了主、辅抗氧剂的负担。突破了传统烯烃聚合生产技术理论，是耐高温阻聚剂的关键组分。发明了油溶性苯乙烯阻聚剂，创制了环保型高沸点溶剂，解决了冬季管线设备冻堵的问题，提高了装置收率。4.发明了油溶性黄油抑制剂在煤制烯烃MTO、DCC中的应用创新。项目成果已在全国范围内推广，广泛应用于国家重点工程大型乙烯及煤制烯烃装置，近3年新增直接销售额9.28亿元，有效推动了石化企业降本增效，提升了我国乙烯工业的自有技术水平。项目获授权发明专利12项，多个项目成果被列为国家重点新产品计划，部分成果曾获中国发明专利奖1项、北京市科学技术奖4项、中国石油和化工行业协会科技进步奖3项、中国创新创业大赛奖3项，国家重点新产品6项，国家火炬计划项目4项，市科委认定的中关村国家自主创示范区新技术新产品（服务）7项，发表技术论文16篇。四、客观评价： （一）国内外技术对比1、石化技术BL-628D在锦州石化苯乙烯装置的应用（作者杜松威、崔成林）一文中，使用新型阻聚剂BL-628D与进口阻聚剂A对比评价结果如下：（1）焦油中苯乙烯大幅下降，由以前的29.66%下降至7.55%。（2）焦油产率下降明显，苯乙烯含量由使用前的26%降至8%，焦油产率由使用前的40.3kg/t苯乙烯降至9.3kg/t苯乙烯。（3）苯乙烯收率大幅上升，装置苯乙烯的收率从92.15%提高到94.10%。（4）缓聚剂的消耗量下降明显，由使用前的0.015m3/h降至0.010m3/h，下降幅度达33%。2、石化技术黄油抑制剂在乙烯装置上的应用（作者孙长清）一文中，齐鲁石化乙烯装置使用黄油抑制剂BL-628Z与进口剂对比评价结果如下：（1）碱洗塔塔底出口COD为72048mg/L，比使用前降了53.73%。（2）紫外油含量由使用前的25.0%降至4.0%，只有使用前的16%。（3）废碱氧化罐出口水中矿物油的含量为36.7mg/L，远小于厂内控制要求的600mg/L，水质状况与以前使用进口产品相比有了明显的改善，完全满足环保的要求，其下游工艺汽提塔塔釜再未发生乳化现象。3、石化技术国产阻聚剂BL-628在天津乙烯装置上的应用（作者吴铁锁、田波）一文中，使用国产阻聚剂BL-628与进口阻聚剂B-1700对比评价结果：使得最易结焦的部位（EA-1462）再沸器运行周期明显延长，创造力天津乙烯装置自开工以来的最好水平。（二）科技成果评价1、由中国石油和化学工业协会组织，段雪院士参加的鉴定委员会鉴定意见为：“乙烯装置用超强多功能阻聚剂BL-628系列产品，引入了快速高效的自由基捕捉剂、消溶剂和抑制剂，延长了双烯烃的诱导期，具有较高的性能价格比和分离效率，与国际文献报道对比，具有新颖性与创造性，产品各项性能指标达到国际领先水平”。2、由中国石油和化学工业协会组织，陈建峰院士参加鉴定委员会鉴定意见为：“乙烯装置裂解气压缩机阻垢剂BL-628Y产品的开发，引入氢给与体、螯合剂和消溶剂，具有抗垢、清洁、分散、防腐等多重功效。与国内外文献报道相比，具有新颖性，产品与介质相容性好，粘度小，成本低，能有效提高压缩机的运行周期和效率，填补了国内空白，居国际领先水平”。3、2009年11月乙烯裂解炉结焦抑制剂技术在北京发明协会第四届发明创新大赛获金奖，钟群鹏院士给予高度评价：“勇于实践、敢于创新是企业发明创新的核心内涵和灵魂，希望北京斯伯乐科学技术研究院再接再励，为国家和名族发明创新做出更大的贡献”。4、由北京市科学技术委员会组织，清华大学赵大庆教授参加鉴定委员会鉴定意见为：“苯乙烯装置用高效阻聚剂的研制，阻聚剂不含金属、卤化物和-NOX，与硝基类制剂相比毒性低，制备过程中无“三废”排放，符合环保要求，填补了国内空白。该剂的性能指标达到国际领先水平”。（三）检测结论项目产品经国家一级科技查新机构中国化工信息中心的科技查新报告，证实项目10个成果的创新性。2008年5月，国家基本有机原料质检中心对乙烯装置用超强多功能阻聚剂BL-628产品进行了检测：机械杂质无，凝固点为-40，运动粘度（40）为1.48mm2/s，水分痕量，密度（20）为985kg/m3，该剂的产品质量指标达到国际领先水平。（四）国家科技支撑计划课题验收意见2010年1月，北京市科委组织，化工生产力中心方德巍教授参加对项目子课题乙烯装置裂解炉结焦抑制剂进行验收，认为“产品体系引入具有自由基和钝化炉管双重功效的苯基硫醇化合物，在结焦机理方面提出新的理论；创制了专有注入技术，创新了关键组分的合成方法；设计了多组分产品结构体系，实现清洁工艺生产”。（五）获得主要科技奖励情况序号产品名称获奖名称获奖时间1一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂及其使用方法中国发明专利奖2016.122乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂研发与产业化北京市科学技术二等奖2014.013乙烯裂解炉结焦抑制剂制备技术北京市科学技术三等奖2012.034乙烯裂解炉结焦抑制剂北京发明协会第四届发明创新大赛金奖2009.125苯乙烯装置用新型高效阻聚剂北京市科学技术三等奖2009.126超强多功能阻聚剂北京市科学技术三等奖2005.02五、推广应用情况：针对我国大型乙烯及煤制烯烃装置，大量使用进口关键助剂的技术瓶颈，经团队12年联合攻关，取得系列创新成果，解决了石化龙头装置连续化长周期生产运行难题，开发研究出具有自主知识产权，技术先进，创新程度高，市场前景好的成套技术，服务于石油化工行业，有力支撑了我国乙烯工业的飞速发展，其经济和社会效益显著。4项成果标准被中国石化总公司列为“三剂”产品质量标准，极大推动了我国石化行业“三剂”国产化的进程，并在一系列国家重大乙烯及煤制烯烃工程项目中得到应用。项目产品与技术主要应用单位如下：主要应用单位情况（不超过15个）序号应用单位名称应用技术应用起止时间应用情况1中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司乙烯装置，黄油抑制剂、抗氧剂、结焦抑制剂2007年-至今解决生产瓶颈，使用良好2中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司乙烯装置，黄油抑制剂、缓蚀剂2014.07-至今运行稳定，效果良好3中国石化中原石油化工有限责任公司乙烯装置，C3、C4、C5阻聚剂、 缓蚀剂、抗氧剂2005年-至今替代进口，实现国产化4中国石油化工股份有限公司天津分公司乙烯装置缓蚀剂、抗氧剂、阻聚剂2008年-至今实现装置长周期运行5中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司乙烯装置，阻聚剂、结焦抑制剂2004年-至今替代进口，效果良好6中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司乙烯装置，阻聚剂、黄油抑制剂2013年-至今替代进口，效果良好7中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司乙烯装置，阻聚剂、抗静电剂2012年-至今替代进口后实现4年一检修8中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司乙烯装置，C3、C4、C5阻聚剂2008年-至今替代进口，运行良好9中国石油天利恒华石化有限公司乙烯装置，C9阻聚剂、协同阻聚剂2014年-至今有效延长装置运行周期10北方华锦化学工业股份有限公司乙烯装置，C3、C9阻聚剂、压缩机阻垢剂、协同阻聚剂2012年-至今替代进口，实现国产化11中国神华榆林能源化工有限公司煤制烯烃MTO,黄油抑制剂，阻垢剂2014年-至今装置开工使用至今12中国神华包头煤制油化工有限公司煤制烯烃MTO,黄油抑制剂，阻垢剂2010年-至今替代进口，实现国产化13中煤陕西榆林能源化工有限公司煤制烯烃MTO,黄油抑制剂、阻垢剂2015年-至今替代进口，运行良好14陕西延长中煤榆林能源化工有限公司煤制烯烃MTO,黄油抑制剂、 抗静电剂2014年-至今替代进口，实现国产化15中国化工沈阳石蜡化工有限公司DCC乙烯装置，C3、C4、C5阻聚剂、黄油抑制剂2012年-至今替代进口，实现国产化六、主要知识产权证明目录（不超过10项，前3项为核心知识产权）：序号知识产权类别知识产权具体名称国家授权号授权日期证书编号权利人发明人专利有效状态1发明专利一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂及其使用方法中国ZL200810119911.02011-03-23749154北京斯伯乐科学技术研究院、北京化工大学刘宽胜、王秀芬、王彦斌、刘树青、高志礼、何宏晓、裴浩、侯金顺、刘志清有效2发明专利一种乙烯裂解炉结焦抑制剂及其使用方法中国ZL200810116969.X2010-12-15714925北京斯伯乐科学技术研究院刘宽胜、王秀芬、史正光、高志礼、何宏晓、裴浩、 侯金顺、刘志清有效3发明专利一种用于苯乙烯精制过程的高效阻聚剂及其使用方法中国ZL200610065650.X2007-10-31355520北京斯伯乐科技发展有限公司刘宽胜、赵松梅、李岩、陈永珍、刘志玲、张丽欣、 刘志远、高志礼、刘志清有效4发明专利一种用于乙烯装置裂解气压缩机的阻垢剂及其使用方法中国ZL200410058095.92007-03-21315410北京斯伯乐科学技术研究院刘宽胜、何宏晓、刘志玲、高志礼、刘志远、张丽欣、刘志兴、史正光、刘计、 王忆萍有效5发明专利超强多功能苯乙烯阻聚剂及其使用方法中国ZL201410387899.72016-05-252080829北京斯伯乐科技发展有限公司、 北京斯伯乐科学技术研究院刘宽胜、何宏晓、刘志远、刘志清、高志礼、张丽欣、王茜、马维洁有效6发明专利一种用于制苯装置多功能抗氧剂的制备及其使用方法中国ZL201210444707.22014-07-091436996北京斯伯乐科学技术研究院刘宽胜、刘志远、何宏晓、高志礼、王秀芬、刘志兴、宋家宁、张丽欣、史正光、姜宇喆有效7发明专利一种无灰型高效油品抗静电剂及其使用方法中国ZL201010248186.42013-01-301128601北京斯伯乐科技发展有限公司刘宽胜、刘志远、裴浩、 张丽欣、孔媛、何宏晓、 刘志清、王婷、文源有效8发明专利一种苯乙烯装置尾气压缩机高效阻垢剂及其使用方法中国ZL200910237591.32012-07-04988300北京斯伯乐科技发展有限公司刘宽胜、张丽欣、裴浩、 侯金顺、何宏晓、刘志清、 曹阳、文源、陈洁有效9发明专利一种用于丁二烯抽提装置的高效多功能阻聚剂及其使用方法中国ZL200910088178.52012-07-04990291北京斯伯乐科学技术研究院刘宽胜、高志礼、何宏晓、裴浩、侯金顺、刘志清有效10发明专利一种用于丙烯酸精制过程超强多功能阻聚剂的制备及其使用方法中国ZL201110251957.X2011-08-301250874北京斯伯乐科技发展有限公司刘宽胜、刘志远、何宏晓、高志礼、王秀芬、刘志清、宋家宁、张丽欣、史正光、姜宇喆有效七、主要完成人情况（一等奖不超过15人，二等奖不超过10人）：排序姓名主要贡献工作单位完成单位职称职务1刘宽胜第1完成人。项目总设计师，负责项目的组织管理和研发关键药剂的总体方案设计。提出并创建化合物关键理论与方法，参与了各种助剂的小试、中试和工业化应用试验。对主要科技创新中的第1、第2、第3、第4创新点做出突出贡献。北京斯伯乐科学技术研究院北京斯伯乐科学技术研究院教授级高级工程师院长2王秀芬第2完成人。项目技术负责人，主持了项目技术研发工作，提出了主要技术研发路线，制定了研究内容和技术方案。针对煤制烯烃装置生产过程中含氧化合物较高诱发的聚合情况，提出了一种用于抑制聚合的弱碱性化合物，对主要科技创新中的第1、第2创新点做出突出贡献。北京化工大学材料学院北京化工大学材料学院教授研发室主任3何宏晓第3完成人。项目技术负责人，主持了项目技术研发工作，制定了研究内容和技术方案。对主要科技创新中的第1、第2、第3创新点做出了突出贡献，针对大型乙烯装置在裂解分离过程中双烯烃在高温情况下发生的聚合情况，发明了用于阻止双烯烃聚合的阻聚剂和使用方法，实现了乙烯装置长周期稳定运行。参与了提升助剂性能的技术研究，指导助剂中试试验的工作开展。北京斯伯乐科学技术研究院北京斯伯乐科学技术研究院高级工程师技术部经理4刘志清第4完成人。项目核心工作成员，协助提出了项目的主要技术研发路线，参与制定了研究内容和技术方案。对主要科技创新中的第4创新点做出了突出贡献，提出各助剂用于乙烯装置和煤制烯烃装置的使用方法，研究了助剂使用情况的评估方法。北京斯伯乐科技发展有限公司北京斯伯乐科技发展有限公司工程师生产部主任5王茜第5完成人。项目核心工作成员，协助提出了项目的主要技术研发路线，参与制定了研究内容和技术方案。对主要科技创新中的第4创新点做出了突出贡献，进行助剂使用后对装置所带来的效益进行研究和分析，指导完成了助剂性价比的优化。北京斯伯乐科学技术研究院北京斯伯乐科学技术研究院工程师技术部主管6张丽欣第6完成人。项目核心工作人员，参与制定了研究内容和技术方案。对主要科技创新中的第1、第2创新点做出了突出贡献，针对国内对环保治理要求越来越严格，提出了一种无毒、无害、绿色环保的生产方法，指导完成了助剂的工业化生产。北京斯伯乐科技发展有限公司北京斯伯乐科技发展有限公司高级工程师研发部主管7高志礼第7完成人。项目核心工作成员，参与制定了项目研究内容和技术方案，参与提出项目研究技术路线。对主要科技创新中的第2、第3创新点做出了突出贡献，作为主要人员参与助剂主要组分的合成和助剂技术指标检测标准的制定。北京斯伯乐科技发展有限公司北京斯伯乐科技发展有限公司工程师生产部主管8宋家宁第8完成人。项目核心工作成员，协助提出了项目的主要技术研发路线，参与制定了研究内容和技术方案。对主要科技创新中的第3、第4创新点做出了突出贡献，参与了抗氧阻聚、清洁分散的技术研究，提出面向乙烯装置和煤制烯烃装置大规模应用的技术方法。北京斯伯乐科技发展有限公司北京斯伯乐科技发展有限公司工程师生产部主管9刘志远第9完成人。项目核心工作成员，协助提出了项目的主要技术研发路线，参与制定了研究内容和技术方案。对主要科技创新中的第1、第2、第3创新点做出了突出贡献，研究了药剂的金属钝化技术，发明了多组分协同效应；提出了多点注入和监控方法。北京斯伯乐科技发展有限公司北京斯伯乐科技发展有限公司工程师研发部经理10史正光第10完成人。项目核心工作成员，对项目的实验数据分析、产品检测、操作条件优化，对项目的第3、第4项科技创新有重要贡献。北京斯伯乐科学技术研究院北京斯伯乐科学技术研究院高级工程师生产部部长八、主要完成单位及创新推广贡献：(1)北京斯伯乐科学技术研究院 第 1完成单位负责该项目成果技术的全过程研发与整体集成，攻克了乙烯及煤制烯烃工艺装置各个工段关键助剂核心材料的制备。包括乙烯装置用裂解炉结焦抑制剂，压缩机阻垢剂，C3、C4、C5阻聚剂等项目的开发研究，以及工业化应用的现场服务。全面提升了乙烯装置的 “安稳长满优”运行周期，有力的支撑了我国乙烯工业成套技术的发展和产能的提升。（2）北京化工大学 第2完成单位负责该项目乙烯装置及煤制烯烃装置中黄油抑制剂产品的研发和制备，破解了国际上水溶性产品的难题，在世界上首先创制了油溶性黄油抑制剂产品，有效抑制了双烯烃的聚合结垢，显著提升了碱洗塔的产品收益率。该项目产品达到国际领先水平，为我国乙烯及煤制烯烃MTO工业的快速发展做出了重大贡献。（3）北京斯伯乐科技发展有限公司负责该项目中各个子课题技术的小试、中试、工业化示范应用推广和售后服务。在项目产品的质量标准制定，安全物性以及质量体系认证，工业化生产、调试、应用做出了突出的贡献。在产品推广示范中做了大量的产品售前、售中和售后服务，并且分工明确，责任到人，确保整体项目按计划完成，为项目带来了显著的经济效益和社会效益。九、完成人合作关系说明：项目第1完成人刘宽胜，为北京斯伯乐科学技术研究院教授级高级工程师，北京市密云区首届科技创新领军人才，中关村国家自主创新高端领导人才。与第3完成人何宏晓，第4完成人刘志清，第5完成人王茜，第10完成人史正光属于一个科研团队，长期以来一直保持密切的合作关系，并致力于乙烯及煤制烯烃装置关键助剂的全国市场调研，以及行业装置生产运行情况调研。在科研立项协同攻关计划，组装集合成套关键技术的研究和成果应用方面，上述几位完成人之间围绕关键技术进行分工协作，在乙烯装置C3、C4、C5阻聚剂，C9阻聚剂，缓蚀剂共同获得8项专利。项目第2 完成人王秀芬，北京化工大学材料学院教授，与第1完成人刘宽胜，第3完成人何宏晓，第6完成人张丽欣，第7完成人高志礼，第9完成人刘志远合作，共同研制了乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂产品。从2008年起，在第1和第2完成人的带领下，