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锦州石化斩获针状焦领域首项国家发明专利,为企业转型升级提供了关键支撑。
近日,国家知识产权局正式授予锦州石化研究院《一种改善针状焦性能的生产工艺》发明专利授权。这项专利一举填补了锦州石化在该领域自主知识产权的空白,为高性能碳材料产业高质量发展注入了强劲动能,更为公司的转型之路筑牢了技术根基。
目前,该技术已具备产业化条件,投用后将大幅提升针状焦产品附加值与核心竞争力。
直面挑战精准破题
“高端针状焦的核心技术壁垒,就卡在热膨胀系数(CTE)与机械强度这对矛盾上。”锦州石化研究院一级工程师刘川坦言。他表示,行业普遍面临的一个困境是:要么降低CTE提升抗热膨胀性,要么提高强度增强抗破碎性,想实现两者同步优化的难度极大。
传统针状焦生产中的改质工艺是改善产品微观结构的关键环节,但现有技术存在诸多短板,难以满足高端市场需求。
此次授权的发明专利立足锦州石化多年生产实践,瞄准针状焦生产中性能不稳、品质提升难等行业痛点,历经几十次实验室试验与多轮中试验证,形成了一套原创性的技术方案。
技术创新的亮点在于:在针状焦延迟焦化过程中,于特定时间点引入水蒸气并精准控制时长进行改质,以实现同步降低CTE、提升机械强度。
研发过程中,团队对十几种原料、几十个时间节点逐一测试、反复验证,最终锁定了最优工艺窗口,用看似简单的操作条件优化破解了长期困扰行业的技术矛盾。
与传统工艺相比,该专利技术具有突出的优势。
更安全:规避了传统轻油改质在510℃以上高温裂解产气的风险,从根本上提升了生产稳定性。
更经济:以水蒸气替代作为改质介质,大幅降低了原料成本。
更易落地:无需新增专用设备,仅在现有装置上优化操作条件即可实现,工艺兼具操作性强、适应性广的显著优势。
经验证,该工艺可显著提升针状焦结晶度与抗氧化性能,有效优化CTE和抗压强度,产品性能稳定可控,能完全满足超高功率石墨电极、锂离子电池负极等高端领域的应用要求。
卅年接力成就专利
“从1998年建起第一间针状焦实验室到如今手握自主核心专利,近30年两代人接力攻关,可以说没有坚守就没有今天的突破。”回忆起研发历程,刘川感慨道。
针状焦研发链条长、细节多、难度大,每一组数据、每一次优化,都离不开反复试验与长期坚守。
1998年起,锦州石化研究院瞄准这一国家战略急需材料,从零起步搭建针状焦实验室,先后攻克了原料油浆标准制定、机械过滤替代沉降脱灰、反应工艺参数优化、原料配方定制、预处理工艺开发、锂电定制负极焦研发、电极焦负极焦分析标准制定等一系列关键核心技术,完成了多项针状焦改性提质重点项目,构建起了完整的针状焦技术研发体系,为此次专利突破奠定了坚实的基础。
研发初期,面对设备短缺、技术空白、无成熟经验可借鉴等多重困难,科研人员扎根实验室,从原料油浆成分分析到温度、压力、时间等关键参数优化,每一组数据都反复测试、反复验证。有时,为了确定一个参数,成员们要连续奋战十几个小时。为了搭建起完善的研发体系,团队先后赴国内科研院所、先进企业学习交流,结合公司生产实际迭代优化方案,一步步把技术空白变成自主积累。
技术突破,既要靠科研人员的潜心钻研,也离不开一线技师的保驾护航。资深技师杨立公长期负责釜式焦化和中试焦化试验,用精湛的技艺为该专利技术的落地保驾护航。“试验就是战场!每一个数据、每一次操作,都关系到研发成败,容不得半点马虎。”杨立公常说。
2023年4月27日凌晨,中试焦化装置塔压异常攀升,最高达0.9MPa,远超安全阈值,设备损坏、引发事故风险陡增。正在值班的杨立公第一时间上报并果断采取了处置措施。他凭借丰富的经验迅速采取加热炉注水降温降压措施,仅用十几分钟便将压力恢复正常,成功化解了险情。
专利成功授权的背后,还有知识产权专员刘杨的专业护航。为了把近30年的系列研发成果转化为自主知识产权,他主动备考并取得专利代理师资格证、中国石油集团公司知识产权专员证书,系统掌握了专利撰写与保护规范。他仔细梳理了近30年的研发数据,提炼出技术创新点,反复打磨申请文件,与研发团队逐条核对细节,确保了专利文本严谨规范、创新点清晰突出,最终推动了首项针状焦发明专利顺利授权。
向新赋能转型升级
“该专利技术落地应用后,将进一步提升公司针状焦产品的附加值与市场核心竞争力,推动我国高端针状焦产业技术进步,降低国内高端针状焦对进口的依赖,为我国战略新兴产业发展提供核心原料保障。”锦州石化研究院院长苗勇表示。
针状焦是制造超高功率石墨电极、锂离子电池负极等高端产品的核心原料,其品质直接决定着下游产业的竞争力。长期以来,我国高端针状焦产品面临技术瓶颈,产品主要依赖进口。
近年来,锦州石化纵深推进“炼油向化工转、化工向材料转、材料向中高端转”转型战略,新材料产业迈出关键步伐,加速推动公司从传统燃料型企业向高端材料型企业转变。此次针状焦发明专利的获得,不仅是锦州石化技术研发的里程碑,更是公司加快向高端材料转型、实现产业升级的关键支撑。
目前,公司已形成完备的针状焦定制化生产能力,能够满足负极材料、电极等不同应用领域的多元化需求,产品远销国内多个省市,获得了高端客户的广泛认可,为专利技术的产业化落地奠定了坚实的产业基础。
未来,锦州石化将持续深化核心技术攻关,完善“技术创新—中试转化—产业应用”全链条,切实把技术优势转化为产品优势、市场优势,以转型升级新成效谱写炼化企业向高端材料转型、高质量发展的新篇章。
责任编辑:郑 丹



