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[摘要]本文綜述了國內聚丙烯主要生產工藝技術概況和特點，分析了聚丙烯的應用、國內產能產量、供需現狀及未來預測。

[關鍵詞]聚丙烯；生產工藝；市場分析

聚丙烯(PP)以丙烯為原料，是世界上五大通用熱塑性合成樹脂之一，在各種長、短丙綸纖維生產上得到廣泛應用，產品主要有聚丙烯編織袋、打包袋、注塑制品等，這些產品應用于生產電器、電訊、燈飾、照明設備及電視機的阻燃零部件，近幾年在醫療領域也有較普遍的應用。本文介紹了我國聚丙烯生產所采用的工藝技術和特點，分析了國內聚丙烯的市場應用、產量及開工率、供需平衡及未來預測。

1生產工藝技術概況及特點

聚丙烯的生產方法主要有液體本體法和氣體本體法。聚丙烯主要工藝技術[1](圖1)和國內聚丙烯裝置(2018年)工藝技術一覽表(表1)如下：以上各種工藝技術中,環管反應器是最好的聚丙烯均聚物生產工藝技術，而流化床反應器是一種靈活性較大的聚丙烯共聚技術。所以，不論從裝置數量還是生產能力上，Spheripol工藝和中石化ST環管法工藝都占有絕對優勢，至2018年已達到62套，生產能力已達1068.5萬噸/年，占全國生產能力的43.6%。以Unipol、Novolen、Innovene聚丙烯工藝為代表的氣相法工藝近10年來發展很快；三井化學的Hypol工藝由于不能滿足大型化的裝置規模要求，且投資成本較高，近幾年己無人問津。近年來，聚丙烯工藝和新建裝置向經濟性、大型化、產品高性能化方向發展，依靠催化劑技術的進步和設備制造能力的提高，大部分新建裝置的單線產能都在30萬噸/年～50萬噸/年，大大提高了裝置的經濟性。在產品技術方面，都在大力開發生產高附加值、高性能的新產品。

1.1Spheripol工藝特點

Spheripol工藝LyondellBasell是應用最廣泛的聚丙烯工藝技術。在其基礎上還派生出ST環管、ExxonMobil工藝、Hypol-Ⅱ環管工藝等，Spheripol工藝采用環管反應器串聯氣相反應器生產聚丙烯無規共聚物和均聚物，再串聯一個或兩個氣相反應器生產抗沖共聚物。均聚反應采用液相環管反應器。漿液濃度高(＞50%wt)。反應器的單程轉化率高，達到50%~65%。多相共聚采用氣相法密相流化床反應器。其催化劑的粒徑大而且圓，所生成的聚合物顆粒大(粒徑2mm左右)且粒徑分布窄，顆粒呈球形，流動性好，堆積密度高(450kg/m3)。反應器時-空產率可達80kgEPR/(h•m3)，容積利用率接近50%。采用一個氣相反應器系統可以生產乙烯含量在8%~12%wt的抗沖共聚物[2]。

1.2Novolen工藝特點

Novolen工藝是由BASF公司開發成功的。Novolen氣相工藝采用帶雙螺帶攪拌立式反應器，此反應器能使PTK催化劑在氣相聚合的單體中分布均勻，使每個聚合物顆粒保持一定的鈦/鋁/給電子體的比例。聚合反應器的撤熱方式是靠丙烯氣的循環。液態丙烯用泵打入反應器，通過丙烯的汽化吸收一部分聚合反應熱，未反應的氣態丙烯用水冷凝后使其液化，再用泵打回反應器使用。Novolen工藝可生產范圍廣泛的各種聚丙烯產品，產品熔體指數范圍為0.2~100g/10min，產品的等規指數為90%~99%，拉伸模量最高可以達到2400MPa。Novolen工藝兩個反應器的裝置可以設計成“可切換”的模式，即兩個反應器可串聯生產抗沖共聚物，也可并聯操作生產均聚物和無規物[3]。

1.3Unipol工藝特點

Unipol工藝是聯碳公司和殼牌公司在20世紀80年代中期聯合開發的一種氣相流化床PP工藝，是將應用在聚乙烯生產中的流化床工藝移植到PP生產中的工藝。該工藝只需要用一臺流化床主反應器就可生產均聚物和無規共聚物產品，可在較大范圍內調節操作條件而使產品性能保持均一。該工藝另外一個顯著特點是可以配合超冷凝態操作，即所謂的超冷凝態氣相流化床工藝(SCM)。由于超冷凝操作能夠最有效地移走反應熱，能使反應器在體積不增加的情況下提高很大的生產能力，如通過將反應器內液相的比例提高到45%，可使現有的生產能力提高200%。Unipol工藝還開發了SHAC催化劑ADT系統，通過SHAC催化劑和給均聚物產品的MFR為0.2~35g/10min；對于無規共聚產品，工業化生產的產品牌號中乙烯含量在0.5%~5.5%(質量分數)，最高乙烯含量為7%。Unipol工藝采用兩臺串聯反應器系統生產的抗沖共聚產品的MFR分子量分布很寬。商業化生產的抗沖擊共聚物乙烯含量最高達21%，橡膠相含量為35%[4]。

1.4Spherizone工藝特點

最近10年來聚丙烯工藝技術最主要的進展就是Spherizone工藝的商業化。采用多區循環反應器(MZCR)技術的Spherizone工藝，將一個反應器分成可以獨立控制反應條件的兩個反應區域，反應溫度、氫氣濃度、單體濃度可以分別控制，逐步增長的聚合物顆粒在兩個反應區域內快速多次循環，實現聚合物顆粒內類似“洋蔥”狀的均勻混合。只用一個MZCR反應器就可生產質量更加均一，分子量分布很窄到很寬的均聚物產品，綜合性能比傳統產品更好的無規共聚物產品，以及一些全新的多相聚合物。Spherizone工藝大大拓展了聚丙烯產品的性能范圍。采用Spherizone工藝能夠生產高質量的產品，包括全部聚丙烯常規牌號和部分特殊產品牌號。這一方面源于多區循環反應器獨一無二的設計，另一關鍵因素是Basell所提供的高收率、高選擇性Avant催化劑。該催化劑可生產均聚物，無規、三元、非均相抗沖等共聚物產品。

2國內聚丙烯的市場分析

2.1市場應用

聚丙烯因成本低、綜合性能好、對環境友好等特點，近年來對其他塑料的替展很快，包括在交通和家電領域使用的ABS，在地毯面紗和無紡布中使用的尼龍，在硬包裝、薄膜和電纜中使用的PE，在硬包裝和家電中使用的PS，在薄膜和醫療用品中使用的PVC[5]。與環保相關的另一個優勢就是在汽車、家電等耐用消費品中盡可能多的使用PP，替代對環境友好度不如PP的其他材料。

2.2需求結構

2017年全球聚丙烯需求結構較為穩定，以注塑、薄膜及拉絲貨物為主。注塑與薄膜繼續以33%和24%的占比排名前兩位，以塑編為主的拉絲穩定在第三位，占比19%。在國內聚丙烯需求結構中，拉絲占比一直保持在首位，在33%左右，共聚注塑排名第二，在24%。

2.3國內聚丙烯產量、開工率分析及未來預測

2013~2017年，國內聚丙烯產量增長主要得益于產能擴張，期間產能產量平均增速分別是12.91%和10.95%。其中2014年當年擴能340萬噸直接拉低當年開工率，而隨著2015年聚丙烯擴能步伐放緩，加之生產企業利潤攀升刺激廠家開工積極性，開工率升至五年來高位95.06%。低油價帶來的可觀利潤促使石化企業近兩年維持88%以上的高負荷開工，但隨著國內產能繼續高速擴張以及新裝置投產后不能維持穩定生產，預計未來幾年，石化企業平均負荷將有所下移。2013~2017年國內聚丙烯產量及開工率分析見圖2。未來五年國內聚丙烯產量增長，依然來源于產能擴張貢獻，但由于新裝置不穩定及落后產能淘汰增加，行業開工率增長緩慢并低于90%。2018~2022年，預計國內聚丙烯產能平均增長率在8.54%左右，產量增長率在8.55%左右，產量增速快于產能增速使得開工率有所上升，未來國內聚丙烯市場供需格局改善，甚至供應略小于需求并有望對行情形成支撐。2018~2022年國內聚丙烯產量及開工率預測見圖3。 

2.4國內聚丙烯市場供需平衡及未來預測

國內聚丙烯產能近幾年保持增長態勢。新產能的增加以煤化工為主。2017年總產能達到2158萬噸，較2016年增長9.93%。因PP生產企業利潤較好，除裝置檢修外，大部分裝置都能維持正常生產。2017年聚丙烯進口量基本維持2016年水平，隨著國內產量的不斷增加以及石化企業產品不斷升級，聚丙烯對進口料依賴度降低。2013~2017年國內聚丙烯市場供需平衡見表2。未來五年國內聚丙烯產量增長，依然來源于產能擴張貢獻，但由于新裝置不穩定及落后產能淘汰增加，行業開工率增長緩慢并低于90%。2018~2022年，預計國內聚丙烯產能平均增長率在8.54%左右，產量增長率在8.55%左右，產量增速快于產能增速使得開工率有所上升，未來國內聚丙烯市場供需格局改善，甚至供應略小于需求并有望對行情形成支撐。2018~2022年國內聚丙烯市場供需平衡預測見表3。

3結束語

目前國內的大型聚丙烯生產裝置大多采用國外生產工藝技術和催化劑，我國應加快關鍵設備的大型化研究和消化吸收應用國外生產工藝技術，提高裝置的生產能力和降低裝置能耗，開發高性能、高附加值的PP產品，提升聚丙烯產品國產技術的競爭力。

參考文獻

[1]沙裕．聚丙烯工藝技術進展[J]．化學工業與工程，2010，27(5)：465-470．

[2]譚捷等．國內聚丙烯生產工藝技術現狀及市場分析[J]．彈性體，2016(1)：65-70．

[3]寧英勇．氣相聚丙烯生產技術進展[J]．化工進展，2010，29(12)：2221-2223．

[4]付義，王鵬，趙成才，等．聚丙烯生產工藝技術進展[J]．高分子通報，2012，25(4)：139-148．

[5]胡廷芳．聚丙烯工藝技術進展及其國內應用情況[J]．化學工業與工程技術，2013，34(4)：21-26．

作者：李曉蓮 單位：漳州市九龍江集團漳州片仔癀資產經營有限公司總工辦