2016年8月15日至20日,应用新型茂金属催化剂在齐鲁石化塑料厂高密度聚乙烯装置开发生产出的“宽分布茂金属聚乙烯”等四种新产品均填补国内空白,并在短短半个月后,就拿到批量订单。
为了填补化工高端产品的空白,齐鲁石化公司与中石化北京化工研究院经过十多年联合攻关,完成的《茂金属催化剂气相聚乙烯技术及产品开发》项目,打破了国外对我国茂金属催化剂及其工艺的技术垄断,形成了具有自主知识产权的茂金属催化剂配方,促进了我国聚烯烃技术的进步。
齐鲁石化茂金属聚乙烯生产车间
新型茂金属催化剂是齐鲁石化自主研发的在用茂金属催化剂的迭代更新产品,在性能上实现了跨越式的革命,在这一领域迈入国际先进行列。依托自主研发茂金属催化剂的优势,至2016年底,齐鲁石化开发生产出耐热聚乙烯管材料、滚塑料、薄膜料等新产品29万吨,改变了国内高性能聚烯烃产品依赖进口的局面,带动了管材行业、薄膜行业及汽车行业的发展。
下面,龙朴聚烯烃将和各位聊聊目前世界范围内茂金属聚乙烯有哪些生产企业,以及产品的主要领域。
薄膜是茂金属聚乙烯最主要的应用领域,用茂金属聚乙烯生产的薄膜具有的优点,如韧性优、拉伸强度、抗冲击性能以及耐穿刺性良好;光学性能好,制品透光率高;气味低;再利用和回收率高;初始热封温度低,热黏结强度高,适用于高速包装线。
茂金属聚乙烯透气膜是以碳酸钙、二氧化硅、黏土、二氧化钛等作无机填料填充,通过压延或流延、吹塑制成薄膜,然后经单向或双向拉伸成可透气薄膜,广泛用于婴儿纸尿布、妇女卫生巾、果蔬保鲜、防护服、建筑用透湿防水材料等。
具有代表性的茂金属聚乙烯见表1。
与传统热收缩膜相比,茂金属聚乙烯热收缩膜的厚度可降低50%以上,可降低原料消耗量,而且薄膜具有良好的热收缩性能和力学性能,透明性好。
国内外具有代表性的热收缩膜用茂金属聚乙烯见表2。
目前,国外各大公司都在积极研究茂金属聚乙烯重包装膜,通过使用新型重包装膜,可以在保持薄膜性能不变的同时降低薄膜厚度,这既可以降低成本,又可以减少塑料包装废弃物的总量。
用于重包装膜的茂金属聚乙烯见表3。
与普通聚乙烯相比,茂金属聚乙烯的力学性能优异,在旋转成型上所体现出的就是具有优良的抗冲击性能、耐低温脆裂性以及韧性。由于茂金属聚乙烯的机械强度高,因此,可以减薄箱体的壁厚,从而使箱体的质量减轻。目前该类产品主要依赖进口。国内外用于旋转成型的茂金属聚乙烯见表4。
国内瓶盖的年产量在10亿~50亿只,而瓶盖所用原料基本由外资企业、合资企业垄断。瓶盖专用树脂应具有良好的冲击强度、刚韧平衡性、高光泽度、低气味、低收缩率以及良好的爽滑性和加工性能;而茂金属聚乙烯因其特殊的分子结构和相对普通聚乙烯优异的力学性能,非常适合瓶盖的生产。目前,世界上瓶盖专用茂金属聚乙烯的生产以Total公司为主,牌号及性能见表5。
茂金属聚乙烯在电线电缆领域中的优势在于:
窄相对分子质量分布和短支链分布,因此具有优异的物理性能(如高弹性、高强度、高断裂伸长率)和良好的低温性能;
具有优异的耐热老化和抗紫外光性能;
相对分子质量分布窄使茂金属聚乙烯在注射和挤出加工过程中不易变形。
目前,茂金属聚乙烯在电力电缆、通信电缆以及其他电缆产品上正获得广泛应用。国外开发的电线电缆用茂金属聚乙烯见表6。
与传统聚乙烯相比,涂覆级茂金属聚乙烯具有相对分子质量分布窄、稳定性好、附着力好、抗冲击、不易老化等优势。具体生产公司及牌号见表7。
管材专用聚乙烯树脂是国内外树脂生产企业进行新产品研发的重点。近几年,国内外几家大型聚烯烃生产公司和齐鲁石化公司都推出了用茂金属催化剂生产的PE-RT管材树脂,其除了具有优异的长期耐高温蠕变性能外,与无规共聚聚丙烯管相比,PE-RT管具有优良的耐低温性能,高柔性,耐热、耐磨,对输送介质无污染,制造安装费用低,使用寿命长等特点。
与聚丁烯相比,茂金属聚乙烯具有良好的耐环境应力开裂性和价格优势;与铝塑管相比,其具有可熔融焊接的优点,广泛用于建筑冷热水及供暖行业。
除此之外,开始探讨茂金属在工业管道和地热能源的输送管道、热交换管道和大口径热水管以及多层结构的岸上或近海石油运输管道等的应用。管材用茂金属聚乙烯的生产公司及牌号见表8。
目前,茂金属聚乙烯市场需求量较大,但国内齐鲁石化公司、大庆石化和独山子石化具有工业化生产能力,龙朴君期待国内其他石化企业积极攻关,开发出多种高附加值产品。
目前,国内仅有齐鲁石化、大庆石化和独山子石化可以进行茂金属聚乙烯的工业化生产。
中国石化北京化工研究院一直致力于气相法茂金属聚乙烯的研究,1985年率先在国内开展茂金属催化剂及茂金属聚烯烃的研究,开发出具有自主知识产权的茂金属加合催化剂技术。
2002年5月,在齐鲁石化公司线型低密度聚乙烯装置上进行了薄膜级mLLDPE的工业化生产并获得成功。
2011年3月,在HDPE装置上实现PE-RT管材专用QHM22F的规模化工业生产。
2012年,实现批量连续稳定的工业生产,并于7月通过了国家化学建筑材料检测中心的PE-RT Il型等级认证。目前,齐鲁石化公司的茂金属聚乙烯有4个牌号,主要用于薄膜、管材、旋转成型等。
2007年,大庆石化分公司引进美国Univation Technologies公司的气相法茂金属聚乙烯技术,在 60kt/a的线型低密度聚乙烯装置上生产mLLDPE。该公司是国内首家引进国外茂金属催化剂技术的企业,mLLDPE的产量为20kt/a,引进牌号有5个,只有HPRI8H10AX和HPRI8H27DX在装置上进行了工业化试生产,主要用于生产高档薄膜。
从2015年11月12日,独山子石化公司成功生产高标号茂金属聚乙烯EZP2010HA产品,目前已先后生产1.5万吨,对于填补国内相关领域技术空白和打破国外价格垄断具有十分重要的意义。2017年7月,独石化又成功试产出HPR1018HA、HPR3518CB、EZP2005HH三种新产品,具备37吨/小时生产能力。独石化研究院及时评价产品加工性能,对所有产品进行生产跟踪。7月20日,HPR3518CB产品在华南片区已经完成缠绕膜加工应用试验,用户认为薄膜制品晶点、拉伸强度和产品加工性能与埃克森产品相当。目前独山子石化茂金属聚乙烯主要应用于薄膜领域,如重包装膜、农膜、缠绕膜、热收缩膜和包装膜等。
来源:聚烯烃人