国内外PE催化剂技术进展(续)
王熺 齐泮仑 王鹤庆
(上接第16期A13版)
高压法生产LDPE是PE树脂生产中最成熟的技术,釜式和管式工
艺均已成熟,发达国家普遍采用管式工艺。此外,国外普遍采用低温、
高活性催化剂引发聚合,以降低反应温度和压力。高压法生产LDPE将
向大型化、管式化方向发展;低压法生产HDPE和LLDPE,主要采用钛
系和铬系催化剂,其中欧洲和日本多采用钛系催化剂,而美国多采用铬
系催化剂。
双峰PE快速发展
普通PE树脂的加工性和力学性能相互矛盾,分子量提高,产品力
学性能变好,但加工性变差。双峰PE很好地解决这一矛盾,产品既具
有良好的力学性能,又便于加工,在薄膜、建材、管道、吹塑成型用料、
注射成型用料、电线电缆等领域均有广泛用途。
双峰PE可提高抗撕裂强度和改进加工性,近年推出的PE100,具
有比PE80更高的应力和抗裂性能,可生产较薄壁的管道,其抗磨性好,
耐腐蚀也优于钢铁,尤其适用于天然气和石油管道。
目前,北美双峰PE产能占PE总产能5.5%~6.5%,埃奎斯塔化学
是北美主要双峰PE生产商,拥有能力70万t/a,其后是埃克森美孚和
阿托菲纳,各拥有能力20万t/a。
为满足未来增长的需求,一些生产商正在增加双峰PE产能和改进
技术。Borouge公司在阿联酋拉维斯建设的45万t/a双峰PE装置已
投产。
巴塞尔公司正在德国韦塞林建设32万t/a Hos-talen法工艺装
置用以生产双峰HDPE,定于2004年投产。
Univation公司推出Prodigy催化剂,可在单一反应器Unipol系
统中生产双峰PE,Prodigy BMC-100催化剂于2004年初推向工业化应
用,BMC-200可用于生产PE-100管材,也于2004年初推向应用。
Univation公司正在加快Unipol PE技术的转让,卡塔尔阿托菲纳
/Qapco合资企业的45万t/a装置将于2006年底至2007年初投产;
墨西哥Pemosa公司30万t/a装置将于2005年4月投产;巴西
RioPolimeros公司54万t/a装置将于2004年第四季度投产。
诺瓦化学公司在加拿大焦弗雷采用先进的Sclairtech工艺的装
置已于2002年初开工,使该公司可生产双峰HDPE和LLDPE。由高性
能茂金属催化剂生产的新等级双峰PE将推动PE应用进入新的领域,
预计2006年需求量将达150万t。
反应器新配置
最近,开发大型管式反应器是生产LDPE的趋势,釜式工艺变得越
来越过时。但是,2台釜式反应器串联操作技术的开发,使釜式反应器
工艺的生产费用可与管式反应器竞争。住友化学在这种反应器配置方
面较有经验,其不仅使用这种配置方式在日本生产LDPE,而且将该技
术转让给巴西OPP Ptroquimica公司。2台釜式反应器串联可使乙烯
生成PE的转化率至少提高35%,装置产量提高达50%;同时,生产同量
PE的电力消耗降低,从而生产每吨PE的可变生产费用可降低约25%。
冷凝和超冷凝技术
目前主要有Univation和BP公司掌握此技术。采用冷凝和超冷
凝技术扩能的核心是通过提高反应换热能力来实现系统生产能力的提
高。
冷凝及超冷凝技术更加巩固了气相法PE生产技术的地位,不仅将
单线最大生产能力从22.5万t/a提高到45万t/a以上,而且使单位
产品的投资和操作费用降低,操作稳定性也得到提高。国外已有大量
采用冷凝和超冷凝技术对气相法PE装置扩能的实绩,最高扩能达到原
生产能力的2.5倍以上,国内也已在工业装置上取得扩能成功。实践
证明这是一项十分有效的扩能技术。
国内进展
国内茂金属催化剂的研究已经取得了可喜进展,石油科学研究院
开发的茂金属催化剂已通过工业化应用试验,主要性能指标与进口水
平相当,且已在美国、日本取得专利权。由中石化科技部和北京化工
研究院组建的奥达催化剂中心,仅聚烯烃催化剂一项就已为国内企业
降低成本累计达8亿元以上。2002年末,奥达中心生产的聚丙烯高效
催化剂市场占有率超过50%,位居国内第一。到2010年,奥达中心的
聚烯烃催化剂装置生产能力计划扩大到800t/a,届时将成为世界聚烯
烃催化剂第二大生产供应商。
我国在PE催化剂方面开发了BCG、BCH、BCS催化剂和CT、CM催
化剂等。其中,气相法SCG催化剂和BCG催化剂已经取得初步工业试
验成功,活性等指标优于进口同类催化剂水平。北京化工研究院研制
成功的HDPE浆液法催化剂,活性在60万倍以上,超过进口PZ催化剂
水平,有逐步替代固态进料催化剂的趋势。30t/a的HDPE该催化剂生
产装置已在燕山建成,商品名为BCH,在国内大型工业化装置中大量应
用,并出口到韩国和泰国。上海立得催化剂有限公司开发的SLG-G气
相法PE催化剂也在天津石化乙烯厂Unipol PE装置试用成功。
催化剂的国产化还带动了相关聚烯烃装置的国产化,吉林化学工
业公司和天津石化乙烯的Unipol PE生产装置采用美国Univation 公
司超冷凝技术扩能改进后,生产负荷提升至原设计能力的3倍。在消
化吸收引进技术基础上,我国现已可自行设计制造大型聚烯烃装置,如
燕化公司14万t/a和兰州石化7万t/a的HDPE装置。国内独立开发
的PE扩能技术,也已成功地用于天津联化、广州石化、中原乙烯和吉
化的气相法PE工业装置,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。
我国PE树脂生产和开发方面与国外相比还存在较大差距,应在以
下方面加大开发力度:提高产品质量,增加新品种;加强催化剂研究,特
别是双功能、双金属催化剂和茂金属催化剂的研究开发;继续加强浆
液法HDPE工艺、气相法工艺及PE专用树脂和专用料的研究开发。
(全文完)
