溶解乙炔介孔吸附材料水热制备及工业应用.docVIP

项目名称：溶解乙炔介孔吸附材料水热制备及工业应用 拟报奖种：科学技术进步奖 候 选 人：何静、段雪、张保国、李峰、卫敏、林彦军、解越美、石凤文、李殿卿、杨兰 候选单位：北京化工大学、北京天海工业有限公司 项目简介： 项目属化工科学技术领域，项目产品为介孔吸附材料，用于溶解乙炔气瓶制造。 乙炔气体广泛用于金属切割、焊接和化学合成等重要行业，涉及国民经济诸多领域。但其化学性质活泼易爆炸。早期使用的移动式乙炔发生器和散装填料式乙炔气瓶安全事故频发。整体式溶解乙炔气瓶现为国际上唯一可安全储运和使用乙炔的方式，其工作原理是：瓶中整体式多孔吸附材料相互贯通的介孔内凝聚溶剂丙酮，丙酮溶解乙炔，乙炔分子被溶剂分子所包围，避免了乙炔分子聚集及相互碰撞，保证安全性能；使用时丙酮受多孔吸附材料介孔表面势场作用以液态稳定在孔中，而乙炔以气态溢出，保证使用性能。为此，整体式吸附材料必须具有苛刻的技术指标：高度发达的介孔(孔隙率90%以上)、均匀的整体结构和非常小的收缩率(线收缩率小于0.4%)、低密度(小于0.27kg/L)下兼备高抗压强度(1.8MPa以上)。项目针对溶解乙炔介孔吸附材料的制备突破系列关键技术。主要创新点如下： 1. 根据高抗压强度要求设计和控制晶相结构：提出控制钙硅比和晶化动力学调控硅酸钙复合晶相结构，有效控制抗压强度1.8MPa以上，保证了产品具有优异的力学性能； 2. 根据苛刻的使用性能要求设计和控制介孔结构：提出并突破动态水热晶化技术控制晶粒尺寸分布，提出动态干燥技术控制脱水速度，保证了产品介孔发达，孔隙率90-92%，确保产品具有优异的使用性能； 3. 根据严格的安全性能要求控制整体均匀性与间隙缺陷：提出本征钙硅比概念，自行设计开发了胶体稳定剂，提出并突破了内外循环高剪切搅拌技术，保证了整体结构均匀、线收缩率0.3%以下，确保了产品具有优异的安全性能； 4. 根据质量稳定难题与节能要求控制水热晶化模式：提出了无釜水热固化一步法新工艺，产品合格率由82%提高至99%，生产周期缩短40%，在稳定产品质量的同时实现了节能降耗。 项目组于1988年开始实验室研究，历经7年艰难的小试、中试、工业侧线攻关，1996开始在气瓶行业骨干企业推广，2003年通过全国气瓶标准化技术委员会认定和批准开始规模化生产，有效阻止了重复引进国外技术。在国家科技支撑计划支持下，在北京天海工业有限公司等龙头企业进行大规模生产。项目获国家发明专利授权8项，申请国际发明专利1项；参与制定和修订国家标准2项；构筑了自主知识产权体系。 项目产品技术指标完全符合或优于国家标准GB11638-2003、国际通用标准ISO 3807: 2000和美国溶解乙炔气瓶设计与批准程序CGA C-12的要求。取得了美国DOT-8AL(美国本土以外唯一取得此认证的产品)、加拿大TC-8WAM及德国TUV SUD认证。成为Linde-BOC、Air-liquid、Air-production和Praxair等多家国际知名气体公司的全球采购指定供应产品，产品销往欧美市场。 截至2012年底，项目产品已累计生产乙炔瓶250余万只，实现销售收入逾8.5亿元，新增利税逾2.1亿元，出口创汇逾7000万美元。项目技术和产品也经历了多年生产实践和市场的考验。 主要知识产权证明目录 知识产权具体名称 知识产权类别 国家（地区） 授权号 程序控温动态晶化制备阴离子层状晶体材料的方法 发明专利 中国 ZL3 一种结构可控的定向式生长介孔吸附材料及其制备方法 发明专利 中国 ZL 200910084937.0 一种整体式高比表面积多孔吸附剂及其制备方法 发明专利 中国 ZL 200910081780.6 一种镁铝型双羟基复合金属氧化物的非平衡制备方法 发明专利 中国 ZL3 全返混液膜反应器及其在制备超细阴离子层状材料中的应用 发明专利 中国 ZL 0132145.5 一步制备具有高比表面积的微/介孔铝酸盐的方法 发明专利 中国 ZL 200610144321.4 一种水滑石插层结构高吸水树脂添加剂的制备方法 发明专利 中国 ZL 200810224261.6 一种粒径均一的纳米尖晶石铁氧体的制备方法 发明专利 中国 ZL 200710121823.X