一直以來,氣相聚乙烯催化劑主要依賴于進(jìn)口,限制了我國聚乙烯產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。由中國石油石油化工研究院完成的“多功能氣相聚乙烯鈦系催化劑的關(guān)鍵突破與工業(yè)應(yīng)用”項目開發(fā)了氣相聚乙烯鈦系催化劑生產(chǎn)技術(shù),提升了催化劑綜合性能,在國內(nèi)多套生產(chǎn)裝置上實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。該項目也因此于近日獲得中國化工學(xué)會科技進(jìn)步二等獎。
近年來,隨著聚烯烴材料需求的迅速增長,我國聚乙烯生產(chǎn)實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展,先后建成了數(shù)十套氣相流化床聚乙烯生產(chǎn)裝置,年產(chǎn)能已超千萬噸。我國是聚乙烯生產(chǎn)大國,但聚乙烯生產(chǎn)所需的催化劑長期依賴進(jìn)口,影響了我國聚乙烯產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。因此,攻克氣相聚乙烯催化劑生產(chǎn)技術(shù),開發(fā)高性能催化劑,滿足氣相聚乙烯新產(chǎn)品的開發(fā),對全面提升我國聚乙烯的生產(chǎn)技術(shù)水平具有重要的意義。
聚乙烯催化劑的生產(chǎn)涉及催化材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、工業(yè)催化、過程控制等多個技術(shù)領(lǐng)域,具有多學(xué)科、相互滲透、交叉應(yīng)用的特點,生產(chǎn)工藝復(fù)雜,技術(shù)難度高。國外專利商為追求高額利潤,保持技術(shù)壟斷地位,對我國聚乙烯催化劑進(jìn)行了嚴(yán)密的技術(shù)封鎖,設(shè)置了諸多專利障礙。這也導(dǎo)致國產(chǎn)聚乙烯催化劑的研發(fā)一直不盡如人意,特別是在漿液進(jìn)料型聚乙烯催化劑的生產(chǎn)和應(yīng)用方面,我國仍與國外存在較大技術(shù)差距。
針對國內(nèi)聚乙烯行業(yè)困局,中國石油石油化工研究院的科研團(tuán)隊在第一代干粉進(jìn)料型聚乙烯催化劑的基礎(chǔ)上,歷經(jīng)12年艱苦攻關(guān),先后攻克了催化劑成型、氫調(diào)與共聚性能提升、關(guān)鍵原料國產(chǎn)化替代、生產(chǎn)穩(wěn)定控制等一系列技術(shù)難題。最終,科研團(tuán)隊通過創(chuàng)新乙烯氣相聚合Ziegler-Natta催化劑給電子體技術(shù),開發(fā)了多功能給電子體用于乙烯氣相聚合催化劑的制備,形成了氣相聚乙烯漿液型PGE-101催化劑的生產(chǎn)技術(shù),解決了通用氣相聚乙烯催化劑催化活性與聚乙烯產(chǎn)品堆積密度矛盾的問題,大幅提升催化劑綜合性能,填補(bǔ)多項國內(nèi)技術(shù)空白。
項目團(tuán)隊自主研發(fā)的催化劑經(jīng)過小試、中試及工業(yè)化試生產(chǎn),成功應(yīng)用于大慶石化30萬噸/年全密度聚乙烯、吉林石化27.8萬噸/年線型低密度聚乙烯等多套氣相聚乙烯裝置。工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)表明:該催化劑具有催化活性高、氫調(diào)響應(yīng)能力強(qiáng)、共聚性能好的特點,生產(chǎn)的聚乙烯產(chǎn)品堆積密度高、粒度分布均一、細(xì)粉含量少。
2021年,該項目通過了中國石油組織的科技成果鑒定,被認(rèn)為整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,各項性能指標(biāo)居國內(nèi)領(lǐng)先水平。截至目前,項目成果先后獲專利授權(quán)14件,認(rèn)定企業(yè)技術(shù)秘密2項,制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)1項。
多功能氣相聚乙烯鈦系催化劑的成功產(chǎn)業(yè)化,不但實現(xiàn)了進(jìn)口催化劑的國產(chǎn)替代,而且滿足了國內(nèi)聚烯烴行業(yè)產(chǎn)品的大量需求,促進(jìn)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、食品包裝業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,助推聚烯烴產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級。