我國聚烯烴工業(yè)的回顧與展望

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1、我國聚烯烴工業(yè)的回顧與展望1前言聚烯烴(Polyolefin,PO)是烯烴的均聚物和共聚物的總稱，主要包括聚乙烯、聚丙烯和聚1-丁烯及其他烯烴類聚合物。工業(yè)生產(chǎn)的聚乙烯(Polyethy-lene，PE)有三個品種：高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)。還有一些具有特殊性能的聚乙烯小品種，如高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)、乙烯－醋酸乙烯共聚物(E-VA)、甚低密度聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)，以及其他以乙烯為主要單體的各種共聚物

2、。聚丙烯(Polypropylene，PP)根據(jù)高分子鏈立體結(jié)構(gòu)不同有三個品種：等規(guī)聚丙烯(iPP)、無規(guī)聚丙烯(aPP)和間規(guī)聚丙烯(sPP)。聚烯烴樹脂作為重要的合成材料之一，直接影響到國民經(jīng)濟的發(fā)展及國民消費水平的提高，尤其是與包裝、農(nóng)業(yè)、建筑、汽車、電氣和電子等下游行業(yè)緊密相關(guān)。目前，世界聚烯烴消費量約占合成樹脂總量的45％，預(yù)計2005年將達到50％。我國是世界上合成樹脂消費增長最快的國家，也是世界上最大的合成樹脂進口國，目前聚烯烴產(chǎn)量所占比例已近60％。2002年世界聚烯烴產(chǎn)量已超過8000

3、×104t，其中聚乙烯達到5000×104t，聚丙烯達到3000×104t。2002年中國聚烯烴產(chǎn)量700×104t以上，其中聚乙烯產(chǎn)量354×104t，聚丙烯產(chǎn)量374×104t。2世界聚烯烴技術(shù)發(fā)展歷程由于分子結(jié)構(gòu)的原因，烯烴單體不象帶極性取代基團的乙烯基單體那樣容易發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，所以聚烯烴工業(yè)化時間比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丁二烯等聚合物要晚。只是在上世紀30年代才發(fā)現(xiàn)在高溫高壓(大于100MPa)下可得到乙烯高聚物。后來到20世紀50年代開發(fā)了Ziegler-Natta催化

4、劑和Phillips等催化劑以后，聚乙烯、聚丙烯才迅速成為工業(yè)化的大品種產(chǎn)品。經(jīng)過約半個世紀的發(fā)展，最初的Z-N催化劑已發(fā)展到當今的高效高性能催化劑，20世紀80年代和90年代，又相繼開發(fā)了茂金屬催化劑和后過渡金屬催化劑，形成了當今多種催化劑共同發(fā)展的格局。聚烯烴樹脂更是由通用材料向功能型材料轉(zhuǎn)變?？v觀聚烯烴發(fā)展史，聚烯烴材料的發(fā)展與其催化劑的進步密不可分，每一種新型催化劑體系的成功開發(fā)，都會帶來新型聚合工藝和聚烯烴新產(chǎn)品的問世，使聚烯烴在更廣闊的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。50年來，已有20多種生產(chǎn)聚烯烴的工藝技

5、術(shù)路線問世，各種工藝技術(shù)按聚合類型，聚乙烯可分為高壓法、氣相法、溶液法、漿液法(也稱溶劑法)；聚丙烯可以分為本體法、本體和氣相組合法、氣相法生產(chǎn)工藝。最初的生產(chǎn)過程包括工藝過程復(fù)雜的后處理工序，20世紀80年代以后，隨著高活性、高性能催化劑的開發(fā)成功和應(yīng)用，生產(chǎn)工藝中取消了后處理工序。90年代，以UCC及Exxon公司的冷凝氣相流化床工藝和北歐Borealis公司的超臨界漿液法聚烯烴工藝為代表的聚烯烴工業(yè)新技術(shù)相繼出現(xiàn)，這極大地推動了現(xiàn)有生產(chǎn)能力的提高和樹脂性能的多樣化。50年來，聚烯烴領(lǐng)域有了很大的發(fā)

6、展，取得了許多重大技術(shù)成就，見表1。表1聚烯烴領(lǐng)域重大技術(shù)成就(聚烯烴發(fā)展歷史大事年表)3世界聚烯烴工業(yè)概況3.1生產(chǎn)能力增長與分布的變化由于聚烯烴具有良好的性能價格比，在合成材料中的需求率不斷提高，因此世界聚烯烴的生產(chǎn)能力增長率通常為5％左右。從1995年至2005年各種聚烯烴生產(chǎn)能力的增長值見表2。表2世界聚烯烴生產(chǎn)能力Mt/a注：①HPLDPE為高壓低密度聚乙烯。近20年來，聚烯烴生產(chǎn)能力地區(qū)分布發(fā)生了很大變化，見表3、表4。表3全球PE生產(chǎn)能力分布的變化表4全球PP生產(chǎn)能力分布的變化20世紀80

7、年代，北美、西歐、日本等發(fā)達國家各大石油化工公司掌握先進的聚烯烴生產(chǎn)技術(shù)，因此三個地區(qū)的生產(chǎn)能力占全球80％以上。20年后，為節(jié)省原料和成品龐大的運輸費用，生產(chǎn)裝置紛紛向市場所在地和原料生產(chǎn)地轉(zhuǎn)移，使北美、西歐、日本的生產(chǎn)能力到21世紀初已下降到50％左右。相反，具有豐富原料的中東和未來主要成品市場亞太地區(qū)的生產(chǎn)能力所占比例明顯上升。目前，北美、西歐和亞洲已成為聚烯烴工業(yè)三大主要產(chǎn)地。3.2主要的生產(chǎn)過程和方法聚烯烴中除HP-LDPE采用高壓乙烯自由基聚合(主要是管式和釜式)外，其他均由配位催化聚合得到

8、。聚烯烴聚合催化劑的進步促使聚烯烴生產(chǎn)工藝不斷簡化，從而節(jié)能降耗，不僅降低生產(chǎn)成本且提高了產(chǎn)品質(zhì)量和性能。生產(chǎn)工藝從20世紀60～70年代的低活性、需脫灰(溶液法、漿液法)，發(fā)展到80～90年代的高活性、無后續(xù)處理工序的階段。20世紀80年代以來，傳統(tǒng)的漿液法工藝在聚烯烴生產(chǎn)中所占比例明顯下降，氣相法工藝則迅速增長，PP本體法工藝仍然保持優(yōu)勢。氣相法以其工藝流程簡單、單線生產(chǎn)能力大、投資省而倍受青睞，這也是未來聚烯烴工藝的發(fā)展趨勢。除一些特