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高收益聚烯烴平臺 提前把握產(chǎn)業(yè)機會 （本欄目由淄博新塑化工有限公司贊助） 聚乙烯是五大合成樹脂之一， 是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大,、進(jìn)口量最多的品種,。聚乙烯主要分為線性低密度聚乙烯(LLDPE) 、低密度聚乙烯(LDPE) ,、高密度聚乙烯(HDPE) 三大類,。今天，龍樸君為大家梳理了目前國內(nèi)聚乙烯的產(chǎn)能分布及工藝技術(shù)方面的信息,，希望能幫助大家更全面地了解聚乙烯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀,！ 聚乙烯產(chǎn)能統(tǒng)計 截至目前，國內(nèi)聚烯烴總產(chǎn)能達(dá)4360.3萬噸/年,，其中聚乙烯總產(chǎn)能達(dá)到1788.7萬噸/年,，聚丙烯總產(chǎn)能達(dá)到2571.6萬噸/年。 聚乙烯生產(chǎn)工藝 聚乙烯生產(chǎn)工藝分為氣相法工藝,、淤漿法工藝、溶液法工藝和高壓聚乙烯工藝。
●Unipol聚乙烯工藝 Unipol聚乙烯工藝是美國Univation技術(shù)公司的低壓氣相流化床法生產(chǎn)乙烯（共）聚合物的技術(shù),。 Unipol聚乙烯工藝結(jié)合了原UCC公司氣相流化床工藝的優(yōu)勢和ExxonMobil公司茂金屬催化劑和超冷凝態(tài)工藝的優(yōu)勢,。該工藝主要特點是：可采用鈦系催化劑、固體鉻系催化劑,、茂金屬催化劑,、雙峰催化劑生產(chǎn)HDPE、LLDPE和VLDPE等具有不同性能的樹脂產(chǎn)品,，通常產(chǎn)品密度范圍：0.916～0.961g/cm3,，熔融指數(shù)0.1～200，相對分子質(zhì)量范圍：3萬～25萬根據(jù)催化劑類型可調(diào)節(jié)窄或?qū)挿肿恿糠植?。該工藝反?yīng)器采用立式氣相流化床,，反應(yīng)壓力通常為2.4MPa，反應(yīng)溫度80～110℃,。用常規(guī)的和茂金屬催化劑無需脫除催化劑步驟,。投資和操作費用較低，對環(huán)境污染較少,。單線能力可為4萬－45萬噸/年,。 目前國內(nèi)采用該技術(shù)的裝置較多，主要為茂名,、吉化,、揚子、天津、中原,、廣州,、大慶、齊魯?shù)取?/strong> ●氣相法Innovene G 聚乙烯工藝 Innovene G工藝采用（High Productivity Technology , HPT）技術(shù),，催化劑采用鈦系、鉻系和茂金屬聚合催化劑,，實現(xiàn)不同分子量分布的產(chǎn)品,。鉻催化劑可生產(chǎn)寬分子量分布的產(chǎn)品，齊格勒-納塔（Z-N）催化劑生產(chǎn)窄分子量分布的產(chǎn)品,。反應(yīng)器采用立式氣相流化床,，通常反應(yīng)壓力為2.4 MPa，反應(yīng)溫度80～110℃,。該工藝可生產(chǎn)LLDPE,、HDPE或者乙烯分別與1-丁烯、1-己烯和4-甲基庚烯-1等共聚物,，產(chǎn)品密度范圍：0.917～0.962g/cm3,，MFR為0.2～75g/10min。單線能力可為5萬～35萬噸/年,。中國獨山子石化公司LLDPE/HDPE裝置的二次擴建也采用Innovene工藝,。 ●氣相法Spherilene聚乙烯工藝 Spherilene工藝由預(yù)聚合反應(yīng)器和氣相流化床反應(yīng)器構(gòu)成。Spherilene工藝的一大特點是由聚合釜直接制得無需進(jìn)一步造粒的球形PE樹脂,，通常反應(yīng)壓力為1.5～3.0 MPa,，反應(yīng)溫度70～100℃，產(chǎn)品中乙烯含量為73%～85%,，丙烯0～15%,，其他共聚單體為0～15%，產(chǎn)品密度范圍：0.890～0.970g/cm3,，MFR為0.01～100g/10min,。產(chǎn)品可包括LLDPE、HDPE,、VLDPE,、ULDPE ●氣相法Evolue聚乙烯工藝 Evolue工藝為三井化學(xué)公司開發(fā)的用茂金屬催化劑生產(chǎn)LLDPE的氣相法工藝，該技術(shù)的關(guān)鍵特點是采用兩臺串聯(lián)的氣相流化床反應(yīng)器,，可以生產(chǎn)密度低至0.900 g/cm3的雙峰樹脂和共聚單體雙分布模式的樹脂,，也可以生產(chǎn)寬范圍熔體流動指數(shù)通用樹脂。 淤漿法技術(shù)特點是生產(chǎn)的聚合物懸浮于稀釋劑中,，生產(chǎn)過程中壓力和溫度較低,。淤漿法工藝是生產(chǎn)HDPE的主要方法。
聚乙烯溶液法工藝的特點：原料要求低,；反應(yīng)停留時間短，聚合反應(yīng)速率快,，產(chǎn)品切換時間短,；采用溶劑，反應(yīng)穩(wěn)定,，反應(yīng)器不結(jié)垢,；裝置開停工易于操作；轉(zhuǎn)化率高,，乙烯單程轉(zhuǎn)化率可達(dá)95%,，總利用率可達(dá)98.5%；可生產(chǎn)全范圍產(chǎn)品（分子量分布從窄至寬分布）及極低密度聚乙烯,；可與高級ａ-烯烴共聚,。 代表性的溶液法工藝包括Dow化學(xué)公司的Dowlex工藝（低壓冷卻型工藝）、SABIC（原DSM）公司的Compact（緊湊型）工藝（采用低壓絕熱反應(yīng)器）和加拿大NOVA化學(xué)公司的Sclairtech工藝（采用中壓反應(yīng)器）,。 高壓法LDPE生產(chǎn)工藝可分成高壓管式法工藝和高壓釜式法工藝兩種,。兩種工藝步驟相似，管式法反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單,，制造和維修方便,，能承受較高的壓力，釜式法反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，維修和安裝均較困難,。 釜式法工藝聚乙烯分子有很多長支鏈，分子量分布寬,，具有較好的抗沖強度,，易于加工，產(chǎn)品適用于擠出,、涂層和高強度重負(fù)荷薄膜生產(chǎn),。 管式法工藝聚乙烯分子具有的長支鏈較少，分子量分布較窄,，光學(xué)性能更好,，適于生產(chǎn)透明包裝膜。高壓管式法主流工藝有Lupotech T,、SABIC公司的CTR工藝,、ExxonMobil工藝,；高壓釜式法工藝有Enichem釜式法工藝、ExxonMobil釜式法工藝和ICI高壓釜式工藝,、Lupotech A高壓釜式法工藝,。 世界聚乙烯催化劑主要供應(yīng)商 聚乙烯催化劑對聚乙烯生產(chǎn)有著十分重要的作用，聚乙烯催化劑的改進(jìn)和開發(fā)促進(jìn)了聚乙烯工業(yè)的發(fā)展,。 Univation公司在美國路易斯安那州St.Charles和德克薩斯州Seadrift生產(chǎn)催化劑。
UCAT B催化生產(chǎn)的聚乙烯分子量分布中等,，主要應(yīng)用于吹塑,、管材和片材。UCAT G催化生產(chǎn)的聚乙烯分子量分布寬,，主要應(yīng)用于MDPE薄膜,、管材、土工膜,、HDPE薄膜,、大部件吹塑制品。Univation公司Z-N催化劑可適于生產(chǎn)薄膜級和注塑級LLDPE,、滾塑級MDPE及注塑,、撕裂膜HDPE等產(chǎn)品。 Grace Davison公司以SYLOPOL為商品名供應(yīng)其用于淤漿法和氣相法工藝的專有Z-N聚乙烯催化劑,。
BASF催化劑公司的Z-N聚乙烯催化劑以LYNX 100、200,、760系列為商品名出售,，適用于環(huán)管淤漿法和CSTR工藝,，部分LYNX 200系列催化劑為三井化學(xué)公司CX工藝設(shè)計。BASF催化劑公司的Z-N聚乙烯催化劑主要特點為：Drop-in替代物,；高活性,；雙峰分子量分布；低細(xì)粉含量,；良好的共單體嵌入能力,。 LyondellBasell擁有多反應(yīng)器氣相法聚乙烯工藝Spherilene工藝及相關(guān)催化劑、生產(chǎn)雙峰HDPE的Hostalen工藝,，催化劑有Avant Z鈦系和Avant C鉻系,。 Ineos公司供應(yīng)的SDC催化劑包括兩種牌號：SDX-GP和SDX-SS。GP催化劑為通用催化劑,，SS催化劑為超強度催化劑,，允許有更高的共單體嵌入量。 三井化學(xué)公司通過日本三井精細(xì)化學(xué)公司生產(chǎn)其催化劑,，其Z-N聚乙烯催化劑包括：
NOVA化學(xué)公司和BP公司聯(lián)合開發(fā)了先進(jìn)的用于氣相法工藝的Z-N聚乙烯催化劑——NOVACAT催化劑,、NOVOCAT催化劑包括NOVACAT S,、NOVACAT T和NOVACATK三類。
其中NOVACATT催化劑可以改進(jìn)共聚單體的嵌入方式,，具有較高的己烯嵌入率,，形成“不發(fā)黏“的樹脂，從而提供性能更好的樹脂,，此外,，該催化劑還有更好的抗雜質(zhì)性能以及更高的生產(chǎn)效率。主要特點：低樹脂黏性,；出色的粒子形態(tài),；高產(chǎn)率,；低烷基水平；低己烷可萃取含量,；出色的光學(xué)性能,。 中國石化催化劑公司商業(yè)化的Z-N聚乙烯催化劑產(chǎn)品可用于Unipol、Innovene,、Borstar和三井CX等多種聚乙烯工藝平臺,。
中國石化催化劑公司主要出售3種鉻系催化劑：SCG-3,、SCG-4和SCG-5,，可應(yīng)用于Unipol工藝，生產(chǎn)中等分子量分布和寬分子量分布的LLDPE及HDPE,。 重點關(guān)注：茂金屬聚乙烯 茂金屬聚乙烯作為最新一代的聚乙烯產(chǎn)品,，與傳統(tǒng)PE材料相比，茂金屬聚乙烯分子量分布較窄,、分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整,，反應(yīng)到產(chǎn)品性能上，茂金屬聚乙烯力學(xué)強度高,、光學(xué)性能好,。 隨著催化劑及工藝技術(shù)的進(jìn)步，茂金屬中密度,、高密度聚乙烯在中空,、滾塑、注塑和管道領(lǐng)域的應(yīng)用近年出現(xiàn)逐步上升的趨勢,。目前,，國內(nèi)PE-mLLD市場主要由國外公司幾家大型化工企業(yè)供應(yīng)。主要包括ExxonMobile公司,、Dow化學(xué),、日本三井公司,、Borealis公司、Chevron Phillips公司,、Total石化公司等,，其中埃克森美孚和陶氏是最大的供應(yīng)商,。我國茂金屬聚乙烯生產(chǎn)起步較晚,。 薄膜作為m-LLDPE中一類極其重要的應(yīng)用，主要包括食品包裝膜,、拉伸纏繞膜,、重包裝膜、固體包裝材料等,。其中包裝薄膜（含食品包裝,、非食品包裝、重包裝袋）為最大的應(yīng)用領(lǐng)域,。中國是世界包裝制造和消費大國,，2016年，國內(nèi)包裝膜市場總量超過1260萬噸/年,，其在食品,、飲料、日用品及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個領(lǐng)域的包裝產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用,。除包裝膜外,，重包裝膜（FFS）、拉伸纏繞膜,、農(nóng)膜近年來也呈現(xiàn)出迅猛增長的勢頭,。隨著我國薄膜加工行業(yè)不斷發(fā)展，茂金屬聚乙烯因其力學(xué)性能,、光學(xué)性能的優(yōu)勢,，受到市場越來越多青睞，變成今后薄膜加工業(yè)中的主流及發(fā)展方向,。
茂金屬聚烯烴的發(fā)展有賴于茂金屬催化劑的改進(jìn)和大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),，1991年美國Exxon Mobil公司首先工業(yè)化生產(chǎn)茂金屬聚乙烯，接著DOW化學(xué)公司,、Hoechst公司,、Fina、BASF等公司都實現(xiàn)了茂金屬催化劑工業(yè)聚合聚烯烴的生產(chǎn),。 我國近幾年來也加大了對茂金屬催化劑的研發(fā)力度,。中國石化一直致力于茂金屬催化劑及茂金屬催化聚烯烴的研究，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的茂金屬聚合技術(shù),。目前,，齊魯石化公司的PE-RT產(chǎn)品QHM22F、QHM32F已廣泛受到市場認(rèn)可,，并占據(jù)了相當(dāng)一部分的市場份額,。 中國石油目前也在茂金屬催化劑研究方面取得了重大進(jìn)展。2007年,，大慶石化采用Unipol氣相工藝成功生產(chǎn)出牌號為HPR18H10AX,、HPR18H35DX的茂金屬聚乙烯，2015年,，獨山子石化采用Unipol氣相工藝開發(fā)出EZP2010HA,，2017年,，獨山子石化實現(xiàn)茂金屬聚乙烯產(chǎn)品系列化,，先后生產(chǎn)了HPR3518CB、HPR1018HA,、EZP2010HA,、EZP2005HH四個茂金屬牌號。 獨山子石化HPR1018HA 聚乙烯三種材料性能對比 聚乙烯主要分為線性低密度聚乙烯(LLDPE) ,、低密度聚乙烯(LDPE) ,、高密度聚乙烯(HDPE) 三大類。 強酸,、強堿,、強氧化劑和有機溶劑的介質(zhì)環(huán)境中，HDPE和LLDPE的材質(zhì)性能可以得到很好的發(fā)揮和利用,，尤其是HDPE在抗強酸,、強堿,、強氧化性能和抗有機溶劑的特性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩種材料，所以HDPE防滲防腐卷材在化工,、環(huán)保行業(yè)得到了充分的利用,。 而低密度聚乙烯也擁有很好的耐酸、堿,、鹽溶液的特性,，并且具有良好的延伸性、電絕緣性,、化學(xué)穩(wěn)定性,、加工性能和耐低溫性。所以在農(nóng)業(yè),、蓄水養(yǎng)殖,、包裝，特別是低溫包裝和電纜材料上應(yīng)用較為廣泛,。 聚乙烯牌號,、用途及供應(yīng)商 用三種材料性能對比
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