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在化工科技成果從實驗室走向產業化的征途中,中試放大環節是橫亙在其中的“火焰山”。在化工第一大省山東,中試環節同樣存在商業化成功率低、投資門檻高、轉化周期長等痛點。
如今,山東正在嘗試跨越這座高山——由山東京博石油化工有限公司(以下簡稱京博石化)牽頭,聯合11家高校與企業共建的綠色化工與新材料中試平臺,近期成功入選首批國家級制造業中試平臺,成為山東省首個獲此認定的中試平臺,更開創了石化化工領域民營產業鏈主企業牽頭建設國家級中試平臺的先河。
一座開放共享的創新實驗場
“中試轉化從來不是單一的技術問題,而是一項涉及工藝、工程、安全、市場的系統工程。”平臺運營負責人指出。從規劃之初,該平臺就確立了與眾不同的定位:不是企業的專屬研發基地,而是面向全行業的公共創新基礎設施。
該平臺聚焦高端化學品與高性能材料領域科技成果轉化落地,以“鏈式協同”模式整合行業資源。通過資產共享數字化系統,平臺盤活了價值超4.1億元的存量設備,并模塊化建設聚烯烴彈性體(POE)、α-烯烴、生物基橡膠、反式丁戊橡膠、聚丁烯合金、羰基合成、流態化催化七大中試線。平臺還積極推動數智化轉型與綠色低碳發展,推進AI4S(人工智能驅動科學)中試新范式落地。圍繞“AI智能試驗+工藝數字孿生+工業互聯網智控”三大核心方向,平臺建設了21個AI試點場景,涵蓋催化劑研發、材料性質預測、工藝流程優化、設備仿真模擬等領域,并承擔了6個省級“人工智能+”項目。
人才體系是平臺的核心支撐。依托“京博N1N”產教融合模式,平臺組建了覆蓋“懂產品、懂制造、懂試驗、懂設備、懂安全”的復合型工程團隊,匯集400余人的專家智庫,構建覆蓋“小試—中試—產業化”的全鏈條工程化體系,使科研成果從實驗室走向中試、再走向產業化的路徑更加順暢。
大連理工大學郭新聞教授對此深有感觸。郭新聞團隊與平臺合作,正在推動長鏈烯烴環氧化催化劑的產業化應用。“我們利用合成過程中的母液改性催化劑,不僅提升了性能,還實現了廢棄物資源化。”郭新聞介紹說,目前該技術已完成中試驗證,計劃在一到兩年內實現產業化,生產高附加值的精細化學品。
平臺的驗證能力讓創新路徑更加清晰。“通過真實工況下的放大驗證,大量潛在風險被提前識別和規避,使產業化之路更安全、更高效。”平臺技術負責人表示。
一套數據驅動的智能驗證系統
綠色化工與新材料中試平臺不僅配備了核磁共振、掃描電子顯微鏡等30余臺高端檢測儀器設備,還建有9000萬條文獻數據與6TB自有中試數據、聯合浪潮集團開發化工領域中試和安全大模型。該平臺還通過工藝數字孿生,打通了“實驗參數—中試數據—工業化指標”數據鏈路,實現“先模擬后建設”,研發周期縮短30%。該平臺開發了15個工業互聯網中試場景APP,實現中試過程安全智能管控、風險智能預警與應急響應,百噸級以上中試裝置關鍵工序數控化率與關鍵設備聯網率均達到100%。
“中試平臺在設備和流程上已高度接近工業化裝置。”浙江大學王文俊教授評價道,“這為高端聚烯烴等材料的工程化開發奠定了堅實基礎。”
青島科技大學賀愛華教授與平臺的合作已持續十年。“作為橡膠大國,我國高端橡膠產品卻長期依賴進口。”賀愛華表示,“我們與京博石化共建的本體聚合技術平臺,將高校研究成果直接對接下游應用,大幅加速了成果轉化進程。”
一個持續進化的產業創新生態
在山東化工產業轉型升級的道路上,平臺的核心價值在于構建了一個開放、共享、進化的產業創新生態系統。
平臺打造的九大專業服務體系,覆蓋了從技術熟化到產業化的全鏈條。截至目前,平臺已成功孵化了生物基橡膠、芳綸納米纖維、聚丁烯合金、聚酮等13項“卡脖子”新產品,帶動新增產值超20億元,培育專精特新企業4家。
在羰基合成中試線上,一項突破正在改寫產業格局。“我國羰基合成技術長期被國外壟斷。”中國科學院青島生物能源與過程研究所楊勇研究員介紹。通過平臺150噸/年裝置驗證,團隊成功開發出高碳異構醇、高碳異構酸系列產品,關鍵指標達到國際先進水平。
將實驗室里的科研成果轉化為可商業化應用的技術是中試服務的核心。圍繞這一核心,平臺創新性地提出“市場出題+資源共享+生態賦能”的破局路徑,通過吸納資本管理公司入駐,構建了科技信貸、科技保險、創投孵化、股權融資等一攬子科技金融服務體系。“我們設計了完整的風險投資和收益再投資機制,確保平臺的可持續發展。”合作投資機構負責人表示。
通過“中試服務+產業落地”的模式,平臺形成了技術驗證與產業轉化的良性循環,目前已成功推動十余項創新技術實現產業化,產品廣泛應用于光伏膠膜、電線電纜、醫藥農藥、高性能顏料等多個重要領域。
首批國家級制造業中試平臺是工信部布局建設中試生態體系的核心力量。該平臺的成功入選,是對其技術體系建設、市場化運營和服務產業發展方面的充分肯定。作為京博石化牽頭搭建的行業共享生態服務平臺,該平臺未來將持續聚焦戰略新興與未來產業核心領域,深度鏈接產業客戶需求,整合行業資源、匯聚創新力量,為全行業提供更優質、更高效的中試服務,助力構建協同共生的產業創新生態,為推動制造業高質量發展、加快新型工業化建設注入強勁動能。
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