高密度聚乙烯调研报告(2007)

高密度聚乙烯调研报告一、国内现有高密度聚乙烯装置概况国内高密度聚乙烯（这里的高密度聚乙烯不包括全密度聚乙烯装置生产的高密度聚乙烯）的生产商有中石油、中石化、中海油三大企业，截至2006年年底，属于中石油的高密度聚乙烯装置有4套，即兰州石化高密度聚乙烯装置、大庆石化高密度聚乙烯装置、辽阳石化高密度聚乙烯装置、吉林石化高密度聚乙烯装置（抚顺石化为采用改进型齐格勒催化剂，在环己烷溶剂体系下聚合生产聚乙烯产品的加拿大杜邦公司溶液法聚合装置。属于中石化的高密度聚乙烯装置有扬子石化、燕山石化、茂名石化、上海赛科石化（中石化与英国石油合资企业）、上海石化。属于中海油的高密度聚乙烯装置是壳牌南海石化装置。各装置的生产工艺、产能、产量和产品牌号（含生产及研发的新牌号）、所用催化剂、抗氧剂见表1及表2：表1：国内高密度聚乙烯装置情况一览表（1）装置隶属产能（万吨/年）产量（万吨/年）生产工艺催化剂中石油大庆石化2424三井淤浆法工艺BCH催化剂，淤浆法生产高密度聚乙烯的高效载体催化剂兰州石化1715三井淤浆法工艺营口催化剂吉林石化3030巴塞尔公司的Hostalen高密度聚乙烯淤浆法技术（淤浆双搅拌釜）高活性钛催化剂：Z501催化剂（专利商提供，不转让）辽阳石化8（2条线）8赫斯特浆液法工艺齐格勒型载体催化剂成都石化（在建）30／独山子石化（在建）32／中石化燕山石化1616三井淤浆法工艺BCH催化剂，淤浆法生产高密度聚乙烯的高效载体催化剂扬子石化2525三井淤浆法工艺BCH催化剂，淤浆法生产高密度聚乙烯的高效载体催化剂赛科石化3030BP的Innovene气相法工艺铬系催化剂茂名石化35不详雪佛龙-飞利浦环管浆液法工艺齐格勒纳塔催化剂天津石化(筹建)30／巴塞尔公司的Hostalen高密度聚乙烯淤浆法技术不详上海石化2525北欧化工的气相法技术进口催化剂中海油壳牌南海石化30不详巴塞尔气相流化床工艺不详表2：国内高密度聚乙烯装置情况一览表（2）装置隶属所用抗氧剂产品牌号（含生产、研发新牌号，其中研发新牌号用黑体表示）中石油大庆石化5000S5200B1600J3300F5200B6200B6100M5200S1300J2100J2200J2208J5305E兰州石化营口供应或宁波金海雅宝供应抗氧剂5000S5200B1600J3300F5200B6200B6100M5200S1300J2100J2200J2208J吉林石化辽阳石化GC7260GD7255GF7750GF7750JGF7750MJ1056FGM5010HZ2587Z1457R5055L0555PL2053PR5055成都石化（在建）中石化燕山石化5000H500SR6000M7000M7000F8000F8500F5020050300452001600J5300B6500B8200B8300B9200B3300F5000S2100J2200J5200B6100M1300J7800M扬子石化宁波金海雅宝、天津力生抗氧剂1300J2100J2200J2208J5200B6200B3300B5000S5200S6100M7000F8200B5200S6100M7000F8200BYZ-6000F3300F6500B6000FYEM4803T上海石化宁波金海雅宝抗氧剂MH602MH702CH2802CH702CH202YGH051TYGH041TGH051TGH071YGM091TDH050TDH170TSH410USH1200SH400SH400USH800USH2000U赛科石化汽巴精化、金海雅宝、美国大湖抗氧剂HD5301AHD5302AHD3840UAHD6070AATR480S茂名石化不详TR-130TR-144HHM5502HXM50100EHM6007TR-480H516BTR418TR-210中海油南海石化不详3721C5021D5121B5421B5621D二、催化剂研究现状及分析催化剂对聚合物的微观和宏观结构有重要影响，决定了产品在其应用目标中的表现。要想从根本上解决产品结构和产品开发，新型催化剂的研究开发是关键。我国一直重视聚烯烃催化剂的研制、开发和国产化工作，催化剂的研制促进了国产化聚烯烃成套技术的开发，国产化装置生产的产品已占据相当份额。催化剂的开发有两个主要目的：满足消费者对更高性能聚合物的需求，包括现存应用领域和未来新的应用领域；改善生产的经济性。催化剂只占生产成本的很小一部分，通常仅占聚合物销售额的1%-2%，但却对聚合物的市场价值有巨大影响。尽管PE市场已经进入成熟期，但PE催化剂的开发工作依然十分活跃。国内聚烯烃催化剂技术的发展给各石化企业开发新树脂牌号提供了很好的平台。催化剂技术的国产化还带动了相关聚烯烃装置的国产化进程，现在我国在消化、吸收引进技术的基础上，已自行设计和制造了一些大型的聚烯烃项目。如燕山石化公司的140kt/a和兰州石化公司的70kt/aHDPE装置是由我国自行设计建设的。国内独立开发的PE扩能技术，已成功地用于中国石化广州分公司(简称广州石化公司)、中原石油化工有限责任公司和吉林石化公司的气相法PE工业装置上，使PE生产能力提高40%-60%。正在开发的气相法PE国产化成套技术，也有了重要进展。1.1浆液法PE工艺催化剂北京化工研究院研制成功的HDPE浆液法BCH催化剂，性能超过了进口PZ催化剂。30t/aBCH催化剂生产装置已于1994年在燕山燕化高新股份公司建成，同年实现工业化生产。从1995年开始，BCH催化剂逐步替代日本三井化学公司的PZ催化剂，应用于三井淤浆法HDPE工艺(如燕山石化公司、大庆石化公司、扬子石化公司、兰州石化公司)，市场占有率为70%左右，基本上取代了PZ催化剂。BCH催化剂能够生产注塑、吹塑、挤塑等几十种牌号的HDPE产品。1.2气相法PE工艺催化剂我国PE生产装置中，气相法聚合工艺占有十分重要的地位。自20世纪70年代起，我国先后引进了8套Unipol工艺的气相流化床PE生产装置，目前生产能力已超过900kt/a。在我国BCG和SCG-1气相法PE固体催化剂成功实现工业化应用之后，国外公司又在我国市场上推出了20世纪90年代末研制开发的浆液进料J型催化剂。北京化工研究院于2002年7月，在实验室开发出了具有独立知识产权、性能优良的PE淤浆进料催化剂——BCS01催化剂。2002年12月——2004年4月，BCS01催化剂分3阶段在广州石化公司气相PE生产装置上进行了工业应用试验。试验结果表明，BCS01催化剂的综合性能已达到进口淤浆进料催化剂的水平。目前国内PE装置大部分使用固体催化剂，国产浆液催化剂的工业化应用，能使每吨PE产品的生产成本降低50-100元，将给国内PE生产厂家带来可观的经济效益。BCS01催化剂的研制开发及工业应用成功，对于加快国产PE成套技术的开发，提高PE产品档次，促进专用料的开发，降低树脂产品成本，提高树脂产品市场竞争能力和适应能力具有重要意义。1.3茂金属PE催化剂中国石化公司几年来致力于茂金属催化剂及其聚烯烃的研究，开发出了具有自主知识产权的茂金属加合物技术。该催化剂的制备条件较现有技术缓和，且制备方法简单，无需分离提纯，催化剂产品收率高达90%，已在多个国家申请专利。目前已经制备出APE-1茂金属加合物催化剂，进行了淤浆工艺、环管淤浆工艺以及气相流化床工艺的中试试验，表现出了良好的催化性能，并在齐鲁石化公司60kt/a的生产装置上成功进行了工业应用试验，得到百吨级茂金属LLDPE树脂。经过8年多的艰苦攻关，由兰州石化公司石油化工研究院承担的茂金属催化剂研究开发项目取得了可喜的阶段性成果，模试和中试研究于2004年3月12-13日在北京通过了由中国石油股份有限公司组织的技术验收。1.4新型结构可控型烯烃聚合催化剂以中国科学院上海有机化学研究所为依托，扬子石化公司参加的“新型结构可控烯烃聚合催化剂研制”课题，于2004年5月18日在南京通过了国家“863”计划新材料领域特种功能材料技术主题专家组的验收。该课题组从聚合机理出发，应用新的策略设计，合成了具有自主知识产权、聚烯烃结构可控的STS系列新型非茂烯烃聚合催化剂。所合成的聚烯烃产品具有特殊的力学性能，市场前景良好。总之，新型乙烯聚合催化剂的研制成功，对于我国提高PE产品档次，PE产品向多样化、系列化、专用化、高性能化发展有着重要意义。同时，也必将对国产化PE成套技术的开发起到关键作用。2发展措施(1)加快我国聚乙烯催化剂技术发展，为从根本上解决聚乙烯产品结构和新产品开发提供保障。同时，聚烯烃催化剂的国产化必将促进国产化聚烯烃成套技术的开发。(2)进一步巩固通用料市场。通用聚乙烯在我国仍有非常大的市场容量，应以大规模生产来降低成本、稳定产品质量。(3)加强产品与市场的结合机制，把握市场占有情况，及时了解市场需求的变化，促进新产品树脂的开发。(4)加强专用料研发工作，正确处理生产、销售和科研开发之间的关系。应对技术难度大、产品附加值高的牌号的开发和生产加大投入力度。三、产品引进及应用标准见国内高密度聚乙烯装置情况一览表及报告之五：产品应用及市场分析四、中油聚乙烯产品标准统一分析见中油股份公司合成树脂检测中心分析测试标准。五、产品应用及市场分析5.1中国石油高密度聚乙烯产品应用及市场分析5.1.1大庆石化产品、市场分析大庆石化产品牌号有5000S5200B1600J3300F5200B6200B6100M5200S1300J2100J2200J2208J，可应用于挤塑、注塑、吹塑等领域。产品的主要质量指标见表3：大庆石化高密度聚乙烯主要产品质量指标表3大庆石化高密度聚乙烯主要产品质量指标项目1300J（企标）2100J（企标）2200J（国标）PE-MA-62D200PE-MA-57D075PE-MA-62D045优级品一级品合格品优级品一级品合格品优级品一级品合格品产品熔融指数，g/10min12~1712~1710~195.5~7.55.5~7.54.5~8.54.5~6.54.5~6.53.5~7.5产品密度，g/cm30.959~0.9630.959~0.9630.958~0.9640.951~0.9550.951~0.9550.950~0.9560.962~0.9660.962~0.9660.961~0.967灰份，%，≤0.030.040.050.030.040.050.030.040.05断裂伸长率，%，≥实测实测实测实测实测实测808080（清洁度）色粒，粒/kgPE≤5≤10≤20≤5≤10≤200-56~1011~20（清洁度）杂质，粒/kgPE≤20≤40≤60≤20≤40≤600-2021~4041~60抗拉屈服强度，MPa，≥252423242322262523简支冲击强度，kJ/m2，≥------543介电量---------介电损耗---------表3大庆石化高密度聚乙烯主要产品质量指标（续）项目2208J（企标）5200B（国标）6200B（企标）PE-MA-62D040PE-BA-62D003PE-BA-57D003优级品一级品合格品优级品一级品合格品优级品一级品合格品产品熔融指数，g/10min4.4~6.54.4~6.53.5~7.50.25~0.450.25~0.450.20~0.500.3~0.50.3~0.50.25~0.55产品密度，g/cm30.962~0.9660.962~0.9660.961~0.9670.958~0.9620.958~0.9620.957~0.9630.953~0.9570.953~0.9570.952~0.958灰份，%，≤0.030.040.050.030.040.050.030.040.05断裂伸长率，%，≥实测实测实测500500500实测实测实测（清洁度）色粒，粒/kgPE≤5≤10≤200~56~1011~20≤5≤10≤20（清洁度）杂质，粒/kgPE≤20≤40≤600~2021~4041~60≤20≤40≤60抗拉屈服