我國聚烯烴技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢研究

吳磊 杜國棟

摘要：文章主要是分析了聚烯烴技術(shù)的現(xiàn)狀，同時在此基礎(chǔ)上講解了其工藝的發(fā)展趨勢，對其技術(shù)中的聚合技術(shù)、催化劑等的問題現(xiàn)狀做了進(jìn)一步的介紹，望能為有關(guān)人員提供到一定的參考和建議。

關(guān)鍵詞：聚烯烴;現(xiàn)狀;趨勢

1、前言

在當(dāng)前我國塑料制品的消費(fèi)使用情況不斷增加的情況下，人們對聚烯烴技術(shù)的研究逐漸多了起來，聚烯烴是塑料中重要的組成部分，是當(dāng)前人們是用的最多的塑料品種。文章主要是對我國聚烯烴技術(shù)的現(xiàn)狀以及其的發(fā)展趨勢展開了相關(guān)的討論和研究。

2、我國聚烯烴技術(shù)的現(xiàn)狀

在聚烯烴材料的市場競爭日益激烈的形勢下，我國生產(chǎn)消費(fèi)聚烯烴之間已經(jīng)出現(xiàn)了供大于求的矛盾，為了在競爭中獲勝，我國很多的生產(chǎn)企業(yè)開始進(jìn)行了技術(shù)上的革新，在相關(guān)的高分子物理研究、聚合工藝研究、催化劑和助劑研發(fā)等多方面進(jìn)行了探索，取得了豐碩的成果，聚烯烴產(chǎn)品種類有了增多。

2.1、高分子物理研究

高分子物理在聚烯烴新產(chǎn)品的研發(fā)中具有至關(guān)重要的作用，處于核心地位，它所起到的作用是在性能上為聚烯烴產(chǎn)品提升品質(zhì)。在聚烯烴產(chǎn)品的研發(fā)中，逐漸轉(zhuǎn)向開發(fā)性能好、成本低的產(chǎn)品類型，這比單純意義上開發(fā)高性能的產(chǎn)品更具難度和挑戰(zhàn)性，高分子物理研究在這一研發(fā)具有關(guān)鍵的作用。過去高分子物理在降低聚烯烴樹脂成本中曾經(jīng)發(fā)揮過重要的作用，在當(dāng)前聚烯烴產(chǎn)品的研發(fā)中也在試圖通過高分子物理開發(fā)出品質(zhì)更好、成本更低的產(chǎn)品，并且已經(jīng)取得了初步的實驗可能性。

2.3、聚合技術(shù)的研發(fā)

聚合技術(shù)是能夠使生產(chǎn)的合成樹脂具有各種各樣的微觀結(jié)構(gòu)，當(dāng)前我國在聚合技術(shù)研究中使用了一種新的專利聚合技術(shù)，這種聚合技術(shù)能夠使雙環(huán)管聚丙烯聚合技術(shù)實現(xiàn)非對稱加外給電子體，這對研究高性能且低成本的聚丙烯產(chǎn)品具有重要的作用。實踐中已經(jīng)有企業(yè)應(yīng)用這一技術(shù)生產(chǎn)了高性能均聚BOPP樹脂產(chǎn)品，該產(chǎn)品在市場上具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，是其他同類產(chǎn)品無法比及和蓋過的。該技術(shù)的研究應(yīng)用和進(jìn)步將為我國聚丙烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更為有力的技術(shù)支持。

2.3? 、催化劑的研發(fā)

在化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中催化劑一直占有重要地位，在聚烯烴行業(yè)的發(fā)展中催化劑更是必不可少的，多次的聚烯烴產(chǎn)業(yè)革新都是在催化劑的更新下促成的。我國在聚烯烴技術(shù)研究中，催化劑技術(shù)的研究是最為成熟和具有世界領(lǐng)先地位的，目前我國有世界領(lǐng)先的聚丙烯N型催化劑專利技術(shù)、聚丙烯球型催化劑、聚乙烯BCE催化劑、不含鄰苯二甲酸等有害物質(zhì)的聚丙烯ND催化劑等技術(shù)。這些領(lǐng)先的催化劑技術(shù)在實踐中促進(jìn)了我國催化劑的產(chǎn)業(yè)獨(dú)立，改變了過去依賴外國進(jìn)口的被動，還對其他國家進(jìn)行了技術(shù)和產(chǎn)品的出口。

2.4? 、助劑的研究開發(fā)

催化劑技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展使得我國的催化劑生產(chǎn)領(lǐng)先世界，這就使得聚烯烴產(chǎn)品中助劑所耗費(fèi)的成本比例提高，因此行業(yè)內(nèi)對高性能低成本的助劑的研究開發(fā)逐漸重視起來。在大多的聚丙烯相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)中使用一定的核劑會明顯提升產(chǎn)品的性能，而核劑使用在成本上會有很大的增加，因此降低核劑的成本會在提升產(chǎn)品性能的同時降低成本，這對產(chǎn)品競爭力的增強(qiáng)具有巨大的促進(jìn)作用。目前已經(jīng)研發(fā)的聚丙烯復(fù)合成核劑基本具備了低成本高性能的特點，并且研究成熟的一些核劑已經(jīng)投產(chǎn)應(yīng)用于實踐，取得了非常顯著的效果。

3、聚烯烴生產(chǎn)工藝的發(fā)展

烯烴聚合工藝是聚烯烴工業(yè)發(fā)展中另一關(guān)鍵的核心技術(shù)。聚乙烯的工藝技術(shù)以美國聯(lián)碳公司（UCC）生產(chǎn)聚乙烯的Unipol工藝為主導(dǎo)，占世界聚乙烯總生產(chǎn)能力的20%。該公司1993年開發(fā)成功了Unipolg型高級氣相流化床工藝，即采用分段反應(yīng)器，生產(chǎn)出高、低分子量混合的雙峰樹脂。另外，Unipol聚乙烯冷凝態(tài)工藝也獲得世界范圍的專利確認(rèn)，該工藝將氣相聚合過程的循環(huán)氣經(jīng)冷卻到足夠低的溫度，以液滴形式返回流化床，通過液滴汽化吸收大量反應(yīng)熱，強(qiáng)化了冷卻作用，提高了生產(chǎn)效率。北歐化工公司也開發(fā)成功雙峰聚乙烯技術(shù)，適用于全部聚乙烯范圍，該工藝第一反應(yīng)器為環(huán)形，可以迅速啟動，減少了轉(zhuǎn)換時間。另外，BP工藝也有了較大改進(jìn)，新設(shè)計的熱交換器能使聚合過程中的氣體冷卻和液化，液態(tài)烴從氣流中分離出來，經(jīng)一噴嘴直接射入流化床中，液體蒸發(fā)并吸收熱量，使反應(yīng)器能力增加一倍。最近，Exxon公司宣布開發(fā)成功一項突破性的工藝，即“超冷凝法”聚乙烯氣相聚合工藝。應(yīng)用該工藝，并與金屬茂催化劑相結(jié)合，可使生產(chǎn)能力提高60%～200%[7]。聚丙烯生產(chǎn)工藝經(jīng)歷了低活性、中等規(guī)度的第一代（淤漿法），高活性、需脫灰工序的第二代（淤漿法及本體法），以及超高活性、無脫灰及脫無規(guī)物的第三代（氣相法為主）等三個階段。氣相法被認(rèn)為是目前最先進(jìn)的聚丙烯工藝，其產(chǎn)品的分子量、乙烯等共聚單體的含量調(diào)節(jié)容易，比以前的方法可制得更寬范圍分子量及共聚單體含量的品級，而且切換時間短。目前新建裝置均采用氣相法（BASF法、UCC法及Amocog窒素法）及準(zhǔn)氣相法（即本體聚合與氣相聚合結(jié)合的Himont法、三井石化法）兩種工藝。Himont公司繼開發(fā)環(huán)管法spheripol聚丙烯工藝技術(shù)后，又成功地開發(fā)了spherilene聚乙烯生產(chǎn)工藝，可生產(chǎn)出球形的全密度線性聚乙烯，并可在一個工藝過程中直接生產(chǎn)摻混合物的聚烯烴合金，以及各種聚乙烯共聚物。該項技術(shù)采用淤漿法預(yù)聚技術(shù)，用惰性輕烴作稀釋劑。Phillips公司用了10年時間持續(xù)對環(huán)管淤漿法高密度聚乙烯轉(zhuǎn)產(chǎn)線性低密度聚乙烯進(jìn)行工藝研究，最后改進(jìn)反應(yīng)條件及催化劑取得了成功?？梢?，生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)有力地促進(jìn)了聚烯烴工業(yè)的發(fā)展。綜上所述，無論在聚乙烯技術(shù)，還是聚丙烯技術(shù)發(fā)展中必須對工藝技術(shù)的開發(fā)給予足夠的重視，使高性能催化劑的特性，在特定的工藝過程中表現(xiàn)得更突出，達(dá)到投資少、見效快的目的，促進(jìn)聚烯烴技術(shù)不斷進(jìn)步。

4.??? 我國聚烯烴工業(yè)的發(fā)展建議

針對我國聚烯烴工業(yè)的現(xiàn)狀，一方面需要擴(kuò)大裝置規(guī)模，通過提高企業(yè)的集約化程度來增強(qiáng)競爭力;但目前更重要的是要加快技術(shù)改造的力度，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，通過提高產(chǎn)品的檔次和附加值來增強(qiáng)其市場競爭力，這就需要增加研發(fā)投入，形成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心產(chǎn)品和技術(shù)。縱觀40多年來聚烯烴技術(shù)的發(fā)展，以及國內(nèi)聚烯烴工業(yè)和技術(shù)的現(xiàn)狀，我們認(rèn)為，為加快我國聚烯烴技術(shù)的發(fā)展，迎頭趕上國際先進(jìn)水平，應(yīng)當(dāng)采取以下對策：（1）催化劑研究開發(fā)的不斷更新?lián)Q代，推動著整個聚烯烴工業(yè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。為滿足新一代催化體系的要求，新的聚合工藝技術(shù)層出不窮，至今已達(dá)到相對完美的高水平。國內(nèi)必須在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，抓好工藝技術(shù)的開發(fā)研究。沒有工藝技術(shù)的配套開發(fā)研究，難以充分體現(xiàn)國內(nèi)研究開發(fā)成功的高性能聚烯烴催化劑水平，也不可能在日益激烈的競爭中處于有利地位，更不會產(chǎn)生自己獨(dú)特的聚烯烴工藝技術(shù)。（2）聚烯烴金屬茂催化劑問世，使聚烯烴技術(shù)的發(fā)展處于一個重大變革時期。我們必須抓住機(jī)遇，從我國聚烯烴技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，給予極大的關(guān)注，采取全面規(guī)劃、重點突破的方針，力爭開發(fā)出具有特色的專利技術(shù)，迎接新技術(shù)的挑戰(zhàn)。為此，應(yīng)在金屬茂催化劑- 聚合工藝技術(shù)-金屬茂聚烯烴樹脂新品種的應(yīng)用開發(fā)等方面，進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，以期短期內(nèi)取得進(jìn)展，參與世界范圍的技術(shù)競爭。（3）聚烯烴技術(shù)的發(fā)展頗具競爭性，當(dāng)前國外各大公司均采用戰(zhàn)略聯(lián)合的策略，以達(dá)共享各方的專利技術(shù)，進(jìn)而達(dá)到競爭壟斷的局面，獲得最大利益。我們也必須參與其中，在Ziegler2Natta催化劑、金屬茂催化劑及聚合工藝技術(shù)等多方面與國外公司合作，參與競爭，共享利益。

5、結(jié)束語

聚烯烴是塑料中重要的組成部分，在其中擔(dān)任著重要的作用，聚烯烴技術(shù)對我國各個行業(yè)的發(fā)展都有著巨大的影響，為此應(yīng)當(dāng)增大對其的重視程度，才能有效推進(jìn)到聚烯烴技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳翔，許桂蘋，夏雅琴.突發(fā)事件應(yīng)急產(chǎn)品現(xiàn)狀及趨勢研究[J].包裝工程，2020（8）：63-79.