中国煤科破局“卡脖子”难题：启动煤基PEN材料单体百吨级中试装置建设

近日，煤炭科学技术研究院有限公司，成功通过了“聚酯PEN材料单体煤基2,6-萘二甲酸中试验证”的基础设计审查。这一里程碑式的进展，标志着“聚酯PEN单体年百吨级中试项目”已正式进入实质性的实施阶段，有望为我国高端聚酯材料产业链的自主可控发展开辟新路径。

历经六年的不懈攻关，煤科院技术团队成功研发出国内外首创的微通道反应器连续合成煤基2,6-萘二甲酸成套新工艺及装备。该技术成果不仅通过了中国石油和化学工业联合会的严格评价，还获得了包括中国科学院徐春明院士在内的多位行业专家的高度赞誉。

煤基PEN材料单体百吨级中试装置建成并实验成功后，将显著提升我国在高端聚酯材料领域的自主可控能力，可为新能源、新基建等战略性新兴产业和未来产业提供核心材料支撑，进一步增强我国的国际竞争力。

聚萘二甲酸二甲酯作为21世纪的新型功能性材料，在5G通讯、光伏、氢燃料电池膜电极、航空航天以及原子能材料等多个领域展现出巨大的应用潜力。然而，其关键单体2,6-萘二甲酸(2,6-NDA)的制备技术长期被国外掌握，严重制约了我国PEN产业的发展。

为应对这一挑战，国家相关部委相继出台了一系列政策措施，如《精细化工产业创新发展实施方案》《工业战略性新兴产业分类目录(2023)》以及《新材料关键技术产业化实施方案》等，为PEN材料的发展提供了有力的政策保障。

图1:PEN单体2.6-萘二甲酸标准样品

煤科院积极响应国家号召，以国家PEN产业发展需求为导向，聚焦清洁低碳技术，从源头创新工艺，实现了“绕道突围”。通过利用自身在煤转化技术方面的深厚积累，煤科院成功突破了煤基2,6-萘二甲酸的合成制备技术，建立了年吨级煤基PEN单体全过程制备平台，并形成了微通道反应器连续合成煤基2,6-萘二甲酸的成套新工艺及装备。

为了加速科技成果的转化应用，相关院士专家建议加快PEN单体百吨级中试示范装置的建设步伐，突破成果转化的“最后一公里”。煤科院对此积极响应，针对煤基PEN材料关键单体技术路线，在产业链各环节进行了周密规划。

图2:PEN单体年百吨中试装置效果图

在知识产权保护方面，煤科院不断强化布局，建立了完备的知识产权体系。目前，已取得国内授权专利20余项，并申请国际PCT专利1项。同时，还成功开发出2,6-萘二甲酸国家标准样品1项，填补了国内PEN单体高纯样品的空白。此外，煤科院还建立了煤基PEN单体全过程的分析表征和质量控制新方法，为产品的稳定生产和质量控制提供了有力保障。

在下游应用开发方面，煤科院基于小试平台自主开发的产品与国外产品进行了对标测试，并开展了下游用户端性能评测。用户反馈显示，该产品外观均一，单体纯度已达到进口水平，性能相当。这一结果进一步增强了煤科院对PEN材料国产替代的信心和决心。

当前，煤科院正全力推进百吨级中试装置的建设工作。从实验室技术突破到全产业链布局，煤科院为PEN材料的国产替代和自主可控奠定了坚实基础。同时，这一项目的实施也为推动煤化工产业向高端化、多元化和低碳化方向发展注入了新的活力。