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总投99769万元!POE项目又有新入局者

▲ 2023年4月26-28日,BDO研究院、生物降解材料研究院将在重庆举办“BDO与锂电材料NMP、PVDF产业论坛”,并将走访中润新材料、巴斯夫、川维化工、华陆新材、恩捷、双象、新宙邦。诚邀专家学者、上下游企业共同探讨BDO、NMP、PVDF等锂电材料的黄金赛道发展趋势。(参会代表将会赠送BDO、NMP产能分布图)

近日,茂名市生态环境局拟对茂名石化5万吨/年POE项目环评文件作出审批决定。

该项目新建1套5万吨/年聚烯烃弹性体(POE)工业试验装置等。本项目生产所需的乙烯、1-辛烯、1-丁烯及氢气等主要原料由化工厂区自产,催化剂、正己烷、三异丁基铝、抗氧剂母粒、助催化剂等原料外购,设计产能5万吨/年,其中1-辛烯弹性体3万吨/年、1-丁烯弹性体2万吨/年。项目总投资约99769万元,环保投资约183万元。
为何看好α-烯烃和POE?
在石化工业“十三五”发展规划中,明确写明要从4个方面推进新材料产业发展,第三方面就是消除上游关键配套原料供应瓶颈,加快己烯-1、辛烯-1等高碳α烯烃共聚单体研发工作,推进高性能聚烯烃产业化。
目前,世界上的HDPE和LLDPE产品主要是丁烯-1、己烯-1或辛烯-1的共聚物。与丁烯-1为共聚产品相比,己烯-1、辛烯-1为共聚单体生产的LLDPE在拉伸强度、冲击强度和撕裂强度等方面都有明显的提高。
以薄膜产品为例,己烯-1、辛烯-1共聚产品的薄膜制品在拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性等许多方面均优于用丁烯-1作为共聚单体生产的LLDPE树脂。因此,工业界都趋向于以己烯-1、辛烯-1代替丁烯-1。而在近年来快速发展的茂金属聚乙烯中,更是摒弃了丁烯-1,只使用己烯-1和辛烯-1作为共聚单体,开发出单体含量更高、性能更优异的聚乙烯产品。
一般来讲,α-烯烃/乙烯共聚物中,α-烯烃含量小于20%时是PE,大于20%时是POE。POE是由乙烯与己烯或辛烯经茂金属催化剂催化聚合制备的无规共聚物。共聚单体的引入降低了聚乙烯链段的有序性,使其结晶度下降,故而赋予POE良好的弹性和优异的透明性;而同时,POE分子中又保存了一定结晶的聚乙烯相,可以作为物理交联点承受载荷,使其具有优良的热塑性。
目前,POE已广泛应用于汽车零部件、光伏胶膜、电线电缆、机械工具、家居用品、玩具、娱乐和运动用品、鞋底、密封件、热熔胶等领域。
大厂纷纷布局POE
在光伏行业快速发展和POE对EVA材料替代的双重驱动下,光伏行业已成为POE的最大消费市场。
现阶段,国内POE尚未实现工业化生产,不过万华、卫星等大化工企业,均已公告新建POE产能,且技术为自研。
截至2022年12月,国内已规划POE粒子产能约为210万吨,多数企业通过“中试-放大”稳健推进,目前进度较快的为万华化学、卫星化学、东方盛虹等。例如,卫星化学1月13日在投资者互动平台表示,公司自主研发的POE项目正在实施,小试产品已送下游客户测试。其中,POE核心原料α-烯烃已建成1000吨/年装置,即将试生产。
数据来源:各企业公告
POE国产化存在三大壁垒
通常所说的POE主要是指辛烯质量分数大于20%的乙烯-辛烯共聚弹性体,下游应用领域广泛,生产壁垒较高。
目前,POE合成技术主要采用溶液聚合工艺,国外在催化剂、聚合工艺领域拥有大量专利,相关核心技术不对外转让。国内高校及研究院所对POE合成技术进行过相关研究,开发了具有高共聚性能的茂金属催化剂和非茂有机金属催化剂,但实现工业化的最后一公里路径尚未打通。POE投产核心问题有三方面:
第一是催化剂,茂金属催化剂研发情况或匹配情况等是最核心的问题。由于目前催化剂相对保密,现在大部分国内产线对催化剂的研究方式,无论是试验还是工业化生产,初期都是先购买国外催化剂,再逐步研发。
目前,我国茂金属催化剂及其催化产品的研发主要依靠中国石油、中科院化学所等单位。中石化体系以外的民营企业大部分也有研究院和研究体系,也是通过先购买国外催化剂,再加上自己的技术储备,不断改进和摸索。
第二个在于α-烯烃,其占POE产业链利润约60%。POE所需的α-烯烃原料,最主要是指辛烯、碳8等原料。由于国外企业对线性α-烯烃技术封锁以及高价技术转让费,我国每年需要从国外进口大量高碳α-烯烃。
但据统计,国内目前绝大多数规划POE的厂家都配备有α-烯烃产能,他们技术没有问题,可以实现和POE同时或者先后投产。细分来看,未来中国POE可能会分碳4的POE和碳8的POE(目前规划α-烯烃的产能大部分是碳8)。
第三是POE工艺包,目前陶氏第一代专利将到期,通过国内科研所、院校对POE工艺研究,结合国外专利到期的情况,可以进行应用,所以POE工艺方面基本没有问题。
陈子坤称,按照难度从大到小排序,分别是催化剂、α-烯烃以及POE聚合。目前来看,后两部分国内基本已实现工艺上的突破,催化剂方面仍存在技术难点。

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