近期，中国煤科所属煤科院顺利通过“聚酯PEN材料单体煤基2,6-萘二甲酸中试验证”基础设计审查，标志着“聚酯PEN单体年百吨级中试项目”正式步入落地实施阶段。煤科院技术团队历时6年攻关，开创国内外首创的微通道反应器连续合成煤基2,6-萘二甲酸成套新工艺及装备，并通过中国石油和化学工业联合会的科技成果评价，得到中国科学院徐春明院士等专家的高度认可。从实验室技术突破到全产业链布局，煤科院为下一步PEN材料国产替代和自主可控奠定了坚实基础，同时为推动煤化工产业向高端化、多元化和低碳化方向发展注入了强劲动力。
聚萘二甲酸二甲酯（PEN）材料，作为21世纪新型功能性材料，在5G通讯、光伏及氢燃料电池膜电极、航空航天和原子能材料等领域都展现出广阔应用前景，但其关键单体2,6-萘二甲酸（2,6-NDA）的制备技术长期被国外垄断，严重制约着我国PEN产业的发展。习近平总书记2021年在陕西榆林考察时，对煤化工产业提出“要提高煤炭作为化工原料的综合利用效能，促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展”的要求。国家相关部委陆续出台《精细化工产业创新发展实施方案（2024-2027年）》、《工业战略性新兴产业分类目录（2023）》和《新材料关键技术产业化实施方案》等，从政策层面支持我国PEN材料的发展。
图1：PEN单体2.6-萘二甲酸标准样品（≥99.95%）
煤科院坚持面向国家重大需求，按照习近平总书记关于现代煤化工产业发展的重要指示要求，以国家PEN产业发展需求为导向，聚焦清洁低碳，另辟蹊径，从源头创新工艺，实现“绕道突围”，探索煤炭由传统燃料向高值原料的转型路径。利用自身煤转化技术积累，顺利突破煤基2,6-萘二甲酸合成制备技术，建立了年吨级煤基PEN单体全过程制备平台，并形成微通道反应器连续合成煤基2,6-萘二甲酸成套新工艺及装备。相关院士专家建议，结合工程放大效应与培育下游产品开发，加快PEN单体百吨级中试示范装置建设，突破成果转化的“最后一公里”。
图2：PEN单体年百吨中试装置效果图
为构建全产业链协同格局，煤科院针对煤基PEN材料关键单体技术路线，在产业链各环节均开展了紧密规划。聚焦PEN单体制备技术国外专利壁垒，不断强化知识产权布局，建立了完备的知识产权体系。目前，已取得国内授权专利20余项，并申请国际PCT专利各1项；同步开发出2,6-萘二甲酸国家标准样品1项，填补国内PEN单体高纯样品空白，并且建立了煤基PEN单体全过程的分析表征和质量控制新方法。同时，基于小试平台自主开发的产品与国外产品对标，开展了下游用户端性能评测，得到“产品外观均一，单体纯度已达进口水平，性能相当”的用户反馈。
当前，该项目正处于百吨级中试装置建设的关键时期。煤科院将持续强化科技创新引领，塑造煤炭高值转化产业链，发展特种高端新材料，为把我国煤炭储量优势转化为资源优势，形成新的经济增长极，推动我国高端材料产业的自主可控发展贡献煤科智慧与力量。
供稿：煤科院
编辑：师新伟
