精细化工赋能造纸业绿色转型——AKD无苯技术的研发与产业化实践

来源: 华软科技002453

  造纸业作为国民经济的重要基础性产业和关键民生保障行业,承载着文化传播、工业应用等多重功能,其发展质量直接关联上下游众多产业的协同升级。数据显示,2024年全国纸及纸板产量达到1.36亿吨,占全球总产量的28.9%,已连续15年位居全球第一[1],成为全球纸业的“世界工厂”。然而,在行业规模扩张的背后,高能耗、高污染等传统发展模式带来的环保压力日益凸显。在“十五五”规划背景下,“双碳”目标全面推进、环保政策日趋严格,推动造纸业绿色转型已成为破解发展瓶颈、赋能产业高质量发展的核心路径,而精细化工技术的创新应用,正成为这场转型浪潮中的关键驱动力。

  在造纸产业链中,施胶剂的技术革新尤为重要。施胶剂的核心作用是通过在纸张纤维表面形成均匀的疏水层,有效提升纸张的抗水、抗油性能,优化印刷适性,同时还能显著改善纸张强度、光滑度和耐久性,广泛适配文化用纸、包装用纸、特种工业用纸等各类纸品的生产需求。烷基烯酮二聚体(AKD)是全球造纸工业的主流施胶剂产品,而长期以来,传统AKD生产工艺存在一个难以突破的技术痛点——依赖苯系化合物(主要为甲苯)作为有机溶剂才能完成反应过程。这一工艺缺陷不仅导致产品中不可避免地产生甲苯残留,还引发了一系列环保、健康和产业发展问题,成为制约造纸行业绿色转型的瓶颈。

  甲苯已被世界卫生组织列为明确致癌化学物质,对人体健康具有严重威胁。其对皮肤、黏膜具有强刺激性,对中枢神经系统产生麻醉作用,长期接触可诱发神经衰弱综合征、肝肿大、女性月经异常等病症,短时间高浓度吸入可能导致头晕、呕吐、抽搐甚至昏迷。更为关键的是,传统工艺产生的甲苯残留会随着AKD制备成乳液后直接带入纸品生产环节,最终留存于终端纸品中,无论是日常使用的文化用纸、办公用纸,还是直接接触食品的包装用纸,残留的甲苯都可能通过皮肤接触、呼吸道吸入等方式进入人体,对消费者健康产生不可预知的影响。

  同时,甲苯具有很强的挥发性,在AKD生产、溶剂回收等环节,未被完全回收的甲苯会挥发到空气中,造成大气污染;生产过程中产生的含甲苯废水如果处理不彻底,会污染土壤和水环境,对生态系统造成持续性破坏。尽管我国国标《GB/T 27565-2011 工业用烷基烯酮二聚体》对AKD产品中的甲苯含量作出了严格限制[2],规定残留标准为1kg/t,但这一标准仍无法完全消除健康与环境隐患。

  此前,国内多数AKD生产企业因技术落后,产品普遍存在苯含量超标等问题,导致国产AKD产品出口受阻,遭遇国际市场的绿色贸易壁垒,成为困扰全行业的共性难题。与此同时,传统AKD工艺还存在施胶效率低、吨纸用量大等弊端,进一步拉高了造纸企业的生产成本和环保处理成本,严重制约了行业绿色升级的步伐。

  在行业绿色转型的迫切需求下,寻找传统AKD工艺的替代方案,研发无苯、环保、高效的AKD生产技术,成为精细化工领域与造纸行业协同发展的关键课题。作为国内首家造纸化学品上市企业,金陵华软科技002453)股份有限公司(股票代码:002453.SZ,以下简称“华软科技”)秉承“绿色发展、技术引领”的核心理念,深耕精细化工领域二十余年,在造纸化学品研发与生产方面积累了深厚的技术沉淀和丰富的行业经验。基于对行业发展趋势的研判,华软科技将“AKD无苯技术研发”列为战略攻坚项目,研发团队摒弃传统“苯类溶剂”的固化思路,从反应机理源头创新,历经多年技术攻关,成功实现“无溶剂法”生产AKD的核心技术突破。

  首先,“无溶剂法制备AKD工艺”从源头上彻底杜绝了苯系化合物的加入,从根本上消除了对下游造纸企业操作人员和终端消费者的健康威胁;其次,“无溶剂法”省去了传统工艺中溶剂回收套用等繁琐环节,不仅大幅降低了生产过程中的能耗和物耗,还减少了溶剂回收过程中产生的污染物排放,进一步提升了生产过程的绿色化水平;此外,公司自主研发的“连续化离心分水工艺”,通过“低温分水”技术,在避免高温蒸发对产品品质造成影响的同时,大幅提升了AKD产品的含量和色度,产品品质达到国际领先水平,为行业技术升级提供创新解决方案。截至目前,公司在AKD制备方面累计获得7项发明专利、13项实用新型专利,公司旗下山东天安化工凭借在该领域的深耕细作,荣膺山东省“一企一技术”研发中心认定、“山东省制造业单项冠军”企业认定,推动华软科技实现技术突破引领产业升级的跨越式发展。

  依托国内稀缺的光气资源优势,华软科技构建起多条光气衍生产品链及造纸化学品AKD完整产业链,“无溶剂法制备AKD工艺”已经全面覆盖蜡粉(1840、1865、1895)、液蜡、高碳蜡等系列,成为全球该领域的开拓者与领航者。凭借硬核技术与优质产品,华软科技旗下AKD产品已在全球高端造纸市场绽放,主产品AKD市场占有率全球前三,其中无苯工艺产品市场占有率位列前茅。产品应用场景广泛,从常见的包装纸到前沿的生物基材料均有涉及,涵盖技术加工领域(生物基涂层材料、特种纸加工)、包装纸板(箱板纸、瓦楞原纸、白卡纸)、文化印刷与办公用纸(文化用纸、复印纸、高级书写纸)、特种工业用纸(卷烟滤嘴棒成型纸)、食品与液体包装(液体包装原纸、食品包装纸)等各种高端造纸领域。

  AKD无苯技术的产业化实践,是精细化工赋能传统产业绿色转型的生动缩影——打破了国外在高端AKD领域的技术垄断,构建了自主可控的核心技术体系,解决了传统造纸行业的环保痛点,催生了新的产品形态与市场需求。随着更多精细化工技术的涌现和应用,造纸业等传统产业必将突破瓶颈,迈向更加绿色、高效、可持续发展的新篇章。

  未来,华软科技将继续坚守“以精细化工赋能新质生产力,以绿色创新助力高质量发展”的战略核心,依托总部所在园区——中关村AI数字能源产业园(海开园)的产业生态优势,聚焦园区AI、大数据资源,对生产能耗进行智能优化,实现“科技硬实力”与“数字技术”的双重赋能。同时,华软科技将在精细化工领域接续深耕,开展更多前沿技术研发,不断丰富产品体系,提升产品核心竞争力,打造国内一流、世界领先的化工新材料龙头企业,不断为客户创造价值、为股东创造财富,为科技赋能产业发展贡献更多实践样本!

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