近些年茂金屬聚烯烴產品市場需求在快速上升, 作為全球聚烯烴產品的頭號生產大國, 我國應抓住這一機遇, 從核心催化劑開發入手, 開發高性能茂金屬聚烯烴技術, 推動聚烯烴產業做優做強, 實現 '變道超車' . 採訪中, 多位業內專家均表達了這一觀點.
產業化駛入快車道
'與傳統的齊格勒—納塔聚烯烴催化劑相比, 茂金屬催化劑性能獨特, 可控制聚合物相對分子質量, 立體規整結構, 共聚單體含量等, 從而生產出性能優異的聚烯烴樹脂. 茂金屬聚烯烴催化劑工業化應用時間較短, 以其生產的聚烯烴產品市場容量較小, 但由於產品性能優異, 近些年茂金屬聚烯烴產品的市場需求在快速上升, 已經有多種高性能特色產品獲得了市場認可, 如茂金屬聚乙烯, 茂金屬聚丙烯, 茂金屬聚烯烴彈性體, 茂金屬聚烯烴潤滑油(PAO)和茂金屬聚烯烴蠟等. ' 中國石油石油化工研究院聚烯烴研究室主任義建軍介紹說.
'目前國外已實現了彈性體, 超低密度聚乙烯, 雙峰聚乙烯產品的產業化. 相關技術主要集中在埃克森美孚, 陶氏化學, 帝斯曼, 三井油化等外企手中, 其中以埃克森美孚的技術實力最強. 據統計, 全世界已有百餘個牌號的茂金屬聚烯烴實現產業化, 去年產量超過1000萬噸. ' 中國石油石油化工研究院高級工程師張鵬表示.
眼下我國茂金屬聚烯烴的開發也已駛入產業化的快車道. 張鵬介紹, 2007年9月, 大慶石化6萬噸/年LLDPE裝置在國內首次使用進口茂金屬催化劑生產出了茂金屬聚乙烯產品;此後瀋陽石蠟化工公司, 獨山子石化公司分別於2014年8月, 2015年12月引進美國Univation公司技術, 實現了茂金屬聚乙烯的生產;齊魯石化6萬噸/年工業裝置採用中國石化北京化工研究院自主技術成功進行了工業化試驗.
義建軍介紹了近幾年國內的進展情況. 2017年6月, 哈石化採用催化劑PMP-01在間歇式液相本體聚丙烯裝置上生產出高透明茂金屬聚丙烯mPP6006,首次實現了茂金屬聚丙烯的工業化生產;中國石油石化院蘭州中心於2017年底進行了茂金屬聚丙烯纖維料MPH36Y的中試開發;燕山石化於2018年3月首次在工業化連續裝置上實現茂金屬聚丙烯生產.
自主催化劑開發滯後
'催化劑是聚烯烴工業技術進步的核心, 它能大幅提高聚合物的收率, 簡化聚合工藝流程, 提升產品品質, 擴展產品的應用範圍. ' 張鵬說.
'但從目前國內的情況來看, 我們在茂金屬催化劑的結構設計, 溶液聚合的工藝開發, 產品的應用研究等方面嚴重滯後. 由於引進技術佔主導, 且茂金屬聚烯烴的技術開發難度高, 投入大, 開發時間長, 目前國內從事茂金屬聚烯烴開發的科研單位少且力量分散. ' 張鵬表示.
義建軍也認為, 催化劑仍是茂金屬聚烯烴工藝研發的核心. 但目前國內茂金屬聚烯烴規模化生產所用的催化劑幾乎全部來自國外公司, 我國至今還沒有成套化的茂金屬聚烯烴催化劑自主技術.
據了解, 目前國內發展較快的是乙烯聚合用茂金屬催化劑, 中石化基本實現產業化, 中石油也接近產業化, 民營企業—淄博新塑開發的茂金屬催化劑離產業化也只有一步之遙. 聚丙烯茂金屬催化劑的研發尚處於起步階段. 中國石油石化院突破茂金屬催化劑負載關鍵技術, 解決了其在現有聚丙烯裝置上的適用性問題, 成功開發出國內首個可生產透明間規聚丙烯的載體型茂金屬聚丙烯催化劑PMP-01.
多舉措推進工業應用
在當今世界聚烯烴工業中, 茂金屬催化劑及聚烯烴的研發工作異常活躍, 必須抓住這一機遇, 才有可能使我國聚烯烴工業在短時間內趕上世界先進水平. '建議主管部門要結合國家的石油化工產業規劃, 根據我國茂金屬聚烯烴產業的現狀, 設立鼓勵研發的專項基金, 整合科技力量, 分重點, 有步驟地開展技術攻關, 完善必要的小試, 中試裝置建設, 使成果轉化和應用開發工作有效推進, ' 西北師範大學王平芳教授說.
張鵬認為, 當前應重點抓好聚乙烯用茂金屬催化劑的開發, 力爭在較短時間內實現工業化應用. 同時加大茂金屬聚烯烴彈性體, 雙峰聚烯烴, 超高相對分子質量聚乙烯等高端聚烯烴產品的開發和市場推廣力度, 提高聚丙烯管材專用料, 電容膜專用料等的生產比例, 提升我國聚烯烴產業的競爭力.
'與傳統聚烯烴樹脂相比, 茂金屬聚烯烴樹脂的確具有許多優異性能, 但由於相對分子質量分布相對窄, 由此帶來的加工問題也在很大程度上制約著茂金屬聚烯烴樹脂的生產和應用. 因此應加強茂金屬樹脂的加工應用研究, 使現有加工設備能適應新型樹脂的特性, 除了考慮現有加工設備螺杆結構, 口膜間隙, 風環直徑的大小以外, 還要在加工助劑選擇, 加工工藝方面開展大量研究工作. ' 蘭州石化乙烯廠副廠長趙東波表示.
目前國內為數不多的茂金屬聚烯烴工業生產大多處於開發或試生產階段, 產量相對較少, 產品性能也不太穩定. 對此義建軍認為, 未來隨著齊魯石化, 大慶石化, 獨山子石化等在茂金屬聚烯烴生產的規模化, 這個問題可能會得到解決. 而大規模性能穩定的國產茂金屬聚烯烴產品進入市場, 將有利於下遊用戶特別是大型加工企業的使用, 從而提高市場對茂金屬產品的需求量.