聚烯烃催化剂研发

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一、 立项的必要性和重大意义

聚乙烯（PE）是通用合成树脂中产量最大的品种，主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的产品。其特点是价格便宜，性能较好，可广泛应用于工业、农业及日常生活中，在塑料工业中占有举足轻重的地位。

在HDPE、LDPE 和LLDPE 中, HDPE 的结构最简单、对称,只含有极少数的支链,因而其结晶度最高、密度最高、晶粒也最大。在分子量分布上,HDPE 的Mw/Mn为2～10。HDPE的这种结构决定了其熔点最高、强度和硬度最大。它的主要特点如下: (1)与LDPE相比它的拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和硬度优于LDPE。但冲击强度要比LDPE 差,因为非结晶区有利于冲击能的吸收。(2)在聚乙烯中HDPE热性能最好(熔点最高)。(3)HDPE 抗化学性能也最好。(4)由于密度高,HDPE的抗渗透性能也最好。

在加工方面,不同指数的HDPE用途有些区别。一般使用指数(MI)为0.1～1.0 的HDPE制中空容器,其用量最大;指数为6～100的HDPE可用注塑法生产各种食品容器、家用器皿、和桶等；挤塑时使用指数在0.1～1.0的HDPE ,主要制品有薄膜、板材、电线电缆、波纹管、燃气管等。

在高密度聚乙烯生产工艺中一般采用Unipol气相法、BP气相法、三井淤浆法、赫斯特淤浆法及飞利浦环管工艺，而在淤浆法工艺中，就中国石油而言以巴塞尔Hostalen工艺和日本三井CX工艺为主。

2010年，中国石油所属企业的淤浆法聚乙烯总生产能力达157万吨，其中，大庆石化公司60万吨，吉林石化公司30万吨，兰州石化公司30万吨，独山子石化公司30万吨，辽阳石化公司7万吨。在建淤浆法聚乙烯生产企业有：抚顺石化公司30万吨，四川乙烯30万吨。淤浆法聚乙烯生产能力占聚乙烯总生产能力的50%。淤浆法聚乙烯生产装置运行水平高低，专用树脂产品比例高低，催化剂研发水平，对于提高中国石油聚乙烯整体竞争力尤为重要。未来几年，中国石油要在进一步提高产品生产规模的同时，应大力提高改进聚乙烯催化剂及工艺生产技术，开发高附加值的聚乙烯新产品，进一步开发出具有自主知识产权的成套技术，从根本上为聚乙烯产品结构调整和新品开发提供保障。

本课题将开展在此领域催化剂的开发和聚合工艺的优化及调整，不断开发高品质专用料产品是重要的研究方向，对中国石油淤浆法工艺所采用催化剂、优化聚合工艺、开发新产品、提高产品档次和水平具有十分重要的意义。

二、 主要技术需求和国内外研发进展 （一） 主要技术需求

2010年，我国聚乙烯（PE）产能1025万吨，中国石油聚乙烯产能近320万吨。聚乙烯是合成树脂中产量最大的品种，聚乙烯产品盈利与否关系到整个化工业务的盈利能力。相比国外，我国PE产能、产量、产品质量和工艺技术与国外相比存有较大差距，主要表现在：通用料多，专用料少；中低档产品多，高档产品少；技术含量低、附加值低的产品多，利润高、附加值高的产品少；生产技术相对落后，企业建设重点滞留在扩大规模上，尤其是管材料和高强度膜料大部分还依靠进口。尤其在催化剂方面，尽管在淤浆法工艺中，80%采用国产催化剂，20%采用进口催化剂，但是催化剂的开发仍然表现出明显的不足，特别是中国石油远远落后于国内先进水平。在产品方面，高品质、高附加值品种少，质量不高，距国外同类装置相比存在较大差距。

在催化剂方面催化剂研发

近几年，在催化剂研发方面中国石油仅开发出JK-1、JM-1和PSE-01三种较为成型的催化剂。

JM-1催化剂是辽化公司研究院经过多年研制开发的一种用于淤浆法HDPE工艺的聚乙烯催化剂，该催化剂在保持辽化公司烯烃厂THB型催化剂原有的颗粒形态好、反应平稳、易于控制的基础上，具有活性更高（是原有THB型催化剂活性的10倍）、氢调敏感性好、共聚性能好等特点，该催化剂已进行工业化应用试验，生产出氯化聚乙烯（L0555P）优级品数千吨，产品在保持原有优异性能基础上，产品颜色及灰分指标大幅度改善。从催化剂性能上看，比较适合串联生产工艺，生产双峰薄膜级树脂。

JK-1型聚乙烯高效催化剂是辽化公司研究院与北京金鼎科化工科技有限公司共同开发的用于淤浆法HDPE工艺的聚乙烯催化剂，该催化剂具有活性高（≥50KgPE/gCat）、氢调敏感、共聚性能好、寿命长等特点，该催化剂已完成了百公