2024年

上海市高新技术成果转化项目

自主创新十强

▶项目编号：202301059

   ▶  项目名称：镍铝合金催化剂（famc-1900）

   ▶  项目单位：上海迅凯新材料科技有限公司

迅凯催化：

自研bdo核心催化剂，

实现国产“零”突破

当下，新一轮技术变革正在改变全球半导体产业格局，人工智能、低空经济等未来产业对高性能、高算力芯片提出了巨大需求，推动半导体产业不断创新，使其迎来巨量的增长空间。

2008年，国家颁布“限塑令”，规定在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋，并要求所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所一律不得免费提供塑料购物袋。随着“白色污染”日益受到重视，2020年，北京、海南多地更在“限塑令”的基础上推出升级版的“禁塑令”。

在国家限塑令执行力度不断加大的宏观环境下，可降解塑料的市场需求越来越大，而bdo（1，4-丁二醇）作为可降解塑料pbs和pbat的上游关键原材料，也成为“限制塑料”中备受关注的一环。

而在bdo产品生产过程中，高压加氢催化剂是不可或缺的材料。但由于相关国产催化剂的缺位，国内企业在bdo生产中常处于被动状态。为改变这一局面，在经过多年潜心钻研后，上海迅凯新材料科技有限公司（以下简称“迅凯催化”）推出了镍铝合金催化剂（famc-1900），实现了国产高压加氢催化剂“零”的突破，同时也完成了国产替代，大幅提升了中国bdo生产企业在全球的竞争力。

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自主研发，实现二代升级

自主研发，实现二代升级

迅凯催化对于镍铝合金催化剂（famc-1900）的研究始于2016年。在迅凯催化总经理孙兵看来，这是一场关于“尊严”的战斗。

21世纪初，bdo产品生产链进入国内，此时，其生产工艺均由国外设计。国内企业除支付技术费用外，还需花费高额价格支付bdo产品生产过程中不可或缺的生产原料—高压加氢催化剂。

在此背景下，催化剂的制备技术也掌握在国外企业手中。“bdo产品的整个工艺技术都是从国外引进而来的，其绑定的相关催化剂产品技术也都由他们掌握。”孙兵介绍道。因此，在bdo产品生产的多个环节，国内企业都处于被动状态。

这种不对等的合作关系，也让国内企业时刻忍受着价格谈不拢、服务周期不断延长的现状。在与国外企业一次又一次不愉快的洽谈中，一股“为何不能凭借国产技术打破现状”的感慨油然而生。

尽管当时bdo产品的需求量只有当前300万吨市场需求量的十分之一，但在彰显国产催化剂技术能力、打破国外技术垄断的信念号召下，2013年，迅凯催化推出了第一代镍铝合金催化剂，2016年，该产品在内蒙东源10万吨bdo装置上成功使用。但作为第一代产品，其在实际场景中的应用并不完美。

而从一代产品的不尽如人意，到二代产品镍铝合金催化剂（famc-1900）的“与国外技术不相上下”，孙兵带领团队进行长达七年的升级研发，七年内，他们不断进行调整升级。

升级版的镍铝合金催化剂（famc-1900）成功面世后，一举扭转了国内bdo企业在催化剂交易中的劣势地位。“随着我们国产化加氢催化剂的出现和国内bdo企业的竞争力不断提升，美国杜邦等公司已经关停了他们海外的部分bdo生产装置。”孙兵说道。

显然，镍铝合金催化剂（famc-1900）的面世不仅打破了国内bdo高压加氢催化剂的“零”记录，实现进口替代，也为新疆美克、蓝山屯河、新疆天业、中国石化、内蒙古东源等国内bdo产业的发展提供了发展动力。

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雕琢细节，追平国际水准

雕琢细节，追平国际水准

在孙兵看来，催化剂是一个技术门槛极高的产品，它汇集了物理、化学、材料等多学科的知识，还非常依赖经验科学，任何适用于某一特定领域的催化剂的出现都是小概率事件。催化剂行业内有句俗语：一款新型催化剂的工业化需要“10年的磨练，10个亿的投入”。

“事实上，在催化剂领域，任何我们宏观上能够观察到的现象，都需要在微观层面进行很多的设计改变。”孙兵表示，这些细微处的成分配比调整、内部结构创新都需要研发人员在实验室中进行成百上千乃至上万次的尝试。

而在实验设计完成后，如何在工业链条上放大，是催化剂产品面临的第二重考验。不能精准控制的温度、并非同步放大的反应设备等现实因素都会让在实验室内表现完美的催化剂“失控”。

实际上，第一代镍铝合金催化剂的首次亮相便遇到了此类问题。“它在工业使用时中远远达不到在实验室的效果。”孙兵坦言，那次铩羽而归对团队的打击很大，但也正是这次经历，让他们在看到产品不足的同时，也意识到催化剂的“个性化”特征。

因此，在推出新一代的镍铝合金催化剂（famc-1900）中，孙兵带领团队做了更多的升级。

通过反复试验，针对老一代产品的机械强度低、耐磨性能差、活性成分易流失等问题，镍铝合金催化剂（famc-1900）采用了特殊的晶相结构和成分配比，让其具备海绵状多孔结构的外表面层，极其耐磨的外表面活性层，以及致密结构的内核，使得反应原料及加氢产物能够很容易地进出外表层面，且外扩散路径短，反应速度快，副反应少。

当前，在实际bdo产品生产使用中，镍铝合金催化剂（famc-1900）的1，4-丁炔二醇（byd）转化率已经达到99.99%，达到国际领先水准。

sunchem

与此同时，在产品催化性能上，镍铝合金催化剂（famc-1900）也有了大幅升级。与同类催化剂催化反应后99.5%的bdo产品纯度相比，经镍铝合金催化剂（famc-1900）催化后的bdo产品纯度可达到99.7%以上。“0.2%”的纯度提升带来的最直观感受是镍铝合金催化剂（famc-1900）在催化过程中所产生杂质的大幅下降，而这一现象带给企业的是生产成本的下降和产品质量的上升。

镍铝合金催化剂（famc-1900）质量的提升，也为企业开发更高端的bdo产品奠定了基础。据悉，随着bdo产品的品质不断升级，高品质的bdo已成功应用于生产四氢呋喃(thf)、γ-丁内酯(gbl)、聚四亚甲基乙二醇醚(ptmeg)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚氨酯(pu)、可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、3-丁烯-1-醇等下游精细化学产品。

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自我迭代，保持市场优势

自我迭代，保持市场优势

催化剂是一种创造新材料的新材料，在孙兵看来，它没有好坏之分，关键在于能否找到合适的应用场景。

为此，迅凯催化设置了定制化环节，为催化产品和工业生产线打造磨合期。随着镍铝合金催化剂（famc-1900）在越来越多工业生产环境中使用，当前迅凯催化将其与新工业环境的磨合时间已缩短至一周。

国际水准的产品性能、周到的产品服务，再加上同比降低30%的产品价格，在追求性价比的当下，镍铝合金催化剂（famc-1900）已成为国内bdo企业的不二选择。

2023年，镍铝合金催化剂（famc-1900）的国内市场占有率达70%，国内前13家bdo生产企业中已有9家企业使用该产品。而随着bdo市场扩大，新的bdo生产企业不断加入，在市场占有率保持不变的情况下，使用镍铝合金催化剂（famc-1900）的企业数量也在不断上涨，2024年，使用该产品的bdo生产企业将达到12家。

身处技术快速迭代的行业，自我升级不容忽视。实际上，迅凯催化对于镍铝合金催化剂（famc-1900）的升级还在继续。在实际应用中，该产品的使用环境中的原料常常携带含硫化合物，极易受到含硫化合物的“毒化”攻击，因此，其抗毒性也决定了自身使用寿命的长短。当前，镍铝合金催化剂（famc-1900）在实际应用中的使用寿命为3-6月，这一使用时限对工业生产来说稍短。

为此，在迅凯催化目前正在研发的镍铝合金催化剂（famc-1900）升级版产品中，孙兵表示他们正在尝试提高产品的抗毒性，同时也在积极寻找新的催化金属成分，减少催化剂单位体积内的金属数量，降低催化剂成本，继而降低相关成品价格。

sunchem

想要实现这一点，离不开研发团队的努力和专业人才的支撑。在助力迅凯催化人才队伍建设上，上海市高新技术成果转化政策给予了大力支持。迅凯催化已有6名研发人员通过成果转化政策落户上海，1人通过了高新技术成果转化类工程师职称评审。该项目还获得了上海市高新技术成果转化专项资金支持。

在政策、市场的双重助力下，未来，迅凯催化将面向氢能源、可持续性化学品、精细化工等领域开展创新，在全球催化剂领域树立起中国旗帜。

来源：上海市科技创业中心stic

编辑：蓝悦

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上观号作者：上海科技