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α-烯烃为啥被这么多巨头看好?

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发表于 2023-9-18 07:34:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
荣盛石化35万吨/年α-烯烃
2022年8月17日,荣盛石化发布公告称,其控股子公司浙江石油化工有限公司拟投资建设高端新材料项目。该项目拟新建400万吨/年催化裂解装置、35万吨/年α-烯烃装置、2×20万吨/年POE装置等。

卫星化学1000吨/年α烯烃工业试验装置项目
12月14日,徐圩新区环境保护局就受理连云港石化有限公司1000吨/年α烯烃工业试验装置项目工程环境影响评价文件进行公示。

中捷精创新材5万吨α-烯烃
广东省能源局公布了关于《湛江中捷精创新材料科技有限公司(简称”中捷精创新材“)东海岛年产5万吨α-烯烃、10万吨POE和20万吨锂离子电解液项目》节能报告的审查意见。


天津南港20万吨/年α-烯烃项目
11月15日,国内规模最大线性α烯烃生产装置——天津南港乙烯项目20万吨/年LAO装置首台环管反应器,国内首创采用单台6组环管“日”字型整体成框装配吊装一次成功,大幅减少了安装过程中高空作业安全风险隐患,缩短了施工周期,工程建设安全质量水平得到有效提升,开创了国内环管反应器安装新篇章。


内蒙古煤基千吨级α-烯烃中试项目签约
近日,内蒙古伊泰集团有限公司与中海油天津化工研究设计院有限公司、中国昆仑工程有限公司围绕煤基a烯烃提纯分离技术研发应用签订了合作框架协议、中试项目EP+CM合同,并举行了煤基高碳烯烃综合利用联合实验室揭牌仪式。


中国石油“辛烯等α-烯烃合成
成套技术工业试验”项目
2021年8月30日,中国石油辛烯等α-烯烃合成成套技术工业试验项目如期中交啦!大庆石化建成国内首套3000吨级1-辛烯合成工业试验装置,工业试验成功后,将开发出具有自主知识产权的万吨级成套技术工艺包,填补国内1-辛烯生产技术空白。


山东某石化5万吨/年高碳α-烯烃项目
2020年5月,滨州市行政审批服务局对京博石化5 万吨/年高性能POE弹性体及配套项目环境影响报告书进行了批复。该项目以乙烯、1-辛烯为原料、合成聚烯烃类树脂 POE, 年产 POE 弹性体 5 万吨/年。京博石化还拟同步建设 5 万吨/年高碳α-烯烃及配套项目。此外,京博石化650 吨/年中试装置已经建设完成。
α- 烯烃指在分子链端部具有双键的单烯烃,一般指 C4 及 C4 以上的高碳烯烃。标况或常温下,C2~C4 烯烃为气体;C5~C18 为易挥发液体;C19以上为蜡状固体。在正构烯烃中,随着相对分子质量的增加,沸点升高。
α-烯烃按其碳链长度有不同的应用,有广泛用途的是碳数范围为 C6~C18(或 C20)的直链 α- 烯烃。其中,应用最为广泛的品种是 C4、C6和 C8 等组分。
共聚单体是α烯烃最重要的用途之一,约占α烯烃消费量的40%以上。α烯烃作为共聚单体主要是应用于聚烯烃的工业生产,其中1-丁烯、1-己烯、1-辛烯与乙烯共聚可以制备高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚烯烃弹性体(POE),1-丁烯还可与乙烯、丙烯共聚制备丙烯/乙烯/丁烯三元无规聚丙烯或者与丙烯共聚制备丁烯共聚聚丙烯。
α烯烃作为共聚单体可开发出单体含量更高、性能更优异的聚乙烯产品,但其缓慢的国产化步伐成为我国聚乙烯新牌号的开发的瓶颈。
多年来,国外公司只卖产品、不卖技术,长期垄断1-己烯和1-辛烯市场,其进口价格过于昂贵,限制了我国聚乙烯新牌号的开发和工业化生产,也影响了聚乙烯产品的更新换代和经济效益的提高。
国内1-己烯方面:目前中石油大庆石化、独山子石化均有规模化1-己烯生产装置,但由于1-己烯由于起步较晚,目前也仅有8万吨/年的生产能力。
国内1-辛烯方面:蜡裂解得不到共聚单体用的高纯度1-辛烯,由丁二烯调聚经甲辛醚裂解和由乙烯齐聚法生产1-辛烯的生产技术都还处于研究开发阶段,所以到目前为止,高纯度1-辛烯产品的规模化生产在国内仍属空白,必须依靠进口解决。
卫星化学研究院通过引进高科技人才多年的研发技术攻关,研制出了适合α-烯烃生产的催化剂,经过实验,通过乙烯齐聚法实现高选择性生产1-己烯和1-辛烯,并具备较高的转化率。大规模投入生产后或可突破国外技术封锁垄断,解决市场对α-烯烃的需求。

为何看好α-烯烃?
在石化工业“十三五”发展规划中,明确写明要从4个方面推进新材料产业发展,第三方面就是消除上游关键配套原料供应瓶颈,加快己烯-1、辛烯-1等高碳α烯烃共聚单体研发工作,推进高性能聚烯烃产业化。
目前,世界上的HDPE和LLDPE产品主要是丁烯-1、己烯-1或辛烯-1的共聚物。与丁烯-1为共聚产品相比,己烯-1、辛烯-1为共聚单体生产的LLDPE在拉伸强度、冲击强度和撕裂强度等方面都有明显的提高。
以薄膜产品为例,己烯-1、辛烯-1共聚产品的薄膜制品在拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性等许多方面均优于用丁烯-1作为共聚单体生产的LLDPE树脂。因此,工业界都趋向于以己烯-1、辛烯-1代替丁烯-1。而在近年来快速发展的茂金属聚乙烯中,更是摒弃了丁烯-1,只使用己烯-1和辛烯-1作为共聚单体,开发出单体含量更高、性能更优异的聚乙烯产品。
一般来讲,α-烯烃/乙烯共聚物中,α-烯烃含量小于20%时是PE,大于20%时是POE。POE是由乙烯与己烯或辛烯经茂金属催化剂催化聚合制备的无规共聚物。共聚单体的引入降低了聚乙烯链段的有序性,使其结晶度下降,故而赋予POE良好的弹性和优异的透明性;而同时,POE分子中又保存了一定结晶的聚乙烯相,可以作为物理交联点承受载荷,使其具有优良的热塑性。
目前,POE已广泛应用于汽车零部件、光伏胶膜、电线电缆、机械工具、家居用品、玩具、娱乐和运动用品、鞋底、密封件、热熔胶等领域。
中国目前还没有 POE生产装置,消费的POE全部来自进口。POE产品归在“39014090,其他乙烯-α-烯烃共聚物,比重小于0.94”海关税则号下。2021年,该税则号货物进口量为64.0万吨,出口量为0.5万吨,净进口量为63.5万吨。其中,POE净进口量约为59万吨,从韩国、泰国、西班牙、新加坡、美国、沙特阿拉伯6个国家的进口量占总进口量的98%。中国POE的消费量从2018年的约28万吨提高到2021年的59万吨,2018—2021年年均增长28.2%。
在光伏行业快速发展和POE对EVA材料替代的双重驱动下,光伏行业已成为POE的最大消费市场。2021年,中国POE消费量占全球总消费量的59%。鉴于此,不论是国际巨头,还是国内龙头企业都紧盯POE领域,卫星石化也是其中一员。

技术突破有多远?
石油馏分和催化裂化产物中,虽然都含有α-烯烃。但异构体多、组成复杂,不易分离。经过多年的发展,蜡裂解法、混合C4分离法、乙烯齐聚法和植物油法成为世界上生产α-烯烃的主要工艺,其中乙烯齐聚法应用最为广泛。
1.蜡裂解法
石蜡裂解法分为热裂解法和催化裂解法。主要以馏程为 350 ℃~480 ℃的精制蜡作为原料,裂解生成的直链 α- 烯烃,生成物中 α- 烯烃质量分数在5%~30%,绝大多数为直链 α- 烯烃。
2.混合 C4分离法
该方法来自热裂解装置或者催化裂化装置。工艺流程为利用萃取法脱除丁二烯,化学法脱除异丁烯后,用精密精馏或催化萃取生产高纯 1- 丁烯;当采用催化裂化的 C4 馏分作原料时,先脱除丁二烯后,经脱硫、脱水、加氢脱除二烯烃和炔后,再经二聚脱除残余的异丁烯,最终精馏制得高纯 1- 丁烯。
3.乙烯齐聚法
乙烯齐聚是以乙烯为原料,在催化剂作用下,经齐聚反应制备 α- 烯烃的工艺。通过使用乙烯齐聚法可生产 C4~C40 的偶数碳线性 α- 烯烃。其主要工艺主要有 Gulf法、Ethyl 法、SHOP 法和 Linde 法等。
4.植物油法
主要工艺为植物油加氢制得脂肪醇,经脱水生成 α- 烯烃,该技术早在二战之前就已实现工业化,其产品的碳数取决于原料的碳数,而天然植物油绝大多数为 C12~C18 范围的脂肪酸甘油三酯,因此,得到的 α- 烯烃碳数一般为 C12~C18。
5.费托合成法
费托合成法又叫萃取分离法,该技术是从煤制油的费托合成过程中的富含 α- 烯烃物流中经过预分离、含氧有机物脱除、超精馏萃取蒸馏、干燥和精炼等步骤分离出优质的α-烯烃。煤炭间接液化产生的轻质烃类含有超过 60%的 α- 烯烃,且不含硫、氮、芳烃等杂质,因此,煤制油是生产α-烯烃的一种重要的高端有机原料。利用煤制油生产 α- 烯烃有利于煤制油企业多元化、精细化发展。我国煤制油项目较多,该工艺可成为煤制油企业生产 α- 烯烃的首选方案。

传统发展是将费托产品的烯烃进行加氢处理,生产以常规稳定轻烃和液体石蜡为主要产品,但这种发展模式将与石化发展路线和地炼企业进行直接竞争,尤其是 2020 年初由于疫情及国际油价的断崖式下降,造成了煤制油企业的严重亏损。因此,为发挥煤制油的独特优势,应根据费托合成的产品无芳烃、无硫氮、α- 烯烃丰富的优势进行多元化发展,丰富工艺产品路线。

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