近日,河南省君恒实业集团生物科技有限公司的“利用新型催化剂聚合生产高端聚烯烃材料技术”项目实施完成,成功攻克了聚烯烃弹性体(POE)和聚烯烃润滑材料(PAO)生产关键技术,打破了国外技术垄断。经河南省化工学会评价,该项目在聚烯烃弹性体和聚烯烃润滑材料催化剂的制备和聚合工艺方面有创新,达到国际领先水平。
聚烯烃润滑材料(PAO)
聚烯烃润滑材料(PAO)是由乙烯经聚合反应制成α-烯烃,再进一步经聚合及氢化制成,具有优异的黏温性能、氧化安定性和低温流动性,是最常用的合成基础油润滑油,同样面临国内自给能力较弱、进口依赖度高的困境。
用于合成PAO的催化剂主要有AlCl3、BF3 、茂金属和离子液体催化剂等。主要使用的BF3 催化体系存在污染环境,腐蚀设备等问题,对设备选型和后续处理带来很大挑战。茂金属催化剂主要用于制备高黏度和超高黏度PAO, 因催化活性高、产物相对分子质量分布窄等优势,成为近年来的热点。
埃克森美孚(Exxonmobil)、英力士(Ineos)、雪佛龙菲利浦(ChenvronPhilips)和朗盛(Lanxess)是全球主要生产商,共占据超过90%的市场份额。2025年全球PAO市场需求量将达到81.52万吨。
国内受限于原料选择、催化剂种类、生产工艺以及产品质量等方面的制约,国内PAO 目前仍主要依靠进口。国内PAO生产商主要是中国石化、中国石油、道普化学、山西潞安、沈阳宏城5家公司,PAO产能合计6.3万吨/年,其中中高黏度PAO产能3.8万吨/年,低黏度PAO产能2.5万吨/年。中国石化低黏度PAO产能为1.2万吨/年、中高黏度PAO产能为0.3万吨/年。
随着内燃机油向低黏度化和高端化趋势发展,航空航天及工业高端精密装备的国产化进程加快,低黏度PAO 用量在未来一段时间内仍将保持稳定增长。在目前日趋复杂的大环境下,尤其是我国高度依赖进口产品的局面使得发展国产PAO 十分迫切。
聚烯烃弹性体(POE)
聚烯烃弹性体(POE)是一类典型的高端聚烯烃产品,兼具塑料的可塑性与橡胶的弹性,具有耐磨、耐撕裂、耐老化等一系列优异性能。此前,聚烯烃弹性体采用茂金属催化乙烯与α-烯烃(1-辛烯最优)共聚制备,受限于催化剂以及生产技术,产能主要集中在外企,国内市场需求基本依赖进口。
技术突破方面,万华化学开发钛硅分子筛催化剂,活性达12,000kg/g,适配120℃高温溶液聚合,光伏级POE纯度99.95%。万华蓬莱基地建设8万吨/年1-辛烯装置,解决高端POE原料卡脖子问题。茂名石化5万吨试验装置采用自研茂金属催化剂,2025年投产后可支撑百万吨级产业化。卫星化学连云港项目配套30万吨/年α-烯烃装置,1-辛烯自给率将达80%(当前进口依存度65%)。
据不完全统计,截至2025年5月,国内POE规划产能已超450万吨/年。2024年以来,除万华化学20万吨/年装置投产外,多个项目立项、环评、开工,呈现爆发式增长态势。
项目区域集聚明显,多集中在华东、华北等地区,如连云港、宁东、大连、天津等地,依托当地化工园区和产业链优势,形成产业集聚效应。
以竞争格局来看,万华(烟台+蓬莱)、卫星(连云港)、荣盛(舟山)依托港口优势,主攻光伏级POE出口。宝丰、凯信、陕煤榆林化学(5万吨POE)利用煤化工成本优势,聚焦汽车改性材料内需。
市场供需层面,相关机构预计 2025 年全球光伏级 POE 需求量将达 108 万吨,2022-2025 年复合增长率超过 30%。尽管短期内 EVA 仍是主流,但 N 型电池渗透率提升将推动 POE 需求增长。在汽车领域,POE 在汽车零部件、电线电缆、鞋材等领域的应用占比超过 50%,随着新能源车轻量化趋势和高端聚合物改性需求增加,POE 市场空间将进一步扩大 。以光伏行业为例,由于 POE 水汽阻隔、抗 PID 等性能优异,在 N 型光伏电池封装胶膜中的渗透率从 2022 年的 15% 跃升至 2024 年的 40%,2023 年全球光伏 POE 消费量达 45 万吨,预计 2025 年将突破 100 万吨,占 POE 总需求的 40% 以上。
目前国内 POE 的规划产能已超过 450 万吨 / 年,而预计到 2028 年的需求量仅为 195 万吨,从数据上看,供需明显失衡,产能过剩问题严峻。但需注意的是,POE 技术壁垒高,实际落地产能可能有限。虽然规划产能庞大,但受制于催化剂和 α- 烯烃等技术,实际投产可能不如预期 。例如,虽然众多企业公布了 POE 项目规划,但真正实现规模化生产的目前仅有万华化学等少数几家企业,多数项目仍处于中试或建设阶段,在技术成熟度、项目建设进度等方面存在不确定性,这在一定程度上缓解了短期内产能过剩的压力。
但是,有报道称陶氏第三代乙烯-丙烯酸共聚物POE即将量产,耐高温性提升50%,国产技术面临代际差距。而茂金属催化剂专利长期被陶氏、埃克森美孚垄断,国内企业需支付高额许可费,成本方面可能不具有优势。
总体而言,国内 POE 行业在技术突破、市场需求增长的推动下,正处于快速发展阶段。尽管面临产能过剩预期、技术瓶颈等挑战,但企业通过不断创新和战略布局,有望在全球 POE 市场竞争中取得优势地位,推动行业持续健康发展。
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