聚丙烯发展近况 聚丙烯发展近况

聚丙烯发展近况

  • 期刊名字:石油化工
  • 文件大小:710kb
  • 论文作者:杨维红
  • 作者单位:北京化工研究院,
  • 更新时间:2020-10-26
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论文简介

石油化工2001年第30卷第4期PETROCHEMICAL TECHNOLOGY319聚丙烯发展近况杨维红(北京化工研究院,北京100013)YANG Wei-hongBeijing Research Institute of Chemical Industry Beijing 100013. China)[关键词]聚丙烯;工艺技术;催化剂茂金属;进展[Keywords]polypropylene; technological process; catalyst; metallocene; progress文章编号]1000-8144(2001)04-0319-06[中图分类号]TQ325.14[文獻标识码jA聚丙烯(PP)是目前需求增长最快的聚合物之长率为9.5%;以下依次为东欧86%;南美7.3%;一,1999年中至2000年中,全世界PP生产能力增北美62%;西欧5.1%;日本4.2%。长10%,由31Mta增至34Ma-3。1999年底全世界PP消耗量约为24.7Mta。据 T1PP市场概况Tarnell公司预测{4,1998-2003年间全球PP消耗11生产能力将年增73%,增加共计10.3Mt/a。中东和非洲需994年底~1999年中,全世界PP生产能力增求增长最快,由于纺织和薄膜业需求旺盛,该地区长52%,到2003年底,还将增长34%,使全球PP生PP年增长率将达到13.2%;其次是亚太地区,年增产能力达到41.5Mt/a,详见表1。表1全世界PP生产能力及其分布1994年底999年中2003年底1994年底~1999年中1999年中-2003年底国家及地区生产能所占比生产能所占比生产能所占比增长量增长率增长量增长率力/Mt例/%力Mt例/%力Mt例/%M西欧259.15H本其它亚/太地区l1.5528中东非洲3,4中南美中东欧051.854.51516.5美国和加拿大(墨西哥包括在中南美)。1995年,主要生产商在西欧或北美的最佳PP表9。生产能力为1Mt/ao而今天,扩建和合并导致了地997年~1999年我国新建投产了10套连续法区生产能力翻番S。最近Shel公司与德国BASF表21999年底全球5大PP生产商的生产能力公司签署了协议,合并其分别拥有的3家石化公司生产能力公司名称生产能力Elena、 Montell和 Targor,成立世界上最大的聚烯烃企业之一。Shd公司与BAF公司各拥有0%Mxd中国煤化工1270的股权,总部将设在荷兰该公司将成为世界第一大TotalLCNMHPP生产商,在西欧的生产能力接近3Ma,占该地区生产能力的30%。表2为1999年底全球5大PP生产商的生产能力6。[收稿日期]2000-06-02。[作者简介]杨维红(1967-),女,北京市人,大学,工程师。电话2000年中世界各地区PP生产能力见表3010-64216131-2535。320PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2001年第30卷表3西欧PP生产能力表9日本PP生产能力公司名称生产能力公司名称生产能力生产能力公司名称公名称生产能力420 DSM素石油化学公司346 Montell SDK SunriseAppryl10Exxon.Mobil730件友化学公司Beaulieu( Polychim)出光德山曹达borealis1 390 Repsol-YPE日本Poyc3017215 Targor( BASF)巴陵石化公司、福建炼化公司、九江石化总厂、武汉石化厂、济南炼油厂、荆门石化总厂、大连石化公司表4中/东欧PP生产能力7等7套70kt/a国产化环管法T艺,大庆石化总厂1国家生产能力生产能力套100ka国产化环管法工艺,前郭炼油厂40kt/a国家国产化釜式法工艺,以及燕山石化公司引进Amoo罗马尼亚捷克共和国俄罗斯联邦公司200kta气相法工艺。部分原有装置也进行7了扩能改造。至1999年底我国PP总生产能力约哈萨克斯坦乌克兰3.1Mt,比1998年增长18.39%。1999年产量达2646.6kt,比1998年增长27.55%。表5北美P生产能力71国内的PP装置主要采用引进和国产化釜式本公司名称生产能力公司名称生产能力体法及引进和国产化环管法技术。引进的环管技术Aristech640Huntsman主要是 Montel公司第一代 Spheripol技术,国产化Atofina环管法也是第一代国产环管技术(以生产均聚物为BP-Amoco1475主)。大部分装置规模较小,开发生产的产品品种EpsilonPhillips住化少,难以面对国外进口产品的冲击,以及国内陆续新Exxon Mobil1055u(+o370建的200kt/a装置的竞争,所以各装置通过挖潜改Formosa Plastics8445造提高产量、增加品种、降低成本的愿望越来越迫表6中南美P生产能力7切。有几套装置已经采用国产化技术或引进技术进生产能力国生产能力行了改造89。目前我国连续法PP装置的生产能阿根廷力及所用工艺见表10。委内瑞拉1.2消费结构在PP应用方面,主要包括包装材料、纤维和汽表7中东/非洲PP生产能力车部件。薄膜级PP用于食品、香烟和电容器的包国家生产能力装。PP板材用于热成型的食品容器,可吹塑或注塑。共聚物PP用于汽车保险杠的制造,同样也用伊朗沙特阿拉伯以色列320于医药包装。PP纤维用于地毯、服装和非纺织物。科威特耳其在欧洲6.3Mt/a的PP消耗中,包装应用占主尼日利亚表8亚/太地区PP生产能力(不包括日本)205要份额。1998年,汽车市场对PP的需求强劲增长薄膜及其它包装应用也持续增长。随着茂金属催化国家(地区)生产能力国家(地区)户剂被开辟的新应用及主要PP生产商不断开发的新溴大利亚菲律宾品种PP未来仍极具发展潜力102200新加坡中国煤化工、日本及我国近年来247505中国台湾省HCNMHG马来酉亚1085总计97852工艺技术的进展不包括小本体装置的生产能力2000年,全球80%以上的PP生产能力均已采PP装置增加生产能力830k/a。新建装置分别是用先进的生产工艺,主要包括Sphe第4期杨维红:聚丙烯发展近况32表10我国连续法PP生产装實览表企业名称生产能力/kta1投产年份使用技术燕山石化股份有限公司聚丙烯事业部1PP井油化溶剂法燕山石化股份有限公司聚丙烯事业部2PP国内设计,釜式液相本体一气相法燕山石化骰份有限公司聚丙烯事业部3PPAnK∞,气相法辽阳石油化纤公司烯烃厂Amoo,溶剂法扬子石化股份有限公司塑料厂二井油化,釜式液相本体一气体法上海石化股份有限公可塑料厂IPPHimont,环管液相本体一气相法上海石化股份有限公司塑料厂2PPHmx,环管液相本体一气相法齐鲁石油化工公司塑料厂701990Himont,坏管液相4体一气相法大连石油化工公司有机合成厂1PP国内设计,釜式液相本体-气相法抚顺乙烯化工有限公司601992Himon,环管液相本体-气相法洛阳石化聚丙烯有限责任公司1993井油化,釜式液相本体气相法广州石化总厂聚丙烯井油化,釜式液相本体一气相炼总厂兰港石化有限公司国内设计,釜式液相本体一气相法天津联合化学有限公司Himont,环管液相本体气相法茂名石化乙烯工业公司Hmnt,环管液相本体一气相法人连西太平洋石油化⊥有限公司Harmon,环管液相本体气相法广州石油化工总乙烯「三井油化爹式液相本体-气相盘锦乙烯L业公司1990一井油化,釜式液相本体一气相法独山子石油化工总厂乙烯厂Himont,环管液相本体-气相法中原石油化工有限责任公司Himont,环管液相本体-气相法武汉石油化工厂国产化环管技术国产化环管技术福建炼油化工有限公司国产化环管技术湖南长盛石化有限公司国产化环管技术国产化环管技术大连石油化工公司有机合成厂2PP1998国产化环脊技术荆门石化总厂0m00⑩⑩0⑩0国产化环管技术兰州化学业公司石油化工r国产化签式本体法前郭炼油大庆石油化工公司化工三J国产化环管法工艺华北油出Montell-代技术2338,5表11西欧PP消费结构(kt/a)表13日本P消费结构1(kv/a)1998年199市场1990年1990年市场199年19年市场18年199年挤出其它挤出品注塑2841279‖其它薄膜片材13801457注塑薄膜86484国内小计22682298405410吹塑94104吹塑3634.出口千维1981344总计25972678表12北美PP消费结构ul(kt/a)表14我国聚丙烯消费结构12市场1998年199市场1998年1999年996年注塑547573产品分类134151片材1614消费品电线和电缆kt例/%t例/9率/%硬包装609645其它挤出制品编织袋中国煤化工52.3215253挤出总计24002564薄膜其它注塑品93118吹塑8185纤维、无CNMHGI.O 10.1注塑总计注塑制品55414.58.0其它层1816总计62796839合计2416100.03550100.06461736注:不包括台湾省。石油化工322PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2001年第30卷Unipol、 Targor气相( Novolin)、 BP Amoco和窒素气2.3三井油化公司的Hypo工艺相、住友气相以及 borealis公司的新技术 borstar由日本三井油化公司与 Montedison公司共同工艺。开发。用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物。Ziegler-Nat载体催化剂是推动PP发展的主该工艺使用最先进的高效、高有规立构催化剂,是一要因素。茂金属产品将占有一定份额。迄今为止在种无溶剂、不脱灰工艺,省去了无规共聚物及催化剂茂金属PP领域的主要许可证拥有者有Exon公残渣的脱除,可生产高品质的P产品。每千克载司、 Targor公司、 TotalFina公司和Dow化学公司。体催化剂可生产20000-1000kg案合物聚合2.1 Borstar PP工艺物的全同立构规整度可达98%~99.9%。聚合物borealis公司开发的PP新工艺 borstar是一种有窄的和可控的粒度分布,不仅可稳定装置的运通用技术,用于生产均聚物、无规共聚物、多相共聚转,且作为粒料更易运输。该工艺在全世界共有25物以及极高橡胶含量的多相共聚物。 Borstar PP工套装置处于运转、工程设计或建设中,总生产能力为艺可生产熔体指数为0.1-1200g10min的PP。2Mt/a。目前所使用的是 Ziegler-Natta催化剂,以后将可能2,4 Montel公司的 Spheripol工艺使用单中心催化剂。 Borstar PP工艺可生产刚性更Spheripol工艺是世界上应用最广的PP生产工大更韧及更软的P以满足特殊产品的需求,如低艺,全球约35%的PP生产能力采用该工艺。蠕变、高熔体强度及优异的光学性能。Spheripol工艺可生产宽范围的丙烯聚合物,包括均Borstar PP工艺包括一个环管反应器(在超临聚物、无规共聚物、三元共聚物、多相抗冲和专用抗界或高温下运行),并串联一个流化床气相反应器。冲(乙烯质量分数高达25%)共案物以及高刚性共若需要生产多相或高级多相共聚物,可使用气相反聚物。产品质量极佳,且基建及运转费用低每千克应器。由于 Borstar P工艺不限制所用氢气的浓催化剂可生产30000kg聚合物。该聚合物具有可度,因此可直接在反应器中生产极高熔体指数的产控的粒度分布,全同立构规整度为90%~99%。品,并可以生产具有定制的相对分子质量分布的多目前 Spheripol工艺在26个国家共有65套装峰品种。置运转,总生产能力超过95Mt/a。另有16套装Borstar PP工艺的环管反应器和气相反应器可置处于工程设计或建设中。全球总许可的生产能力以将大量共聚单体结合进无规共聚物中。通过一个超过12M/a。单线生产能力40~300kt/a。或两个附加的生产橡胶相的气相反应器,可生产橡2.5 Targor公司的 Novolin工艺胶含量高达50%的热塑性聚烯烃(TPO)品种,而不由 Targor的母公司BASF公司开发,使用一个需另外的掺混工艺,开辟了在汽车市场的应用潜或两个气相搅拌反应器和BASF公司开发与生产的力0。首套200kt/a工业规模的 Borstar PP装置载体催化剂,可生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚已于2000年10月在奥地利的 Schwechat建成物,包括TPO投产。Targor公司在欧洲共有1.7Mt/a的PP生产22 BP Amoco蜜素气相工艺能力。1999年,该公司在德国 Wesseling建成一套该工艺是在一个专用卧式活塞流反应器中进行225k/a的抗冲共聚物生产装置。 Targor公司还计气相聚合,采用一种专门开发的高性能催化剂生产划在西班牙 Tarragona建一套225kt/a的均聚物生PP均聚物和乙烯-丙烯无规及抗冲共聚物。所用产装置,于2001年投产。全世界采用该工艺的生产催化剂具有可控的形态极高的活性和选择性。该能力共4M/a,装置单线生产能力为60~225k/a,工艺能耗低,乙烯-丙烯抗冲共聚物性能优异,过渡共有9条生产线处于运转工程设计或建设中。料极少,聚合物产量高,且提高了开工率。该工艺简中国煤化工npo工艺单,因而该技术的最初基建投资少,生产成本低,而CNMHG相流化床反应器以及产品具有均匀性和极好的质量控制能力。目前全球AC载体化刑,叮生严均聚物、无规共聚物和抗共有5套采用该工艺的PP装置处于运转或建设冲共聚物。熔体指数、等规度和相对分子质量分布中装置生产能力30~300kt/a。总生产能力近2可通过选择适当的催化剂、调整操作条件和添加相Mt/a,总运转能力为880kt/a对分子质量控制剂进行控制。通过向反应器中加入第4杨维红:聚丙烯发展近况323乙烯或丁烯来生产无规共聚物。乙烯加人到串联的第二反应器中用以生产抗冲共聚物的橡胶相。3催化剂的进展Unipol工艺简单,投资和运转费用低,污染低,Montel公司主要活跃于传统的 Ziegler-、att易于操作和维修。可生产熔体指数为0.1-3000g/催化剂领域,开发用于 Spheripol工艺装置的高效载0min、全同立构规整度高达99%的均聚物,以及最体催化剂。目前Mone公司销售10种 Spheripol高乙烯质量分数为12%或最高丁烯质量分数为工艺所用载体催化剂,基本上都属于14%、具有宽熔体流动范围的无规共聚物。可生产HYHS高效/高立构规整度)系列。 Montell公司抗冲共聚物产品具有优异的刚性和抗冲击平衡性正在意大利的 Ferrara扩大其第四代 Ziegler-Na能。可生产由窄到宽相对分子质量分布的产品,适PP催化剂的生产,使产量达到600t/。新的催化用于薄膜、注塑、吹塑挤出及织物应用。到2001年剂活性达每克催化剂生成50k聚合物15Union Carbide公司P生产能力可达725kt/a。该Montell公司还在开发一系列基于其专利的二公司在美国路易斯安那州的Nor拥有一套SHAC醚类内给电子体新催化剂与其它催化剂相比其活催化剂生产装置,为其 Unipol p工艺许可证获得性更高,超过100gg2,聚合物等规度大于99%者供应该类催化剂。全世界共有34套采用该工艺用这类催化剂生产的产品具有窄的相对分子质量分的装置处于运转、建设或工程没计阶段,单线生产能布,适用于纺粘及熔喷纤维,并可与新的茂金属催化力80~260kt/a,总生产能力接近6Mt/a剂相竞争。此外,它还具有极好的氢敏感性,可控制27住友化学公司的气相工艺反应器中聚合物的相对分子质量。在其中试装置住友化学公司的气相工艺,目前有两套流化床上,MmL公司还在研究将 Ziegler-Nata催化与装置获得许可证。一家是住友在日本的合资企业,茂金属催化相结合,他们认为未来的新产品不是通另一家是住友化学公司和Pis公司在美国的合过单独一种技术所能得到的S。资企业。使用该技术和专利载体催化剂的总生产能日本东邦钛公司也是主要的PP催化剂生产力为350kt/a商,最近在日本富山县的黑部建成一套40U/a的PP2.8 Montell公司的 Catalloy及Hily技术催化剂生产装置,使该公司的生产能力增加了Montel公司开发了两种生产特别高附加值产40%,而于200年下半年实施的第二阶段建设计划将使该装置产量翻番。东邦钛公司目前供应的催化品的新技术,即 Catalloy和Hway技术。 catalloy剂相当于世界P市场12%的份额。随着新装置的是一种基于多单体和多反应器方法的复杂技术,使运转,该公司的市场份额将升至15%,且在未来5用不同的催化剂,可生产刚性材料到高弹性材料。年内,其目标是进一步投资以确保20%的份额。东现在,用 Catalloy技术生产的产品年增长率超过邦钛P催化剂使用四氯化钛作为原料,活性达5020%。目前共建有三套装置,其中两套分别于1991kgg目前全世界对东邦钛高活性催化剂的需年建在意大利的Fera及192年建在美国Texs求极高1l。的 Bayport,通过数次扩能改造,目前每套装置产量realis公司已开发出一种专利 Ziegler-Nata在100kt/a以上。1997年第三套150ka的装置催化剂称为BC,它不仅能生产极窄相对分子质量在荷兰 Moerdijk投人运转。第四套装置计划建在分布的单峰产品,且能生产宽相对分子质量分布的远东。双峰产品。在某些多相共聚物中,双峰性可出现在Mone公司的另一种技术 Hivalloy工艺正在基体相中和橡胶相中。这种催化剂在研究开发之中,目前在北美 Bayport有一套6.8kt/a现有的聚丙烯装置上已得到工业应用。化的半工业化装置。aly工艺的开发使P成为剂称中国煤化工最好的工程聚合物之一,其耐候性和光泽保留性可CNMH Gen建成一套茂与ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物)或金属催化剂生严装置。该装置生严能力为100t/a(聚碳酸酯)相竞争。 Hivalloy工艺的产品已成为汽这是欧洲第一套工业化生产茂金属催化剂的装置。车工业的选用材料用于安装气囊的汽车侧柱已通Taor公司称该装置的产量可满足1Mt/a茂金属过低温耐冲击试验51,14)。PP的生产。为满足茂金属PP不断增长的需求324石油化PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2001年第30卷Targor公司正将位于德国 Wesseling的部分PP装茂金属产品将占PP市场的4%4。置转化生产茂金属PP。Taor公司坚信在下一个表15茂金属PP消费量2(kt)10年末,约20%的标准PP将使用茂金属催化剂生国家及地区19年197年199年1999200年201年614国内PP催化剂的开发也取得了重大突破。北京化工研究院和北京市奥达石化新技术开发中心开04047发生产的聚丙烯N催化剂已先后在国内间歇本体总计112559145法、连续法釜式、环管聚合工艺的PP生产装置上得到广泛应用。1998年又在新投产的5套国产环管5结语法聚丙烯装置上应用成功,目前这些装置已全部采PP能够得到迅速发展的主要原因在于原料丰用国产催化剂。富,价格便宜;综合性能好,用途广泛;生产工艺及催1999年北京化工研究院开发生产的DQ-1型化剂不断改进建设投资及生产成本相对较低。预高效催化剂在上海石化股份公司70k/aP装置上计未来几年PP平均年增长率为7%,是增长最快的应用试验获得成功。共生产均聚、无规共聚及多相通用树脂。未来P技术的发展将更多采用本体和共聚物等7个牌号树脂万余吨,产品加工性能良好、气相工艺,新装置的平均单线生产能力继续增加第质量稳定,性能指标达到企业一级品以上质量标准。二代茂金属催化剂及更新的催化剂的研究开发将成还有一些企业使用中科院化学所开发的(S-I、为P技术发展的关键。CS-Ⅱ型催化剂,也取得了满意效果,使生产成本降低4茂金属PP的进展[1][J. Mor plast,1990%6(5):80.2][J. Mod plas,199906(10):128目前基于单中心催化剂的PE(聚乙烯)PP和3DMPa,0.710:10EPDM(三元乙丙橡胶)的应用持续增长。与几年前41U]. Eur plast n,、yy,26(10):14相比开发主要集中在革新专利、工艺和生产能力的5][. Chem week(增刊),1993-21扩建19。据 Townsend Tarnel公司预测,全球茂金(7]. Chem Werk(增刊),200.6-30属PP(mPP)的消费量将年增65%,从1998年的40(81E强,张伯利,万涛聚丙烯发展专题研讨会论文樂(续)Ckt/a增加到2003年的500kt/a。生产商将由1998北京:中国石油化工集团公司,200.1-6年的3个(Exm公司Pmm公司和Trgr公18健,余年着要丙图数题伊讨会论文兼续)司)增至2003年的10个包括有 Borealis公司窒素101(1, Eur Plast Neu,199,263:3公司、日本 Polychem公司、三井化学公司和住友公11. Mod plast,2000792):74-79司。目前,mPP只在北美和欧洲进行生产,第一代12域U,中国塑料19931)i13]{J]. Hydrocarbon Process,199,78(3):136-140茂金属催化剂限制产品的性能,且生产出的PP树1411:.mwak(增刊,1993-37脂与传统树脂相比熔点极低,是用于纤维和薄壁模「5][. Eur plast№s,98,25(4);9塑的最佳产品。用这类催化剂生产的PP树脂不需[16】[J]. japan Chem Weed,199,40(2023):3.[17]UJ]. Eur chen neus,199,70(1856):38要任何聚合后处理。茂金属催化剂研究的方向是用[181010mwm,19161039.9以生产熔体流动速率更低的产品,使聚合物具有更11 Mod plast,1995(13):8高的熔点并可生产无规和抗冲聚合物。它不仅将取2010 Plast Week199.21-2代传统PP,同样可取代其它热塑性塑料2-2l。中国煤化工目前,茂金属PP主要用于纤维、无纺物和注CNMHG:23塑。茂金属PP的消费量见表15。预计到2005年,(编辑祖国红)

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