【重磅】中石油，获重大突破

张明 2024-05-21

5月15日，从中国石油独山子石化公司传出消息，该公司科研人员在气相法聚乙烯生产装置上成功开发出6个超低密度和极低密度聚乙烯系列新产品。

产品关键指标达到市场同类改性及光伏用聚烯烃弹性体（POE）水平，在国内首次实现气相法生产聚烯烃弹性体技术新突破。

据介绍，本次生产的产品应用国内自主设计开发的新型催化剂，所生产的聚乙烯系列产品中UL0588产品密度为0.884g/m³，熔点为66.2℃，达到同类进口产品指标水平。

独山子石化公司聚烯烃二部工作人员正在精心操作，保证试产顺利。陈巳文摄

试产前，独山子石化对生产方案进行深入讨论和模拟推演，不断完善优化；对现场工艺流程进行局部优化和操作改进；对岗位操作人员进行全面技术培训，确保严格按照既定方案执行。试产期间，专业技术人员全程跟踪，岗位人员精心操作，及时调整优化工艺和设备运行参数，确保整个试产过程平稳受控，取得预期成果。

独山子石化充分发挥新疆八大产业集群“烯烃产业链”链长作用，坚持高水平科技自立自强，创新应用气相法工艺技术，在国内首次成功实现聚烯烃弹性体系列新产品开发，为聚烯烃弹性体的国产化、规模化生产起到积极促进作用。

中石油157亿POE项目

3月27日，江苏南通通州湾江海联动开发示范区发布了关于中国石油蓝海新材料有限责任公司建设高端聚烯烃新材料项目环境影响评价征求意见的公示。

该项目预计投资157亿，建设内容包括：20万t/aFDPE 装置、2*2.5 万t/a乙丙橡胶装置、10万t/aPOE装置、10万t/a1-己烯/1-辛烯装置、2*1000Nm³/h 电解水制氢等装置。

中石油首套POE装置

2023年中，中国石油大庆石化的POE试验装置已打通生产全流程。该装置是中石油首套千吨级高端弹性体试验装置，打破了国外在聚烯烃弹性体生产技术领域的垄断。

POE是什么？

POE材料，全称为聚烯烃弹性体(Polyolefin Elastomer)，是一种热塑性弹性体。是由乙烯和α-烯烃（如1-辛烯）通过聚合反应制得的，其分子链中既有乙烯的饱和结构，又有α-烯烃的不饱和结构，这种独特的分子结构使得POE材料兼具橡胶的弹性和塑料的加工性。

特点和应用：聚烯烃弹性体具有良好的柔韧性、抗冲击抗撕裂、耐高温、耐腐蚀及透光性强等性能，且相容性优异，可与其他聚烯烃产品混合使用，广泛用于光伏胶膜、共混发泡、车用材料增韧改性、医疗器材等领域，应用前景广阔。

POE聚合工艺

溶液聚合法是生产POE的主流工艺。虽然近年来也有淤浆聚合法、气相聚合法的相关文献报道，但POE作为弹性体，主要还是采用溶液聚合法，究其原因主要有两个：

一是在气相或淤浆聚合工艺中，随着共聚单体含量增加，聚合产物容易结团，难以形成流动的颗粒，导致聚合过程难以控制。

二是POE虽有结晶链段，但在低聚合温度下容易溶胀并结团，阻碍聚合反应的进行。因此，需要在至少120℃的高温下进行溶液聚合，同时高的聚合温度有利于降低物料黏度，保证良好的传热和传质。

另外，有研究者认为，高温溶液聚合有利于生长链的舒展，有助于精确控制聚合产物的结构，包括嵌段和梯度结构。

目前，最著名的POE溶液聚合生产工艺有美国埃克森美孚化工公司（Exxon Mobil）的绝热连续溶液聚合工艺和美国陶氏化学公司（Dow Chemical）的连续环管溶液聚合工艺。

Exxon绝热溶液聚合工艺

Exxon绝热溶液聚合工艺以乙烯和α-烯烃为共聚单体，采用埃克森美孚独有的ExxpolTM茂金属催化剂，以C4~C10混合烷烃作溶剂，氢气作为分子量调节剂进行POE的共聚反应。在参数设置上，生产POE的反应温度应大于100℃，釜内压力为10 MPa ~12MPa，釜内聚合物浓度为8~12wt%。

该工艺的聚合核心为连续搅拌釜反应器（CSTR），与其他工艺不同之处在于固液分离方式，即采用LCST（Lower Critical Solution Temperature，最低共浴温度）液液相分离法，充分利用反应釜内聚合放出的热量和溶剂带走的热量，无须额外的热量进行固液分离，节约了能耗，因而被称为绝热连续溶液聚合技术。

值得一提的是，该工艺在共聚单体的回收管道上安装多个共聚单体储罐，可以分别存储不同的共聚单体（如1-辛烯、乙叉降冰片烯ENB等），因而允许生产过程中产品在乙丙橡胶（EPR）、三元乙丙橡胶（EPDM）与POE之间快速方便地切换。

Dow环管溶液聚合工艺

陶氏化学利用其几何构型茂金属催化剂技术（CGC），在传统烯烃淤浆环管聚合工艺基础上开发出了乙烯溶液环管聚合工艺。

Dow环管溶液聚合工艺以乙烯和α-烯烃为共聚单体，烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃作为溶剂，特别适合使用IsoparTME （美国埃克森美孚公司的混合烷烃溶剂）作溶剂，采用几何构型茂金属催化剂（CGC）生产POE，此时乙烯单程转化率达90%以上。在参数设置上，该工艺的工艺温度需控制在聚合物熔点以上，通常管内聚合温度大于100℃，最佳压力范围为3.6 MPa ~4.1MPa。

相比于连续搅拌釜式反应器（CSTR）工艺，环管溶液聚合工艺最大的优点是传热效率高，可使聚合物浓度达到26wt%。

两种工艺对比如下：