国外PE催化剂技术进展
王熺 齐泮仑 王鹤庆
催化剂是PE工业的关键部分。近几十年来，催化剂活性不断提
高、活性中心控制手段日益改进以及催化剂技术的大幅进步，推动了
PE工业蓬勃发展。而且，伴随催化技术改进，各大公司相继成功开
发出各种相关新技术和新装置。自茂金属催化剂于1991年在美国工
业化应用以来，聚烯烃催化剂已发展到第3代。单活性中心(SSC)和
茂金属催化剂技术的出现和发展，大大推动了PE生产工艺的进步和
相应新产品的开发应用。此外，人们对齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂不断
改进，现已开发出与SSC催化剂性能相仿的新型Z-N催化剂。
茂金属PE快速增长
据统计，2000年茂金属和SSC催化剂生产的PE为100万t。其
中，用于食品包装占36%，非食品包装占47%，其他(医药、汽车和建
筑等)占17%。世界各大化工企业均已涉足茂金属PE（mPE）生产领域，
如旭化成、阿托菲纳、雪佛龙-菲利浦斯、陶氏化学、伊士曼化学等
公司。自1995年商业化以来，全球mPE树脂的消费量每年翻一番；
预计到2005年，mPE需求的年均增长率将达25%，可望达到300万t
以上。
埃克森美孚公司在北美推出极低密度(0.912g/cm3)mPE，主要针
对食品和工业包装市场，该产品有很好的韧性和强度，落锤冲击强度
为常规很低密度PE(VLDPE)的2倍以上，密封温度仅85℃。
BP Amoco和陶氏化学采用茂金属催化剂在气相装置中生产PE，
已推出2种新产品——高性能HDPE和极低密度PE树脂；前者具有mPE
的韧性和普通LLDPE的加工性，后者性能类似于LLDPE，但像LDPE
一样易于加工。
最近，Univation公司向马来西亚Titan PE公司转让技术，在东南
亚生产mPE。
阿托菲纳公司推出Finacene BM 359 SG，并将mPE新品种Finacene M
3410 EP推向商业化。
Univation 技术公司在2003年第一季度将Exxpol mPE催化剂的
产量提高1倍，为250万t/a的mPE产能提供足够的催化剂，该催化
剂主要用于双峰型mPE的单点反应生产工艺。
日本旭化成化学购买陶氏化学的茂金属催化剂专利技术
Insite，使用其淤浆聚合工艺生产出茂金属高密度聚乙烯（mHDPE）
Creolex，其中含有少量1-丁烯共聚单体，具有高冲击强度和耐环境
应力开裂性。
菲利浦斯化学在美国推出茂金属催化剂薄膜级HDPE树脂——Marlex
mPact D449，其熔体指数为1g/10min，密度为0.942g/cm3，兼具HDPE
的劲度和阻透性及mLLDPE的透明性。
预计到2010年，全球PE产能将达到8300万t，其中37%的LDPE、
LLDPE和20%的HDPE都将采用茂金属/SSC催化剂，mPE将达1700万
t，其中，mLLDPE为700万t、mHDPE为600万t、mLDPE为400万t。
新型催化剂不断开发
茂金属和SCC催化剂
日本三井化学和陶氏化学合作开发出新一代后茂金属（Post-
metallocene）催化剂。与传统茂金属和Z-N型催化剂不同，该催化
剂可使极性单体如甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等与烯烃共聚，从而
可用于开发具有粘结性、耐油性及气体阻隔性能的全新聚烯烃树脂。
阿托菲纳正在开发新型SCC催化剂，包括后过渡金属催化剂(LTMC)
和带新配合基的SSC催化剂，其可将极性单体与丙烯或乙烯共聚生产
PP和PE共聚产品，而且短和长链分支可控，从而可以改进产品密度
和加工性能。此外，该公司正与Rennes、Lyon和Nuremburg等大学
合作研究带配位基的SSC催化剂，其用前、后过渡金属包括镧系元素
制备，可望在三五年内实现商业化生产。另外，杜邦、BP、三井化学
及伊士曼化学等公司也在从事LTMC的研究开发。
伊士曼化学采用BP气相过程和其Energx非茂金属SCC催化剂工
艺生产出新型己烯系LLDPE薄膜级树脂产品。
杜邦公司开发出新一代低成本、非茂金属SCC催化剂，可用于生
产窄分子量分布的线型、高结晶、高密度及高支化的无定型聚烯烃树
脂。
Z-N催化剂
住友化学开发的生产LLDPE用新型“SN4 Catalyst”催化剂，可
一定程度上控制产物分子量并阻止低分子量聚合物形成。
Equistar化学公司使用Unipol气相反应器和新一代Z-N催化剂
推出高性能乙烯系LLDPE吹塑薄膜用树脂，加工性能和耐撕裂强度优
于mLLDPE，熔体强度和落锤冲击强度较己烯系LLDPE好得多，可替
代辛烯系LLDPE和mLLDPE产品。
Huntsman公司采用DSM公司的溶液过程和新一代Z-N催化剂，生产
出1种增强型辛烯系LLDPE薄膜树脂——Rexell。
Quantum公司开发的双中心Z-N催化剂，可在单一反应器中生产
双峰HDPE。
诺瓦化学开发的Sclairtech Z-N催化剂，可大大提高反应器处理量，
使用时装置仅需少量改进，可以替代常规Z-N催化剂，现已在加拿大
阿尔伯达焦弗雷的Unipol气相法PE装置上应用。此外，诺瓦化学还
和BP联合开发了先进Z-N催化剂——Novacat T催化剂，并已推向
工业化。
其他催化剂
韩国三星化学推出了新型PE催化剂Hybrid CG。使用该催化剂
生产的高性能PE，尤其是C6-LLDPE和MDPE的抗冲强度可与mPE媲
美。其中MDPE的环境应力抗裂性能分别是mPE和Z-N催化剂产品的
6倍和10倍。这种新型催化剂是以氧化锰为载体、钛或锆的有机金
属化合物，使用氧化铝共催化剂进行活化，适用于流化床反应器的气
相聚合，已在8万t/a装置上完成工业化验证，生产费用仅为茂金属
催化剂的25%，反应所需1-己烯共聚单体可减少30%。
日本三井化学开发的FI络合催化剂，由第Ⅳ族金属（如锆、钛
及铪）与2个苯氧基亚胺螯合配位体络合而成，以烷氧基铝为共催化
剂，催化活性为茂金属催化剂的10倍以上，而价格仅为茂金属催化
剂的1/10。该公司将使用该新型催化剂在中试装置上生产HDPE，并
计划2007年前建成1套商业化生产装置。
陶氏化学与SynMyx技术公司已合作开发出醚铪系催化剂，并计划使
用该催化剂生产新型LLDPE树脂。
Univation公司采用该公司开发的Prodigy双峰催化剂工艺，在
工业规模装置上成功地验证了单一反应器生产双峰HDPE技术，可用
于Unipol PE气相法反应器生产双峰HDPE。制得的双峰HDPE薄膜树
脂使可加工性和韧性得到了极好的平衡。Univation公司于2003年
初对外技术转让双峰催化剂系统，使用Unipol PE气相法反应器的生
产线仅需稍加改造即可生产双峰树脂。
巴塞尔聚烯烃公司将铬基催化剂Advent C用于工业化生产
HDPE。该催化剂由基于二氧化硅的专有载体负载，用铬化合物浸渍后
在氧化条件下高温焙烧活化制得，铬含量低于10×10-6。由于铬嵌
入聚合物中，无需用水抽提，而且铬以三价(Cr+3)盐形式存在，不违
反欧盟有关规定，该催化剂价格仅稍高于钛基催化剂，但可用一步法
生产宽分子质量分布的HDPE，而使用钛基催化剂则需2步完成，因
此可作为气相法和浆液法工艺中钛基催化剂的理想替代品。