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  • 世界聚乙烯发展迅速新型催化剂功不可没

    聚乙烯(PE)是最丰富的常规合成树脂。由于它的低价格和良好的性能,它被广泛用于工业,农业,包装和日常生活中。它在塑料工业中起着重要作用,因此市场需求巨大。据统计,2000年世界PE生产能力为5685万吨,产量为4828万吨。预计到2005年,聚乙烯树脂的生产能力和产量将分别达到6786万吨和5836万吨。

    截至2001年初,世界排名前十的聚乙烯生产商具有以下生产能力:陶氏化学公司737万吨/年,埃克森美孚公司611万吨/年,Equista化工公司319万吨/年,巴塞尔的2.74 100万吨/年,雪佛龙-菲利普斯公司262万吨/年,沙特基础工业公司(SABIC)243万吨/年,北欧化工(Bore-alis)202万吨/年,BP公司173万吨/年,Nova Chemical公司170万吨/年,阿托-菲纳公司160万吨/年。

    高压生产低密度聚乙烯(LDPE)是生产PE树脂最成熟的方法。釜法和管式加工技术都已经成熟。目前,这两种生产技术并存。管状生产工艺在发达国家广泛使用。另外,外国公司通常使用低温和高活性催化剂来引发聚合体系,这可以降低反应温度和压力。高压法生产LDPE将向大规模,管状发展。低压生产高密度聚乙烯(HDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE),主要使用钛基和铬基催化剂,欧洲和日本的齐格勒型钛基催化剂以及铬基催化剂在美国。

    自1990年代以来,单活性中心(SSC)和茂金属催化剂技术的发展进一步推动了PE生产工艺和PE产品的技术进步。据统计,到2000年,茂金属和SSC催化剂的聚乙烯产量达到100万吨。其中,食品包装占36%,非食品包装占47%,其他(医药,汽车和建筑)占17%。自1995年茂金属聚乙烯(mPE)商业化以来,全球mPE树脂的消费量每年都在增加一倍。预计到2005年,mPE需求的年均增长率将达到25%,并有望达到300万吨以上。到2010年,PE产能将达到8300万吨,其中LDPE和LLDPE的37%和HDPE的20%将使用茂金属/SSC催化剂。 MPE将达到1700万吨,其中700万吨mLLDPE,600万吨mHDPE和400万吨mLPE。

    ziegler-natta(z-n)催化剂也在开发中。英国石油公司和诺瓦化学公司联合开发了先进的Z-N催化剂诺瓦卡特催化剂,并已工业化。其他高性能聚乙烯催化剂也正在开发和推向市场。韩国三星化学股份有限公司推出一种新型工业聚乙烯催化剂,生产高性能聚乙烯,特别是C6-LLDPE和MDPE,其冲击强度与茂金属产品相当。制备的mdpe的环境应力抗裂性能分别是茂金属和z-n催化剂产品的6倍和10倍。这种催化剂称为杂化cg,是一种钛或锆的金属有机化合物,负载在氧化锰上,并由氧化铝共催化剂活化。它结合螯合配体与过渡金属共享电子。该催化剂适用于流化床反应器的气相聚合,并在t/y装置上进行了工业验证。生产成本仅为茂金属催化剂的25%,反应所需的1-己烯共聚物。单体可减少30%。日本三井化学株式会社也开发出一种新型复合催化剂,其活性可以是茂金属催化剂的10倍以上。它由一种IV族金属(如铬、钛或钌)的络合物与二苯氧基亚胺螯合而成,使用铝氧烷作为助催化剂,价格为茂金属催化剂的1/10。

    经过几十年的发展,我国已建成23套聚乙烯装置,总生产能力235.8万吨/年。预计2005年聚乙烯产量将达到492万吨,ldpe、lldpe和hdpe产量分别为128万吨、155万吨和209万吨。然而,我国的pe生产仍不能满足需求。预计今后聚乙烯进口量将达到300万吨。2005年每年增加到500万至700万吨。

    在中国,与国外相比,PE树脂的生产和开发仍存在较大差距。今后,我们应该进一步扩大生产规模,提高产品质量,增加新品种。同时,有必要加强催化剂的研究,特别是双功能,双金属催化剂和茂金属催化剂的研究。此外,我们必须继续加强对浆法HDPE工艺,气相工艺以及PE特种树脂和特种材料品种的研究与开发。