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2024-12-26 17:07
關鍵詞 |聚烯烴彈性體年內新進展
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12月20日,北京化工研究院(以下簡稱「北化院」)天津科學試驗基地建設的國內首套聚丙烯基彈性體(PBE)中試裝置順利投用,標誌着該基地一期項目全線投運。該裝置採用北化院自主研發的溶液聚合技術及自主研發的催化劑,可製備系列PBE新產品。該裝置順利投用意味着,中國石化已具備了加快推進PBE技術產業化的基礎,為后續PBE的工業化生產奠定了基礎。
PBE
全球僅3家實現工業化生產
PBE是以丙烯為主要原料製備聚丙烯為主鏈、少量乙烯或α-烯烴單體經溶液聚合而得到的低結晶聚合物,其第二單體含量一般低於20%(一般為10%~15%)。PBE具有高彈性、高韌性、高透明性、高柔軟性、耐化學腐蝕性和耐候性佳等優異性能,主要應用在汽車、包裝、鞋材、電線電纜、體育用品等領域。
目前,全球主要有三家企業能夠工業化生產PBE,分別是埃克森美孚(Vistamaxx™系列)、陶氏公司(Versify™系列)和三井化學(Tafmer™ XM系列)產品,國內暫無工業化生產PBE的廠家。其中,ExxonMobil和陶氏公司的產品體系較為豐富,三井化學的產品牌號相對較少。相比陶氏公司彈性體產品體系更側重乙烯基彈性體,ExxonMobil則更側重丙烯基彈性體,Vistamaxx威達美是其王牌產品。三家均採用均相有機金屬溶液聚合工藝,但各家催化劑體系有所區別,埃克森美孚化學公司使用特殊的離散茂金屬催化技術Exxpol™溶液聚合法制得的可以嚴格控制性能的聚合物,產品的彈性、彎曲模量和拉伸強度之間達到很好的平衡。
9月19日,埃克森美孚宣佈了其位於美國德州Baytown基地的一項關於聚烯烴彈性體和α-烯烴擴產計劃。項目計劃投資20億美元,生產40萬噸/年的Vistamaxx™和Exact™系列聚烯烴彈性體產品,以及35萬噸/年的線性α-烯烴產品。其中Vistamaxx™是E-POE產品,Exact™是POE產品。
2024年
POE國產化元年,另外4種高端產品也需關注
在實現國產化之前,我國POE產業的發展主要面臨6大難題:
1.
技術瓶頸
聚烯烴POE的生產需要使用茂金屬催化劑等特殊催化劑,而國外企業在催化劑的研發和生產方面具有領先地位,國內企業在催化劑的製備技術上相對落后,且相關技術保密嚴格,導致國產化進程緩慢。
2.
原料短缺
生產聚烯烴彈性體需要高碳α-烯烴等共聚單體,這些單體的生產技術主要掌握在國外少數公司手中,我國每年需要大量進口,不僅供應受限,而且價格高昂,增加了生產成本,制約了POE的國產化發展。
3.
生產工藝受限
POE的生產工藝較為複雜,如高温溶液聚合工藝等,對生產設備和工藝控制要求較高。國外企業在生產工藝方面具有長期的積累和成熟的技術,而國內企業在這方面的經驗相對不足,需要投入大量時間和資金進行研發和改進。
4.
市場壟斷
全球POE市場主要被陶氏公司、埃克森美孚等幾大跨國公司壟斷,這些公司在技術、品牌、市場份額等方面具有優勢,國內企業在市場競爭中面臨較大壓力,產品進入高端應用市場難度較大。
5.
資金投入不足
POE的研發和生產需要大量的資金投入,包括購買設備、建設廠房、進行技術研發等。國內一些企業由於資金實力有限,難以承擔大規模的投資,導致研發和生產進展緩慢。
6.
應用市場開發不足
雖然POE具有優異的性能,但在國內的應用市場尚未得到充分開發,部分企業對其性能和應用優勢瞭解不夠,限制了市場需求,進而影響了國產化的推進速度。
近年來,隨着我國對POE發展的政策支持,POE生產相關產業鏈的逐漸完善,光伏、汽車、線纜等行業需求的不斷增加,科研力量持續投入帶來的技術突破,以及國內眾多企業的陸續佈局,我國POE國產化進程不斷推進。
2023年10月30日,京博控股集團海南貝歐億科技有限公司3萬噸/年特種聚烯烴及配套項目裝置實現中交,並於2023年12月15日實現一次性開車成功,實現了POE的國產化。
2024年,除了PBE之外,我國還有以下4種高端聚烯烴彈性體也分別取得了新進展,其未來發展也各有廣闊前景。
1.
E-POE
乙烯基聚烯烴彈性體(E-POE)僅以乙烯為原料,無需使用1-辛烯等高碳α-烯烴單體即可製備得到,這種材料性能出色,應用前景廣闊。以增韌聚丙烯為例,使用E-POE時,只需添加目前市場上聚烯烴彈性體用量的1/3,就能達到同樣的增韌效果,性價比遠超現有的聚烯烴彈性體。
國內最早進行E-POE開發的是中國科學技術大學陳昶樂教授,由他發起設立的中科科樂擁有獨特的E-POE 技術工藝,採用完全自主研製的鎳基催化劑,僅以乙烯作為單一原料,配合國產化助劑,憑藉常規聚合裝置和工藝即可實現聚烯烴彈性體的製備,大幅降低了生產成本和裝置運行風險。
11月18日,山東東明石化世界首套5000噸/年E-POE項目順利建成,裝置具備試生產條件。
2.
生物基POE
生物基聚烯烴彈性體(POE)由陶氏公司推出,旨在滿足市場的可持續材料需求。
9月5日,陶氏公司宣佈,推出其首款面向地板行業的生物循環系列產品——ENGAGE™ REN POE。這是全球首款生物基POE產品。起初這款材料推出主要應用於地板,后來被應用於知名休閒鞋品牌卡駱馳(CROCS)的產品上。陶氏公司作為POE供應的頭部企業,佈局生物基POE是在其原有產業基礎上革新了可持續原料的替代,這也表示POE正向綠色化和可持續化方向發展。
3.
煤基POE
11月23日,國家能源集團低碳院完成國內首次煤基聚烯烴彈性體(POE)的連續製備。這種材料的性能可以與石油基POE相媲美,甚至在某些方面還優於后者。例如,製備的膜樣品透明度和霧度達到了國外光伏料的水平。煤基POE的連續製備,驗證了煤基高碳α-烯烴應用於POE及其他高端聚烯烴共聚物生產的可行性,不僅提升了費託合成高碳α-烯烴路線的經濟效益,還為我國聚烯烴產品的差異化和高端化發展提供了新的動力。
4.
H-POE
超支化聚烯烴彈性體(H-POE)是由星傳新材開發的一種新型聚烯烴彈性體,以乙烯為單一原料,不依賴α-烯烴和茂金屬催化劑,具備「投資少、成本低、能耗低」等諸多優勢。
11月29日,星傳新材全球首套年產3萬噸(一期)H-POE工業化裝置開工。該項目採用完全自主研發的催化劑和工藝技術,以乙烯為單一原料生產聚烯烴彈性體。
來源:中國化工信息周刊、中國石化報、化工新材料、紅泥的竹里館、恆策諮詢、HengCe市場調研報告精選、觀研報告網、化工內推等網絡公開渠道,由中國化工信息周刊編輯整理,轉載請註明出處。
(轉自:中國化工信息周刊)