学科专业评审组:能源与化工组
项目名称:高性能无汞金基催化剂及其氯乙烯合成关键技术与产业化
提名单位: 榆林市人民政府
提名等级:二等奖
提名单位意见: 该项目面向我国电石法聚氯乙烯行业履行《关于汞的水俣公约》的重大战略需求,针对汞污染严重、无汞催化剂易失活、工业化应用难等重大技术难题,依托国家自然科学基金重点项目和全球环境基金项目等,由陕西北元化工集团股份有限公司与南开大学进行产学研协同攻关,取得了重大原创性突破。 南开大学首次承担国家重点项目开展无汞金基催化剂研究,成功创制新型双羰基配体络合金催化剂,并开发绿色混合溶剂替代王水的规模化制备工艺,填补了国内技术空白,率先建成千吨级无汞金基催化剂的生产线,首次实现该催化剂工业化规模的生产。陕西北元化工集团与南开大学深度合作,围绕无汞金基催化剂的工程化应用,在国内率先完成工艺包设计,开发出并联反应器与加压自循环热水移热技术,形成具有自主知识产权的成套工艺与装备,首次完成万吨级中试装置建设。2023年,建成全球首套10万吨级无汞金基催化合成氯乙烯工业示范装置,实现催化剂连续稳定运行超14000小时,经济、社会及环境效益显著。该项目成果已向甘肃耀望化工有限公司、甘肃银光聚银化工有限公司等实施技术许可,并建成无汞化PVC工业化生产线。 2022年,中国石油和化学工业联合会组织院士专家对该项目成果进行了鉴定,结论为:该成果达到了国际领先水平,建议进一步加大推广应用。 该项目技术指标先进,应用性强;成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议。 特提名该项目为陕西省科学技术进步奖二等奖。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:
主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:史彦勇
    排名:1
    行政职务:董事长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:陕西北元化工集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目第一完成人,全面主持项目研究、组织实施与成果转化工作。组建校企联合攻关团队,确立无汞催化产业化技术路线,推动项目从实验室研究跨越至10万吨级工业示范,主导完成无汞金基催化合成氯乙烯工业装置建设并实现长周期稳定运行,并推动成果转化与产业化推广。对项目创新点第(1)、(2)、(3)项均做出了重要贡献,佐证材料见附件2-2-2、2-2-12至2-2-14、2-2-22至2-2-26。
    曾获国家科技奖励情况:2026年,陕西石化科学技术奖一等奖,氯乙烯合成无汞催化剂工业化应用研究,排名第1,证书编号:2026-1-1。
  2. 姓名:李伟
    排名:2
    行政职务:科研部副部长
    技术职称:教授
    工作单位:南开大学
    对本项目技术创造性贡献:南开大学项目团队负责人,开展乙炔氢氯化无汞催化剂研究,主导了新型双羰基配体络合金催化剂的设计与创制,开发了硫氮双官能团改性活性炭载体及全水/乙醇绿色溶剂无酸制备工艺等核心技术,有效解决了金阳离子易还原失活、表面分散性差等关键科学难题,为10万吨级工业示范装置的建设与长周期稳定运行提供了持续的理论指导与技术支撑。对项目创新点第(1)项做出了重要贡献,佐证材料见附件1-1-2、1-1-3、2-2-1、2-2-9至2-2-14、2-2-19至2-2-21。
    曾获国家科技奖励情况:2018年,天津市专利创业奖,一种应用于固定床制备氯乙烯的无汞催化剂及其制备方法,排名第1,证书编号:2017ZC-003-02。
  3. 姓名:熊磊
    排名:3
    行政职务:副主任
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西北元化工集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与并联反应工艺、催化剂抽翻装置及变压吸附解析气回收利用等关键技术装备的研发与工程化实施,承担工业化评测数据分析及持续优化改进工作,同时参与团体标准《电石法聚氯乙烯无汞触媒应用评测技术要求》的制定。对本项目创新点第(2)项做出核心贡献,对第(1)、(3)项做出重要贡献,佐证材料见附件1-1-1、2-2-1、2-2-2至2-2-4、2-2-6至2-2-14、2-2-25、2-2-26。
    曾获国家科技奖励情况:2023年,陕西省科技进步奖二等奖,兰炭聚氯乙烯规模化联产关键技术与应用,排名第8,证书编号:2022-J-224601-2-R08。 2026年,陕西石化科学技术奖一等奖,氯乙烯合成无汞催化剂工业化应用研究,排名第3,证书编号:2026-1-3。
  4. 姓名:刘建国
    排名:4
    行政职务:党委副书记、 总经理
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西北元化工集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:全面参与项目产业化实施与工程组织协调工作,负责企业内部资源配置、跨部门协调及产业化推进管理,保障无汞金基催化合成氯乙烯工业装置的建设进度与运行质量。对本项目创新点第(2)、(3)项做出重要贡献,佐证材料见附件2-2-14、2-2-25、2-2-26。
    曾获国家科技奖励情况:2026年,陕西石化科学技术奖一等奖,氯乙烯合成无汞催化剂工业化应用研究,排名第2,证书编号:2026-1-2。
  5. 姓名:关庆鑫
    排名:5
    行政职务:应化所副所长
    技术职称:教授
    工作单位:南开大学
    对本项目技术创造性贡献:参与无汞金基催化剂的研发工作。在催化剂活性组分稳定性调控、配体筛选及催化机理研究方面做出重要贡献,发表高水平SCI论文,对本项目创新点第(1)项做出核心贡献,佐证材料见附件1-1-2、1-1-3、2-2-1、2-2-14、2-2-19至2-2-21。
    曾获国家科技奖励情况:2018年,天津市专利创业奖,一种应用于固定床制备氯乙烯的无汞催化剂及其制备方法,排名第3,证书编号:2017ZC-003-02。
  6. 姓名:宁小钢
    排名:6
    行政职务:原总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:陕西北元化工集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:全面参与项目工程化实施与产业化运行,主导完成了蒸汽包装置、变压吸附解析气回收利用装置、氯乙烯单体密闭采样装置等关键装备的研发工作,在热能回收、解析气资源化利用及装置安全环保运行方面发挥了关键作用。同时参与团体标准《电石法聚氯乙烯无汞触媒应用评测技术要求》的制定。对本项目创新点第(2)、(3)项做出重要贡献,佐证材料见附件1-1-1、2-2-2至2-2-4、2-2-6至2-2-8、2-2-11。
    曾获国家科技奖励情况:2023年,陕西省科技进步奖二等奖,兰炭聚氯乙烯规模化联产关键技术与应用,排名第4,证书编号:2022-J-224601-2-R04。
  7. 姓名:徐生智
    排名:7
    行政职务:副总经理
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西北元化工集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:负责组织协调并主导编制了团体标准《电石法聚氯乙烯无汞触媒应用评测技术要求》,为行业无汞催化剂性能评价与应用提供了统一技术规范,推动项目技术成果向行业标准的转化,为无汞催化技术的行业推广与规范化应用奠定了制度基础。对本项目创新点第(3)项做出重要贡献,佐证材料见附件2-2-7、2-2-8、2-2-12至2-2-14、2-2-25、2-2-26。
    曾获国家科技奖励情况:2023年,陕西省科技进步奖二等奖,兰炭聚氯乙烯规模化联产关键技术与应用,排名第7,证书编号:2022-J-224601-2-R07。 2026年,陕西石化科学技术奖一等奖,氯乙烯合成无汞催化剂工业化应用研究,排名第4,证书编号:2026-1-4。
  8. 姓名:刘建
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西北元化工集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与项目关键装置的设计与运行。参与无汞催化合成氯乙烯工艺用蒸汽包和催化剂抽翻装置等的研发,在热能回收系统优化、催化剂装卸与磨损控制等方面贡献突出,有效降低了催化剂损耗并提升了热能利用效率。对项目创新点第(1)、(2)、(3)项做出了重要贡献,佐证材料见附件1-1-1、2-2-3、2-2-4、2-2-6、2-2-11、2-2-14、2-2-25、2-2-26。
    曾获国家科技奖励情况:2026年,陕西石化科学技术奖一等奖,氯乙烯合成无汞催化剂工业化应用研究,排名第6,证书编号:2026-1-6。
  9. 姓名:慕毅
    排名:9
    行政职务:二级主任师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西北元化工集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与无汞催化合成氯乙烯工业化装置的工程建设与运行维护,参与无汞触媒合成氯乙烯的工艺系统、合成装置、工艺用蒸汽包、催化剂抽翻装置等多项技术的研制,在工艺系统集成、装置改造及长周期运行保障方面做出重要贡献。对本项目创新点第(2)、(3)项做出重要贡献,佐证材料见附件1-1-1、2-2-2至2-2-4、2-2-6、2-2-11、2-2-14、2-2-25、2-2-26。
    曾获国家科技奖励情况:2026年,陕西石化科学技术奖一等奖,氯乙烯合成无汞催化剂工业化应用研究,排名第8,证书编号:2026-1-8。
  10. 姓名:张隆刚
    排名:10
    行政职务:总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西北元化工集团股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与项目工程化实施与现场技术管理,参与氯乙烯单体密闭采样装置的研发,在装置安全采样、环保密闭运行等方面提供了技术方案与现场实施支持,保障了全流程绿色无污染的工业化运行目标实现。对本项目创新点第(2)(3)项做出贡献,佐证材料见附件2-2-5、2-2-14。
    曾获国家科技奖励情况:无。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:陕西北元化工集团股份有限公司
    单位贡献:陕西北元化工集团股份有限公司(以下简称“北元集团”)是由陕煤集团、民营企业共同组建的大型盐化工企业,被省委省政府誉为“北元模式”。北元集团现下设十个职能部门、一个研发中心和四个分、子公司。作为项目第一完成单位,北元集团与南开大学建立联合攻关合作,聚焦金基催化剂合成氯乙烯技术的工程化研发,为项目的成功实施提供了关键的工程转化与产业化支撑。 北元集团开发了反应器并联工艺,通过设计新型边缘蒸汽对向导流转化装置,实现了生产过程并联运行,避免了串联工艺的多氯代副反应,提高了反应器的生产效率和能力。开发了自循环热水移热工艺,实现了热水温度灵活调节,副产低压蒸汽0.675t/tVCM,节能60.548kgce/tVCM,二氧化碳减排0.161t/tVCM,为无汞金基催化剂的规模化生产和工业应用奠定基础。 北元集团于2019年9月率先建成金基催化剂工业化试验装置并开展万吨级工业化试验,2023年6月建成全球首套10万吨级无汞金基催化合成氯乙烯工业示范装置。2026年5月,经陕西省石油和化学工业联合会组织专家现场考核标定,催化剂连续稳定运行超过14000小时,乙炔平均转化率95.91%,氯乙烯平均选择性99.52%。北元集团为项目成果的落地应用和行业推广做出了核心贡献。

  2. 单位名称:南开大学
    单位贡献:南开大学作为项目第二完成单位,李伟教授团队率先开展乙炔氢氯化无汞催化剂基础研究,并与陕西北元化工集团股份有限公司正式建立合作攻关关系,聚焦金基催化剂合成氯乙烯技术的源头创新,为项目成功实施提供了坚实的理论基础与技术支撑。 南开大学针对金基催化剂中高价金物种易被还原为零价金并团聚失活的核心难题,创新发明了氮硫有机分子改性活性炭载体技术与亚胺配位络合及助剂协同调控技术。该技术将含巯基、羧基、氨基的化合物与活性金离子形成高稳定性金属有机配合物,并与活性炭表面官能团构建高锚定位点,形成富电子锚定微观催化环境,实现对活性组分的定向锚定与稳定化,有效抑制了催化剂失活与积碳,显著延长了催化剂使用寿命。南开大学开发了水和乙醇绿色混合溶剂体系,替代传统王水等强腐蚀性溶剂,从源头解决了规模化生产中活性组分价态不稳定、批次间重现性差及“三废”排放等工程难题,实现了高性能催化剂的可控绿色制备,为催化剂的工业化生产提供了关键技术保障。 南开大学与陕西北元化工集团股份有限公司紧密合作,共同完成了催化剂的中试放大与工业应用试验,为项目的成功实施和行业示范工程建设提供了坚实的理论支撑,为项目成果的落地应用做出了重要贡献。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处