近日,由中国化学工程科研总院牵头承担的“C8体系聚烯烃弹性体中试项目”顺利通过中国石油和化学工业联合会科技成果鉴定。鉴定会邀请行业知名专家对项目科技成果进行评价。专家组一致认定,该项目成功开发出新型高温溶液聚合催化剂体系,在中试装置上表现出催化活性高、副反应少、温度适应范围宽等优势;创新开发出高效溶液聚合反应新技术,涵盖高效溶液聚合反应工艺及反应器、新型脱挥工艺及关键装备、高效溶剂及氢气回用等关键技术,具有反应平稳、能耗低、回收效率高等特点。所开发的产品已在下游企业增韧、光伏等领域通过试用测试,性能达到国外同类竞品指标,实现了国产化替代,并形成了较为完善的知识产权保护体系,社会效益与经济效益显著。
该中试项目的重大突破,标志着中国化学工程在C4体系聚烯烃弹性体技术基础上再上新台阶。目前,科研总院已完成年产10万吨级成套技术包的开发,核心催化剂实现工业放大。下一步,团队将积极推进该技术的产业化进程,以更大的决心和更实的举措全力助推集团公司“T+EPC”、“T+产业”模式新发展。
据悉,8月份,由科研总院牵头的中国化学重大专项聚烯烃弹性体项目顺利通过中国石油和化学工业联合会技术鉴定和集团公司结题验收。技术鉴定和结题验收会邀请了行业知名专家对项目进行科技成果评价及验收评审。
POE分类与工艺
聚烯烃弹性体(Polyolefin Elastomer,POE)是一类重要的合成弹性体材料,其分子结构由乙烯单体与α-烯烃(如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)通过无规共聚反应形成。这种特殊的分子结构赋予了POE优异的弹性和力学性能,广泛应用于汽车制造、包装材料、电线电缆、医疗器械、家用电器、太阳能电池封装膜、光伏组件以及热熔胶等。
分类——根据碳分子数量的不同,POE主要分为八碳POE、四碳POE。八碳POE是乙烯与辛烯的高聚物,具有更优的性能以及更高的生产成本;四碳POE是乙烯与丁烯的高聚物,具有更低的生产成本以及更广的应用领域。
八碳POE
八碳POE是乙烯与辛烯的高聚物。辛烯中的支链比丁烯支链更长,使得分子间距更大,因此八碳POE具有更好的弹性;同时辛烯支链的Tie键之间的力更大,因此八碳POE的拉伸强度更大。在应用方面,八碳POE具有更好的性能,可以满足特定高端产品的需求。陶氏化学是生产八碳POE的代表厂商之一。
(注:在高分子材料中,Tie键通常指连接不同聚合物链段或相之间的化学键或物理作用力。)对于八碳POE,辛烯支链的Tie键指的是辛烯支链与乙烯链段之间的连接键。这些连接键在材料中起到了重要的作用,它们可以增强分子链之间的相互作用,从而提高材料的拉伸强度和整体性能。
四碳POE
四碳POE是乙烯与丁烯的高聚物。生产四碳POE的成本更低,且四碳POE的性能基本可以满足通用级别产品的要求,因此越来越多的生产厂商开始使用四碳POE。中国的汽车领域以及光伏胶膜领域均以使用四碳POE为主。LG是生产四碳POE的代表厂商之一。
工艺——聚烯烃弹性体(POE)的工业化生产主要采用高温溶液聚合工艺。该工艺以茂金属催化剂为核心,在高温反应条件下实现乙烯与高碳α-烯烃(如1-辛烯)的高效共聚。目前全球POE生产领域的主要参与者包括陶氏化学、埃克森美孚、三井化学、SK以及LG化学等国际化工巨头。
高温溶液聚合工艺
工艺流程:在高温(80-150°C)和一定压力(1.0-4.9MPa)条件下,将茂金属催化剂加入乙烯及高碳α-烯烃混合溶液中,通过聚合反应制备聚烯烃弹性体。
优点:该工艺具有生产工序简单、反应效率高的特点。一方面无需进行催化剂残渣处理、溶剂抽提和产品干燥等后处理步骤;另一方面反应传热效率优异,既能减少对产物的热输入,又能提高聚合物生产速率,使乙烯单程转化率达到90%以上。
缺点:由于反应温度较高,对催化剂的耐高温性能提出了严格要求。
高压聚合工艺
工艺流程:在高压反应条件下,采用埃克森美孚Exxpol等特殊聚合技术,实现乙烯与α-烯烃的共聚反应。
优点:该工艺能够精确调控产品性能,特别适用于生产高性能要求的聚烯烃弹性体产品。
缺点:需要配备高压反应设备,不仅设备投入成本高,而且整体生产成本相对较高。
镍基催化剂工艺(E-POE)
工艺流程:采用自主研发的镍基催化剂体系,仅以乙烯为原料,配合国产助剂和常规聚合装置进行生产。
优点:该工艺具有明显的成本优势和技术特点:一是简化了传统工艺流程,省去了配套装置建设;二是生产过程更易控制,有利于产品质量的稳定。这些特点显著降低了投资成本和运营风险。
缺点:作为新兴技术,目前市场应用范围仍较为有限,尚处于发展阶段。
中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国应急管理部 中华人民共和国生态环境部 中华人民共和国科学技术部 中华人民共和国财政部 中华人民共和国商务部 中国石油和化学工业联合会
江苏省发展和改革委员会 江苏省工业和信息化厅 江苏省财政厅 江苏省生态环境厅 江苏省科学技术厅 江苏省商务厅 江苏省应急管理厅 江苏省市场监督管理局 江苏省统计局
北京市化学工业协会 天津市石油和化工协会 辽宁省石油和化学工业协会 内蒙古石油和化学工业协会 重庆市石油与天然气学会 河北省石油和化学工业协会 山西省化学工业协会 吉林省能源协会 黑龙江省石化行业协会 浙江省石油和化学工业行业协会 安徽省石油和化学工业协会 福建省石油和化学工业协会 江西省石油和化学工业协会 河南省石油和化学工业协会 湖北省石化行业协会 湖南省石油化学工业协会 广东省石油和化学工业协会 海南省石油和化学工业行业协会 四川省化工行业协会 贵州省化学工业协会 云南省化工行业协会 陕西省经济联合会 甘肃省石化工业协会 青海省化工协会
电话:协会:025-8799064 学会:025-86799482
会员服务部:025-86918841
信息部:025-86910067
传真:025-83755381
邮箱:jshghyxh@163.com
邮编:210019
地址:南京市梦都大街50号东楼(省科技工作者活动中心)5楼
增值电信业务经营许可证:苏B2-20110130
备案号:苏ICP备13033418号-1