高密度聚乙烯调研报告.docx
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高密度聚乙烯调研报告
高密度聚乙烯调研报告
一、国内现有高密度聚乙烯装置概况
国内高密度聚乙烯(这里的高密度聚乙烯不包括全密度聚乙烯装置生产的高密度聚乙烯)的生产商有中石油、中石化、中海油三大企业,截至2006年年底,属于中石油的高密度聚乙烯装置有4套,即兰州石化高密度聚乙烯装置、大庆石化高密度聚乙烯装置、辽阳石化高密度聚乙烯装置、吉林石化高密度聚乙烯装置(抚顺石化为采用改进型齐格勒催化剂,在环己烷溶剂体系下聚合生产聚乙烯产品的加拿大杜邦公司溶液法聚合装置。
属于中石化的高密度聚乙烯装置有扬子石化、燕山石化、茂名石化、上海赛科石化(中石化与英国石油合资企业)、上海石化。
属于中海油的高密度聚乙烯装置是壳牌南海石化装置。
各装置的生产工艺、产能、产量和产品牌号(含生产及研发的
新牌号)、所用催化剂、抗氧剂见表1及表2:
表1:
国内筒密度聚乙烯装逍悄况一览表
(1)
装置隶屈
产能(万吨/年)
产量
(万吨/年〉
生产工艺
催化剂
中石油
大庆石化
24
24
三井淤浆法工艺
BCH催化剂.淤浆法生产高密度聚乙烯的高效裁体催化剂
兰州石化
17
15
三井淤浆法匸艺
菅口催化剂
古林石化
30
30
巴塞尔公司的Hostalenrft密度聚乙烯淤浆法技术(淤浆双搅梓釜〉
高活性钛傑化剂:
Z501傑化剂(专利商提供.不转让)
辽阳石化
8(2条线〉
S
赫斯待浆液法工艺
齐格勒型枚体催化剂
成都石化(在建)
30
/
独山子石化(在建)
32
Jaf
中石化
燕山石化
16
16
三井淤浆法工艺
BCH催化剂.淤浆法生产高密度聚乙烯的高效裁体催化剂
扬子石化
25
25
三井淤浆法匸艺
BCH催化剂.淤浆法生产高密度聚乙烯的高效裁体催化剂
赛科石化
30
30
BP的Innovene气相法匸艺
珞系催化剂
茂名石化
35
不详
雪佛龙•飞利浦环管浆液法工艺
齐格勒纳塔催化剂
天津石化(筹建)
30
/
巴塞尔公司的Hostalenrft密度聚乙烯淤浆法技术
不详
上海石化
25
25
北欧化工的气相法技术
进口供化剂
中海油
壳牌南海石化
30
不详
巴塞尔气相流化床匸艺
不详
表2:
国内离密度聚乙烯装逆情况一览表
(2)
装迸隶属
所用抗氧剂
产品牌号(含生产、研发新牌号.其中硏发新牌兮用黑体表示)
中石油
大庆石化
5000S52OOB1600J33OOF5200B(52OOB6100M52OOS1300J2100J2200J220SJ5305E
兰州石化
营口供应或宁波金海雅宝供应抗氣剂
5000S52OOB1600J33OOF5200B(52OOB6100M52OOS1300J2100J2200J220SJ
吉林石化
辽阳石化
GC726OGD7255GF7750GF7750JGF7750MJ1056FGM5010HZ2587Z1457R5055L0555P
L2053PR5O55
成都石化(在建)
中石化
熬山石化
5000H500SR6000M7000M7000FSOOOFS500F5020050300452001600J5300B(55OOBS200B
S300B9200B33OOF5000S2100J2200J5200B6100M1300J7800M
扬子石化
宁波金海雅宝.天津力生抗氧剂
1300J2100J2200J220SJ5200B6200B33OOB5000S5200S6100M7000F8200B52OOS6100M
7000F8200BYZ-6000F3300F6500B6000FYEM4803T
m化
宁波金海雅宝抗氧剂
MH602MH702CH2S02CH702CH202YGH051TYGH041TGH051TGH071YGM091TDH050T
DH170TSH410USH1200SH400SH400USHSOOUSH2000U
赛科石化
汽巴椿化、金海雅宝、美国大湖抗氧剂
HD5301AHD5302AHD3S40UAHD<5O7OAATR4S0S
茂名石化
不详
TR-130TR-144HHM5502HXM50100EHM6007TR-480H516BTR41STR-210
中海油
附海石化
不详
3721C502ID5121B542IB562ID
二、催化剂研究现状及分析
催化剂对聚合物的微观和宏观结构有重要影响,决定了产品在其应用目标中的表现。
要想从根本上解决产品结构和产品开发,新型催化剂的研究开发是关键。
我国一直重视聚烯烧催化剂的研制、开发和国产化工作,催化剂的研制促进了国产化聚烯炷成套技术的开发,国产化装置生产的产品己占据相当份额。
催化剂的开发有两个主要目的:
满足消费者对更高性能聚合物的需求,包括现存应用领域和未來新的应用领域;改善生产的经济性。
催化剂只占生产成本的很小一部分,通常仅占聚合物销售额的1%-2%,但却对聚合物的市场价值有巨大影响。
尽管PE市场己经进入成熟期,但PE催化剂的开发工作依然十分活跃。
国内聚烯烧催化剂技术的发展给各石化企业开发新树脂牌号提供了很好的平台。
催化剂技术的国产化还带动了相关聚烯炷装置的国产化进程,现在我国在消化、吸收引进技术的基础上,己自行设计和制造了一些大型的聚烯烧项目。
如燕山石化公司的140kt/a和兰州石化公司的70kt/aHDPE装置是由我国自行设计建设的。
国内独立开发的PE扩能技术,己成功地用于中国石化广州分公司(简称广州石化公司)、中原石油化工有限责任公司和吉林石化公司的气相法PE工业装置上,使PE生产能力提高40%-60%o正在开发的气相法PE国产化成套技术,也有了重要进展。
1.1浆液法PE工艺催化剂
北京化工研究院研制成功的HDPE浆液法BCH催化剂,性能超过了进口PZ催化剂。
30t/aBCH催化剂生产装置己于1994年在燕山燕化高新股份公司建成,同年实现工业化生产。
从1995年开始,BCH催化剂逐步替代日本三井化学公司的PZ催化剂,应用于三井淤浆法HDPE工艺(如燕山石化公司、大庆石化公司、扬子石化公司、兰州石化公司),市场占有率为70%左右,基本上取代了PZ催化剂。
BCH催化剂能够生产注塑、吹塑、挤塑等儿十种牌号的HDPE产品。
1.2气相法PE工艺催化剂
我国PE生产装置中,气相法聚合工艺占有十分重要的地位。
自20世纪70年代起,我国先后引进了8套Unipol工艺的气相流化床PE生产装置,目前生产能力己超过900kt/ao在我国BCG和SCG-1气相法PE固体催化剂成功实现工业化应用之后,国外公司乂在我国市场上推出了20世纪90年代末研制开发的浆液进料J型催化剂。
北京化工研究院于2002年7月,在实验室开发出了具有独立知识产权、性能优良的PE淤浆进料催化剂——BCS01催化剂。
2002年12月——2004年4月,BCS01催化剂分3阶段在广州石化公司气相PE生产装置上进行了工业应用试验。
试验结果表明,BCS01催化剂的综合性能己达到进口淤浆进料催化剂的水平。
目前国内PE装置大部分使用固体催化剂,国产浆液催化剂的工业化应用,能使每吨PE产品的生产成本降低50-100元,将给国内PE生产厂家带來可观的经济效益。
BCS01催化剂的研制开发及工业应用成功,对于加快国产PE成套技术的开发,提高PE产品档次,促进专用料的开发,降低树脂产品成本,提高树脂产品市场竞争能力和适应能力具有重要意义。
1.3茂金属PE催化剂
中国石化公司几年來致力于茂金属催化剂及其聚烯烧的研究,开发出了具有自主知识产权的茂金属加合物技术。
该催化剂的制备条件较现有技术缓和,且制备方法简单,无需分离提纯,催化剂产品收率高达90%,己在多个国家申请专利。
目前己经制备出APE-1茂金属加合物催化剂,进行了淤浆工艺、环管淤浆工艺以及气相流化床工艺的中试试验,表现出了良好的催化性能,并在齐鲁石化公司60kt/a的生产装置上成功进行了工业应用试验,得到百吨级茂金属LLDPE树脂。
经过8年多的艰苦攻关,由兰州石化公司石油化工研究院承担的茂金属催化剂研究开发项目取得了可喜的阶段性成果,模试和中试研究于2004年3月12-13日在北京通过了由中国石油股份有限公司组织的技术验收。
1.4新型结构可控型烯烧聚合催化剂
以中国科学院上海有机化学研究所为依托,扬子石化公司参加的“新型结构可控烯烧聚合催化剂研制”课题,于2004年5月18日在南京通过了国家“863”计划新材料领域特种功能材料技术主题专家组的验收。
该课题组从聚合机理出发,应用新的策略设计,合成了具有自主知识产权、聚烯烧结构可控的STS系列新型非茂烯炷聚合催化剂。
所合成的聚烯炷产品具有特殊的力学性能,市场前景良好。
总之,新型乙烯聚合催化剂的研制成功,对于我国提高PE产品档次,PE产品向多样化、系列化、专用化、高性能化发展有着重要意义。
同时,也必将对国产化PE成套技术的开发起到关键作用。
2发展措施
(1)加快我国聚乙烯催化剂技术发展,为从根本上解决聚乙烯产品结构和新产品开发提供保障。
同时,聚烯性催化剂的国产化必将促进国产化聚烯炷成套技术的开发。
(2)进一步巩固通用料市场。
通用聚乙烯在我国仍有非常大的市场容量,应以大规模生产來降低成本、稳定产品质量。
(3)加强产品与市场的结合机制,把握市场占有情况,及时了解市场需求的变化,促进新产品树脂的开发。
(4)加强专用料研发工作,正确处理生产、销售和科研开发之间的关系。
应对技术难度大、产品附加值高的牌号的开发和生产加大投入力度。
三、产品引进及应用标准
见国内高密度聚乙烯装置情况一览表及报告之五:
产品应用及市场分析
四、中油聚乙烯产品标准统一分析
见中油股份公司合成树脂检测中心分析测试标准。
五、产品应用及市场分析
5.1中国石油高密度聚乙烯产品应用及市场分析5.1.1大庆石化产品、市场分析
大庆石化产品牌号有5000S5200B1600J3300F5200B6200B6100M5200S1300J2100J2200J2208J,可应用于挤塑、注塑、吹塑等领域。
产品的主要质量指标见表3:
大庆石化高密度聚乙烯主要产品质量指标
表3大庆石化高密度聚乙烯主要产品质量指标
项目
13OOJ(企标〉
2100J(企标)
2200J(国标)
PE-MA-62D200
PEA1A-57D075
PE-MA-62D045
优级品
-级品
合賂品
优级品
一级品
合格品
优级品
一级品
合格品
产品熔融拆数・g/lOmm
12-17
12-17
10-19
5・5~7・5
5.S-7.5
4.5-S.5
45-6.5
4.5~6.5
3.5T.5
产品密度.g/cm5
0.9597963
0.9540.9(53
0.95卜0.964
0.951-0.955
0.951*0.955
0.950*0.956
0.962-0.966
0.9629966
0.961-0.9<57
灰份.%・W
0.03
0.04
0.05
0.03
0.04
0.05
0.03
0.04
0.05
断裂伸长率.%•3
实测
实测
实测
实测
实测
实测
SO
80
80
(清沾度)色粒.fi/kgPE
M5
W10
W20
W5
W10
W20
0-5
6-10
11-20
(清沾度)朵质.粒,kgPE
W20
W40
W60
W20
W40
W(50
0-20
21-40
41-60
抗拉屈服强度•MPa.=
25
24
23
24
23
22
26
25
23
简支冲击强度.kJ/m-,3
-
-
-
-
-
-
5
4
3
介电址
-
-
-
-
-
-
-
-
-
介电损耗
-
-
-
-
-
-
-
-
-
项目
22O8J(企标〉
5200B(国标〉
6200B(企标)
PE-MA-62D040
PE-BA-62D003
PE-BA-57D003
优级品
―级品
合賂品
优级品
一级品
合格品
优级品
一级品
合格品
产品熔融拆数.g/10min
4.4F.5
4.Y5
3.5~7.5
0.25745
0.25-0.45
0.20-0.50
03-0.5
03-0.5
0.25-0.55
产品密度,g/cm*
0.962796(5
0.9029966
0.961-0.967
0.958-0.962
0.9587962
0.9579963
0.953-0.957
0.9537.957
0.952-0,958
灰份.%・W
0.03
0.04
0.05
0.03
0.04
0.05
0.03
0.04
0.05
断裂伸长率.%•3
实测
实测
实测
500
500
500
实测
实测
实测
(清沾度)色粒,li/kgPE
W5
W10
W20
0-5
6-10
11-20
W5
W10
W20
(清沾度)杂质,li/kgPE
W20
W40
W60
0-20
21-40
4Z0
W20
W40
WOO
抗拉Jffl服强度.MPa.M
26
25
23
26
25
23
25
25
23
简支冲击强度.kJ/m-.A
-
-
-
300
250
200
-
-
-
介电址
-
-
-
25
25
25
-
-
-
介电损耗
-
-
-
-70
-70
-70
-
-
-
项目
6100M(企标〉
1600J(企标)
2500J(企标)
PE-EA-5ODOO1
PEA1A-57D200
PE-MA-57D1OO
优级品
-级品
合賂品
优级品
一级品
合格品
优级品
一级品
合格品
产品熔融指数.g/10min
0.1-0.15
0.1-0.17
0.1-0.25
1(5-24
16-24
16-25
8.5-11.5
8.5-11.5
7.5-12.5
产品密度.g/cm5
0.94S-0.952
0.948-0.952
0.947-0.953
0.9527956
0.952-0.956
0.950-0.958
0.95S0.960
0.956-0.960
0.955-0.9<51
灰份.%・W
0.01
0.02
0.04
0.03
0.04
0.05
0.03
0.04
0.05
断裂伸长率.%•耳
实测
实测
实测
实测
实测
实测
实测
实测
实测
(清沽度)色粒.14/kgPE
W5
W10
W20
W5
W10
W20
W5
W10
W20
(清沾度)朵质.料了kgPE
W20
W40
W60
W20
W40
W(50
W20
€40
WOO
抗拉朋服强度•MPa.3
23
22
21
22
21
20
24
23
22
简支冲击强度.kJ/m-.3
-
-
-
3
3
3
5
5
5
介电址
-
-
-
-
-
-
-
-
-
介电损耗
-
-
-
-
-
-
-
-
-
项目
5OOOS(国标)
5000SB(企标)
5500E(暂标〉
PE-LA-5ODO12
PE・FA芍0DO12
优级品
一级品
合賂品
优级品
一级品
合格品
优级品
一级詁
合格品
产品熔融拆数.g/lOmin
0.8-1.1
0.S-1.2
0.62-1.3
0.8-1.2
0.8-1.2
0.7-13
-
-
0.20-0.45
产品密度.g/cm*
0.949*0.953
0.9440.953
0.948-0.954
0.9497953
0.9440.953
0.948-0.954
-
-
0.950-0.956
灰份.%・W
0.01
0.02
0.04
0.03
0.04
0.05
-
-
0.05
断裂伸长率.%•
500
500
500
600
600
500
-
-
500
(清沾度)色粒.li/kgPE
0-5
410
1H20
W5
W10
W20
-
-
W20
(清沾度)杂质.li/kgPE
0-20
21-40
41-60
W20
W40
W(50
-
-
W60
抗拉屈服强度.MPa.M
24
23
22
19
19
19
-
-
20
简支冲击强度•kJ/m-.3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
介电址
-
-
-
-
-
-
-
-
2.4
介电损耗
-
-
-
-
-
-
-
-
0.0005
项目
52OOBP(企标〉
5300B(企标〉
5200S(企标)
PE-BA-57DOO2
PE-BA-5ODOO3
PE-LA-62D003
优级品
-级品
合賂品
优级品
一级品
合格品
优级品
一级品
合格品
产品熔融拆数・g/10mm
0.25-0.45
0.25-0.45
0.20-0.50
0.275
0.2-0.5
0.15-0.55
0.25-0.40
0.25-0.45
0.11-0.(51
产品密度.g-cm*
0.954-0.958
0.954-0.958
0.953-0.959
0.949-0.953
0.9440.953
0.948-0.954
0.957-0.961
0.957-0.961
0.956-0.9<50
灰份.%・W
0.03
0.04
0.05
0.03
0.04
0.05
0.01
0.02
0.04
断裂伸长率.%•3
500
500
500
500
500
500
实测
实测
实测
(清沾度)色粒.ti/kgPE
W5
W10
W20
W5
W10
W20
W5
W10
W20
(清沾度)杂质.ti/kgPE
W20
W40
WdO
W20
W40
€00
W2O
W40
W60
抗拉Jffl服强度•MPa.3
26
25
23
23
22
21
24
23
22
悬竹冲击强度•Jim
300
250
200
250
200
150
-
-
-
介电址
-
-
-
-
-
-
-
-
-
冲击脆化温度,"C.>
-70
-70
-70
-70
-70
-70
-
-
-
环境应力开裂.h.鼻
30
28
26
30
28
26
-
-
-
项目
2600J(暂标)
5300E(企标)
SY^5311(企标)
PEJA-50D006
优级品
-级品
合格品
优级品
一级品
合格品
优级品
―级品
合格品
产品熔融指数,g/lOmin
6.0-9.0
0.70-0.94
0.67-0.97
0.64-1.0
0.75-0.95
0.75-0.95
0.64-1.0
产品密度,g/cm:
0.95SO962
0.950-0.954
0.950-0.954
0.9494).955
0.950-0.954
0.950-0.954
0.949-0.955
灰份.%・C
0.05
0.03
0.04
0.05
0.03
0.04
0.05
断裂伸长率.%•9
实测
500
500
400
500
500
400
(清沾度)色粒,粒/kgPE
W20
W5
W10
W20
W5
10
W20
(清沾度)朵质.粒峥E
W60
W20
W40
WOO
W20
匸40
W00
抗拉屈服强度•MPa.3
23
23
21
19
21
21
20
耐热应力开裂.H(0/9),
-
-
-
96
96
96
介电量
2.3
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
介电损耗
0.0003
0.0004
0.0005
0.0003
0.0004
0.0005
冲击脆化温度.3
-
-
-
-
-
-
环境应力开裂.h.鼻
48
48
48
50
50
50
氧化诱导期.Min・「
-
-
-
35
35
35
体积电阻率,Q・cm・>
-
-
-
1015
1015
1015
4F0.06AC(企标)
33OOF(国标〉
项目
PE-FA-57D000
PE-FA-50D012
优级品
一级品
合格品
优级品
一级品
合格品
产骷熔融指数•g-lOmm
0.06-0.10
0.06-0.10
0.055-0.105
0.SS-1.3
0.88-1.3
0.70-1.5
产品密度.g/cm3
0.950-0.954
0.950-0.954
0.9497955
0.948-0.952
0.948-0.952
0.947-0.953
灰份.%•W
0.04
0.04
0.05
0.02
0.03
0.05
断裂伸长率.%.3
500
500
500
500
500
500
(淸沽度)色粒■检kgPE
W5
W10
W20
0-5
<5-10
11-20
(淸沽度)杂质■检kgPE
W20
W40
WOO
0-20
21-40
41-60
抗拉屈服强度.MPa,:
23
22
21
23
22
21
简支冲击强度.k!
E2・鼻
-
-
-
-
-
-
O.Smm
■
4
8
0-1.5
1.6-30
3.1-S.0
鱼眼.个/152Ocm2.W
0.4mm
20
30
40
(M5
1425
26-40
大庆
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- 高密度 聚乙烯 调研 报告