李久盛在作报告 上海高等研究院供图
中试装置 上海高等研究院供图
近日，中科院上海高等研究院先进润滑材料实验室研究员李久盛团队研发的低粘度茂金属PAO基础油（mPAO基础油）技术，在山西潞安化工集团位于长治市的中试装置上成功完成中试生产试验，打通了整体工艺流程，得到了符合性能指标要求的中试产品。这一技术的成功转化，标志着我国润滑油高端合成基础油生产技术取得了重大突破。
据悉，该装置的设计产能为3000吨/年，以煤制油产品的副产物α—烯烃为原料，采用该团队自主研发的茂金属为核心催化剂，主要生产润滑行业急需的低黏度mPAO基础油产品。
润滑油脂作为现代制造业必不可少的支撑和保障，被称为“流淌在制造业中的血液”，在确保机械装备稳定运行中起到关键作用。聚α—烯烃（PAO）合成基础油是生产发动机、高铁、风电等高端装备润滑油的关键原材料，随着我国制造业的快速发展，高端润滑油脂的需求增加迅速，同时也造成了PAO合成基础油的缺口越来越大。与此同时，PAO基础油的核心生产技术主要掌握在欧美国家手中，我国在PAO基础油制备技术和工业化生产方面长期处于落后位置，造成我国高档润滑油产品基本依赖进口，国内润滑油行业的产品升级换代受到了限制，也严重影响了相关装备润滑安全保障。
李久盛团队自2014年开始与山西潞安化工集团合作，联合开展了煤制α—烯烃制备mPAO 的技术攻关，取得了一系列关键制备技术的突破，申请了10多项发明专利，填补了国内低黏度PAO基础油的技术与产品空白。
在此基础上，双方合作于2020年11月实现了中试生产装置开车，历时数月完成了烯烃原料预处理段、烯烃聚合段、聚合后精馏段和聚烯烃加氢段的稳定运行以及工艺参数优化。试验结果表明，自主研发的茂金属催化剂具有超高催化活性（不小于每克60千克）和优异的选择性，烯烃原料转化率大于98%。与进口同类产品相比，中试生产的四个低黏度mPAO （100℃运动粘度分别为4、6、8、10Cst）基础油产品除了具有优异的低温性能和出色的热稳定性外，还具有更高的粘度指数，能够满足更为苛刻的高低温环境下润滑油的性能需求。
据李久盛介绍，聚焦满足国产高端装备的润滑需求，先进润滑材料实验室充分发挥mPAO基础油独特的性能优势，积极开展应用研究工作，已联合多家设备制造商，在无人直升机传动系统润滑油、航空抗燃液压油、航空活塞式发动机油、轨道交通齿轮油和耐高温长寿命工业齿轮油等高端润滑油油产品的配方开发方面取得重要进展，其中多款油品已进入实际应用的验证阶段。
业内专家表示，低黏度mPAO基础油中试生产试验的成功，打破了国外公司对于这一高品质合成基础油的技术垄断，填补了国内空白，对我国润滑行业的发展具有重要意义。同时，该技术也为煤化工行业下游产品的精细化、高值化利用提供了一个重要技术路线。
李久盛表示，随着“双碳行动”“高质量发展”等政策的深入实施，我国能源形式将逐渐从化石能源向可再生能源过渡，高能耗的传统产业面临极大的降碳压力。先进润滑技术可显著降低设备无效功耗、减少故障率、延长使用寿命，有助于实现装备的节能减排及高效运行。李久盛表示，mPAO合成基础油的国产化有助于实现高端润滑油脂的研发和工业应用，进而提升能源生产和消费过程中设备的可靠性，降低设备运维成本，为我国尽早实现碳达峰、碳中和目标贡献力量。
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