催化剂技术比拼核心竞争力
——第十七届全球聚烯烃和弹性体大会专题报道二
上世纪90年代以来,世界聚烯烃生产能力大幅度增长,市场面临着供大于求的形势,在这种情况下,只有加
大技术开发力度,掌握和采用先进技术,才能降低成本、提高产品附加值和市场竞争力。众所周知,聚烯烃技术的
关键在于催化剂,聚烯烃树脂性能的改进与催化剂和工艺技术的开发有着极为密切的关系。在日前举行的
FLEXPO2010(全球聚烯烃与弹性体大会)上,众多聚烯烃催化剂领域的知名企业集中展示了催化剂新产品和新研发
成果。 ——本刊记者 李舜
中石化:继承与创新
中石化北京化工研究院(BRICI)与催化剂分公司(SCC)作为国内最主要的聚烯烃催化剂研发和生产机构,代
表了我国在该领域的行业水准。历经半个多世纪的发展,现已形成门类齐全的聚烯烃催化剂体系,国外市场将成为
中石化催化剂产品今后的主要发展目标。
聚丙烯催化剂方面,N系列产品适用于淤浆法、液相本体法、气相法等各类聚丙烯工艺,具有产品等规度高(最
高等规度可达99.5%),分子链缺陷少等特点;DQ系列产品发展至今已有六代,适用于本体-气相组合环管工艺,能
够满足BOPP、HCPP、HIPP生产需要。在此基础上该公司又研发了DQC系列催化剂,产品采用了新载体制备技术,
活性高、细粉少、产物粒径可调整,适用于各种牌号聚丙烯生产。
聚乙烯催化剂方面,适用于淤浆法HDPE 生产的BCH催化剂活性较高,氢调敏感性较好,而BCE催化剂同样适
用于淤浆法PE,主要用于生产双峰PE产品;BCS催化剂适用于气相法工艺,在保持高活性的同时,更好地改善了
产物的粒径分布;在传统的气相PE工艺催化剂方面,中石化催化剂分公司的SCG系列产品可满足分子量分布较窄
以及具有不同的熔体指数和活性的PE树脂生产需求。此外,该公司针对Innovene、Unipol和淤浆法工艺研发的
SLC系列催化剂同样可以满足各类PE生产需求。
中石油石油化工研究院(PRI):巧打组合拳
为开发透明且易加工的PE产品,PRI从催化剂角度入手,巧打组合拳。由于Ti活性中心催化剂得到的产品分
子量相对较高,Cr活性中心催化剂得到的产品分子量相对较低、分子量分布宽、易引入共聚单体,故研究人员结
合以上二者特点,设计出将两种不同活性中心负载到同一载体上的复合催化剂。表征结果显示其产品分子量分布较
宽,具有较好的活性及共聚性能,产品堆积密度较高,而给电子体的加入能够有效地对产品分子量分布进行调控。
雅保:齐格勒-纳塔催化剂业务启动
茂金属催化剂与有机金属化合物作为雅保(Albemarle)的核心增长业务,为公司提供了稳健的业绩保障。目
前,该公司的齐格勒-纳塔(以下简称Z-N)催化剂业务已经启动,产品包括助催化剂、给电子体及PE成品催化剂
等,现正在韩国筹建新厂,生产MAO(甲基铝氧烷)与催化剂。雅保的AdvantageTM系列Z-N催化剂均以MgCl2为
载体,广泛适用于各主要PE产品的生产。其中,HD26与HD46钛基催化剂,适用于淤浆法HDPE;LL77为适用于液
相本体法LLDPE的钛基/铪基催化剂,用于生产1-辛烯共聚薄膜专用料;LL26适用于高压法LLDPE,其独特的催化
体系使得生产共聚单体分布异常均匀的C4-LLDPE产品成为可能。
巴斯夫:产品助力实现高利润
巴斯夫(BASF)公司的Lynx 2000系列聚烯烃催化剂延续了前一代产品高活性及和共聚单体组合范围广泛的突
出特点,在此基础上,其粒度控制技术取得了一定突破,使其在共聚单体融合性和工艺适用方面表现更为优异。此
外,Lynx HC系列高结晶度聚烯烃催化剂能够有效增加聚合物全同规整度,使其硬度得以提升,其中最新一代Lynx
2000 HC产品的粒度控制工艺更加成熟,能生产粒度较大的聚合物粉末,适用于高结晶度PP抗冲共聚物及一般共
聚物生产。
格雷斯:合纵连横,博采众长
格雷斯(GRACE)公司POLYTRAK?誖PP催化剂产品可用于高聚物、无规共聚PP以及抗冲共聚PP等多用途产品
生产,其氢调敏感性高,可有效提高熔体质量流动速率(MFR)。载体方面,采用新型的持续喷雾球状结晶MgCl2载
体配方,制剂活性高,在70℃条件下,催化剂每小时产率高于50 kg/g。目前格雷斯已在德国Worms投资数百万美
元,提升新型POLYTRAK?誖催化剂产能。此外,该公司PE用铬催化剂采用IOLA?誖专利载体技术,能够满足125L
及更大容量的中空容器、PE80及以上等级PE管道以及高性能薄膜等用途。
南方化学:客户需求推动催化剂创新
德国南方化学(Sud-Chemie)公司C-MAX?誖聚丙烯催化剂采用以MgCl2为载体的第四代Z-N催化体系,在本
体环管法、搅拌本体法、搅拌床气相法、流化床气相法等各大工艺平台均实现了成功应用,产品范围包括均聚物、
多相共聚物和无规共聚物等领域。
针对客户反映产能利用率降低的问题,南方化学有针对地研发了C-MAX?誖325催化剂,球状颗粒的使用也使
得流动性和堆积密度得以提高,共聚单体融合性能得以提升,实现了更有效的工艺操作。
Univation:成熟工艺引领HDPE迈向高端
Univation现已成为世界气相聚乙烯技术许可证贸易服务的龙头,其UNIPOL?誖PE加工工艺已在2000多个反
应器上实现常年安全运作。据统计,2009年我国HDPE市场消费量达590万t,其中膜用产品消费量所占比例达32%,
吹塑、管道、注塑和纤维领域占比分别达到20%、17%、13%和9%;预计至2015年,国内HDPE市场消费量将达840
万t,其中管道应用占比将提高至18%。为应对专用料需求的增长,该公司研发了PRODIGY?誖BMC-200催化剂,现
已满足甚至超过PE100级双峰PE专用料生产要求,广泛应用于天然气输送和矿业等领域。此外,用该系列催化剂
生产的双峰HDPE树脂同样适用于吹塑及薄膜领域。单峰HDPE方面,该公司ACCLAIM?誖K-100催化剂提高了HD-HMW
膜、大部件用吹塑和增压管等牌号产品性能。
莱昂德尔巴塞尔:高附加值产品增强抗风险能力
莱昂德尔巴塞尔(Lyondell Basell)拥有Spheripol、Spherizone(多区反应器)和Metocene PP(单活性中
心系统)等多项聚丙烯工艺技术。在这些工艺技术中都活跃着Avant 系列Z-N催化剂的身影,该系列催化剂已经
发展至第五代,最新一代产品主要采用二醚(Diether)与琥珀酸盐(Succinate)体系,其中二醚体系的产物分子
量分布窄,而后者较宽,二者均能满足高附加值聚丙烯产品的生产需要。
该公司分析指出,由于大量中东新建石化装置建成或将要完成扩能改造,以及国际经济形势的共同影响,预计
2010年中国聚丙烯装置开工率将由2009年的84.9%下降到79.0%,之后将缓步回升。中国企业要不断提高高附加
值产品比例,以应对未来市场的不断波动。
鲁玛斯:突出工艺灵活性与产品全面性
高速发展的市场对于专用产品的需求正不断增加,用户开始越来越多地要求为其加工设备进行量身定制,这就
要求生产技术应当具备更强的灵活性,以应对聚丙烯工厂运作期间快速变化的供求局势和市场趋势。对此,鲁玛斯
(Lummus)Novolen技术公司研发并提出了多功能反应装置理念(VRCTM),将两台反应装置并行或串联就可以生产
包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物和聚烯烃热塑性弹性体在内的通用及高端树脂产品。
催化剂方面,该公司研发的茂金属催化剂NovoceneTM MCC-A不仅在成本方面具有优势,而且在茂金属聚合物
产品开发方面也显示出了独特优势,能够满足注塑、纤维及薄膜方面的高端应用要求。
英力士:工艺创新不停步
英力士(Ineos Technologies)公司最新研发的INNOVENETM G气相法工艺实现了环路设计的清洁化,主要生
产LLDPE与HDPE,设计产能可达55万t/a;INNOVENETM S工艺采用淤浆法,可生产双峰HDPE及MDPE,设计产能
可达55万t/a,可提供市场需求的管材专用料,工艺过程无蜡产生;此外,其气相聚丙烯工艺INNOVENETM PP采
用独特的水平推流式反应器,达到了在单个反应器内制造不同氢环境的效果,产品拥有更宽的分子量分布,设计产
能高达60万t/a。
催化剂方面,目前INNOVENETM系列工艺普遍使用CDi催化剂,今后其研发将更加注重降低生产成本和扩大产
品分子量分布,发展适用于具有更高橡胶含量的抗冲共聚物生产使用的大颗粒催化剂产品。
陶氏:产品定制化将聚丙烯生产推向新高度
陶氏(DOW)UNIPOLTM聚丙烯生产技术已在44条生产线上成功运行,目前尚有7条生产线正处于施工及开车
阶段,其提供的产品牌号已经超过165个(其中均聚67个、无规39个、抗冲61个),具有广泛的适应性。此外,
该公司另一重要技术体系,SHACTM催化剂与外给电子体系统将反应器操作性、催化剂成本和产品性能进行了成功
的优化和平衡,定制化产品可满足所有PP产品的生产需要。
值得一提的是,最新一代ConsistaTM D7000外给电子体系统定位于高端,该产品能在不更换催化剂的情况下,
将产物熔指提高3~4倍。由于不经过过氧化物裂解过程,成本得以显著降低,树脂气味也显著减少,能满足汽车
内饰、薄壁注塑成型(高熔指)和低气味要求的食品包装应用要求。此外,陶氏的新一代SHACTM催化剂也正在研
发中,新产品将在保持产品原有特性的同时,对聚合物分子结构进行控制,显著扩大分子量分布并控制结晶度,并
力争在UNIPOLTM气相法之外的工艺中得以应用。
