1 國(guó)內(nèi)高端聚烯烴塑料的發(fā)展現(xiàn)狀

高端聚烯烴,即為具有高技術(shù)含量、高應(yīng)用性能、高市場(chǎng)價(jià)值的聚烯烴產(chǎn)品,指乙烯、丙烯在茂金屬催化劑作用下聚合可以生成mPE、mPP,乙烯分別與1-丁烯、1-己烯、1-辛烯共聚形成各種乙烯α-烯烴共聚物,碳數(shù)越高難度越大,乙烯與醋酸乙烯共聚生成EVA,乙烯與C3 產(chǎn)業(yè)鏈的丙烯酸共聚形成EAA。

高端聚烯烴主要包括兩大類型:

一是大宗品的高端牌號(hào),如茂金屬牌號(hào)的聚乙烯、聚丙烯產(chǎn)品(mPE、mPP),高碳α-烯烴共聚的聚乙烯牌號(hào)等。

二是特種聚烯烴樹(shù)脂,如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、聚丁烯 -1(PB-1)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、乙烯-乙烯醇共聚樹(shù)脂(EVOH)等。

高端聚烯烴應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域如下:

主要領(lǐng)域 具體應(yīng)用工業(yè)管道 輸配水、輸送熱力、制冷、廢水、油氣管道等汽車領(lǐng)域 用于汽車中保險(xiǎn)杠系統(tǒng)、汽車內(nèi)外飾、儀表盤等衛(wèi)生保健 制藥、醫(yī)療設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室、化妝品、注射器和診斷等

1.1 國(guó)內(nèi)高端聚烯烴需求量大,自給率低

近年來(lái),隨著我國(guó)聚烯烴產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,結(jié)構(gòu)性矛盾也日益突出。 一方面,我國(guó)聚烯烴產(chǎn)品以中低端通用料為主,目前國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩、產(chǎn)品同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重等現(xiàn)狀。 另一方面,我國(guó)高端聚烯烴產(chǎn)品嚴(yán)重依賴于進(jìn)口。

截止2020 年,我國(guó)高端聚烯烴總產(chǎn)量為500 萬(wàn)噸左右,消費(fèi)量達(dá)到1140 萬(wàn)噸,自給率僅為44%。 以茂金屬聚乙烯(mPE)為例,目前中國(guó)市場(chǎng)的需求量約為100 萬(wàn)噸左右,但2020 年中國(guó)產(chǎn)量?jī)H有11 萬(wàn)噸,自給率約有28%,進(jìn)口依存度超過(guò)92%。 而辛烯共聚聚乙烯自給率9%、超高分子量聚乙烯的自給率相對(duì)較高,已超過(guò)60%,但POE 彈性體、EVOH 甚至未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),雖已建成中試裝置,產(chǎn)品也開(kāi)始試用,但距離工業(yè)化生產(chǎn)還有一段距離,產(chǎn)品大多依賴進(jìn)口。

我國(guó)高端聚烯烴行業(yè)這種供需失衡的局面,一方面導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)聚烯烴產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈,降低了中國(guó)產(chǎn)品的盈利能力和利潤(rùn)空間,另一方面,也為高端聚烯烴牌號(hào)的進(jìn)口創(chuàng)造了市場(chǎng)空間,這就是中國(guó)高端聚烯烴產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的重大弊端。

1.2 國(guó)產(chǎn)技術(shù)尚未成熟,高度依賴進(jìn)口技術(shù)

國(guó)內(nèi)高端聚烯烴產(chǎn)品的自給率之所以那么低,很大原因是受限于技術(shù)壁壘。 2020 年中國(guó)聚乙烯產(chǎn)能已超過(guò)2800 萬(wàn)噸,但其生產(chǎn)工藝對(duì)進(jìn)口技術(shù)的依存度已超過(guò)了90%。 其中超過(guò)46%的產(chǎn)能是采用Univation 公司的Unipol 氣相工藝,超過(guò)17%的產(chǎn)能采用利安德巴塞爾公司的淤漿法工藝,其他工藝,也多采用國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)工藝。

另外,我國(guó)進(jìn)入高端聚烯烴領(lǐng)域的時(shí)間較晚,以茂金屬聚合工藝技術(shù)為典型,從20 世紀(jì)90 年代開(kāi)始組織國(guó)家技術(shù)攻關(guān),但目前無(wú)論在催化劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、聚合工藝,還是產(chǎn)業(yè)化規(guī)模、產(chǎn)品型號(hào)等方面都難以滿足市場(chǎng)需求。 加之科研投入偏低,使得行業(yè)基礎(chǔ)研究薄弱,就成為了限制中國(guó)高端聚烯烴行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵,也造成了中國(guó)目前聚乙烯產(chǎn)品的同質(zhì)化現(xiàn)象,產(chǎn)品也多集中在低中端領(lǐng)域。

所以,國(guó)內(nèi)的高端聚烯烴行業(yè)中,技術(shù)壁壘高,目前依舊依賴國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)驅(qū)動(dòng),而國(guó)產(chǎn)技術(shù)成熟度不高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性與國(guó)外還有差距,仍處于一個(gè)相對(duì)落后的階段,短期內(nèi)難有改變。

2 目前國(guó)內(nèi)高端聚烯烴生產(chǎn)技術(shù)情況

分類 重點(diǎn)產(chǎn)品 當(dāng)前國(guó)內(nèi)技術(shù)情況 未來(lái)建設(shè)目標(biāo)和內(nèi)容茂金屬聚乙烯(mPE)齊魯石化采用北京化工研究院開(kāi)發(fā)的茂金屬催化劑,在元HPDE 裝置上成功實(shí)現(xiàn)茂金屬聚乙烯工業(yè)化生產(chǎn);中石油石化院完成茂金屬催化劑在氣相法中試裝置上的長(zhǎng)周期實(shí)驗(yàn),完成了兩個(gè)共聚牌號(hào)的批量試產(chǎn)。規(guī)模化茂金屬聚乙烯裝置建設(shè),茂金屬聚乙烯催化劑及茂金屬聚乙烯新牌號(hào)的開(kāi)發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)大宗品種的高端牌號(hào) 高碳a 烯烴共聚乙烯乙烯共聚聚乙烯規(guī)?；b置建設(shè),新牌號(hào)的開(kāi)發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)辛烯共聚國(guó)內(nèi)有超過(guò)20 家聚乙烯企業(yè)引進(jìn)了C6 共聚牌號(hào),但實(shí)際生產(chǎn)比例較小。聚乙烯 雖有大量研究,但尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。 規(guī)?；b置建設(shè),溶液法聚合工藝及配套催化劑開(kāi)發(fā)與工業(yè)化示范茂金屬聚丙烯燕山石化在連續(xù)法工業(yè)化裝置上試生產(chǎn)出合格的茂金屬聚丙烯;中石油石化院載體型毛技術(shù)聚丙烯催化劑在間歇式液相本體聚丙烯裝置上成功生產(chǎn)出高透明茂金屬聚丙烯MPP6006。茂金屬聚丙烯催化劑及茂金屬聚丙烯工業(yè)化牌號(hào)的開(kāi)發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)

續(xù)表

3 高端聚烯烴產(chǎn)業(yè)鏈以及重點(diǎn)產(chǎn)品的下游應(yīng)用

以煤、石油、天然氣一次能源為源頭,經(jīng)過(guò)裂解等反應(yīng)獲得中間產(chǎn)物, 我們劃分為C2、C3、C4 及以上三大類,再自身聚合,或者相互反應(yīng)之后再聚合最終制得高端聚烯烴、 工程塑料PC、生物可降解材料三大類化工新材料。

(高端聚烯烴產(chǎn)業(yè)鏈圖,來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)圖片)

3.1 茂金屬聚乙烯(mPE)

茂金屬聚乙烯(mPE)是以茂金屬催化劑為基礎(chǔ)合成的一種聚乙烯樹(shù)脂,產(chǎn)品類型主要包括茂金屬低密度高壓聚乙烯(mLDPE)、茂金屬高密度低壓聚乙烯(mHDPE)和茂金屬線性低密度聚乙烯(mLLDPE)。

我國(guó)mPE 產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口,進(jìn)口量基本維持在60 ~70 萬(wàn)噸,而國(guó)產(chǎn)量?jī)H在3 ~4 萬(wàn)噸左右。

3.2 茂金屬聚丙烯(mPP)

茂金屬聚丙烯(mPP)相比Ziegler-Natta 催化劑體系聚丙烯產(chǎn)品分子鏈段更加規(guī)整,產(chǎn)品外觀更加優(yōu)異,透明性好;揮發(fā)物和析出物含量更低,更加潔凈,可廣泛應(yīng)用于紡絲、醫(yī)療、食品包裝等領(lǐng)域。

目前,我國(guó)mPP 商業(yè)化生產(chǎn)暫無(wú),高端應(yīng)用領(lǐng)域所需產(chǎn)品全部依靠進(jìn)口。 國(guó)內(nèi)mPP 的消費(fèi)量約7-8 萬(wàn)噸,主要用于高透明聚丙烯制品特別是微波爐用具及醫(yī)療用品、紡粘無(wú)紡布、超細(xì)旦丙綸纖維和食品包裝膜等領(lǐng)域的高端產(chǎn)品生產(chǎn)。

3.3 乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)

EVA 是乙烯醋酸乙烯共聚物,可用于生產(chǎn)光伏膠膜、發(fā)泡、電線電纜、熱熔膠等產(chǎn)品。 不同含量的醋酸乙烯(VA)可以制成不同下游產(chǎn)品,當(dāng)EVA 的VA 含量高于28%時(shí),可以用于制成光伏膠膜;當(dāng)EVA 的VA 含量為5%-10%時(shí),可以用于制成發(fā)泡。

2017-2020 年,國(guó)內(nèi) EVA 年產(chǎn)能大約維持在97.2 萬(wàn)噸;2020 年產(chǎn)量74.1 萬(wàn)噸,2016-2020 年年均復(fù)合增速15%。 我國(guó)EVA 進(jìn)口依存度較高,2020 年 EVA 進(jìn)口量117.7 萬(wàn)噸,進(jìn)口依存度為63%,較2016 年72%有所回落,隨著產(chǎn)量穩(wěn)定增長(zhǎng),進(jìn)口依存度逐步下降。

3.4 聚烯烴彈性(POE)

POE 是Polyolefin Elastomer 的簡(jiǎn)稱,主要是乙烯/1-辛烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-丁烯的無(wú)規(guī)共聚物,由α-烯烴導(dǎo)入較長(zhǎng)的支鏈?zhǔn)谷彳浀臒o(wú)定型共聚物形成橡膠相。

POE 作為一種熱塑性聚烯烴彈性體材料,具有良好的彈性、透明性、低溫韌性、抗紫外線性,應(yīng)用范圍較廣,當(dāng)前主要被應(yīng)用在電線電纜、汽車零部件、包裝薄膜、醫(yī)療器械、發(fā)泡材料等領(lǐng)域。 受終端產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)POE 年需求量持續(xù)攀升,在2020 年達(dá)到40 萬(wàn)噸左右,且仍處于快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。

3.5 EVOH

EVOH 作為優(yōu)秀的高阻隔性包裝材料,已經(jīng)在歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家,以多層薄膜或杯盤瓶等形式廣泛應(yīng)用于較長(zhǎng)保質(zhì)期的肉類、蔬菜類、果汁類罐頭和調(diào)味品等食品包裝上,而其市場(chǎng)在中國(guó)尚有較大發(fā)展空間。

近兩年我國(guó)EVOH 高阻隔膜市場(chǎng)規(guī)模增速較快,2014-2017年均增速達(dá)23.8%,2017 年阻隔包裝占總消費(fèi)量的50.0%。 除此之外,基于EVOH 的高阻隔性,其在汽車箱與多層復(fù)合瓶也得到廣泛應(yīng)用。

4 高端聚烯烴產(chǎn)能集中在海外

從全球的生產(chǎn)布局來(lái)看,高端聚烯烴生產(chǎn)主要集中在西歐、東南亞和北美地區(qū),中東以大宗通用料為主,其中日本是東南亞高端聚烯烴主要生產(chǎn)國(guó)。 相關(guān)企業(yè)包括ExxonMobil、Dow化學(xué)、BASF、 LyondellBasell、Total、三井化學(xué)、住友化學(xué)、旭化成等。

以mPE 為例,全球mPE 產(chǎn)能約為1500 萬(wàn)噸,市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)2000 億元,其中產(chǎn)能50 萬(wàn)噸/年及以上的企業(yè)共5 家,主要集中在美國(guó),CR5 約為40%,均擁有自己的mPE 牌號(hào),并進(jìn)行技術(shù)封鎖。

mPE 主要企業(yè) 地區(qū) 產(chǎn)能/(萬(wàn)噸/年)美國(guó) 130 ExxonMobil新加坡 190 Dow 化學(xué) 美國(guó) 60泰國(guó) 65 sadara 石化 沙特 72印度信誠(chéng)工業(yè)公司 印度 55 Chevron Phillips 美國(guó) 50

其中,茂金屬線性聚乙烯(簡(jiǎn)稱mLLDPE)在西歐、東南亞和北美的市場(chǎng)規(guī)模占有率分別達(dá)到37%、23%和16%。

5 高端聚烯烴產(chǎn)品將是行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)

當(dāng)前,我國(guó)高端聚烯烴生產(chǎn)技術(shù)雖然尚不成熟,產(chǎn)品自給率低,進(jìn)口依賴度高,但隨著高端聚烯烴應(yīng)用需求的不斷攀升,行業(yè)發(fā)展前景好,決定了中國(guó)聚烯烴產(chǎn)業(yè)不斷向高端化、差異化等方向發(fā)展的強(qiáng)烈趨勢(shì)性。 而且,我國(guó)高端聚烯烴產(chǎn)業(yè)的上升空間較大,中國(guó)石油、中國(guó)石化、煙臺(tái)萬(wàn)華等在茂金屬聚烯烴產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)積累及硬件和軟件條件已開(kāi)始布局,正在加速推進(jìn)我國(guó)聚烯烴產(chǎn)業(yè)的高端化進(jìn)程。

政策支持也為高端聚烯烴發(fā)展提供了契機(jī),“十四五”期間,中國(guó)聚烯烴產(chǎn)業(yè)升級(jí)需要注重高端化、差異化、多元化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新。 加大茂金屬聚烯烴彈性體、雙峰聚烯烴、超高分子量聚乙烯等高端聚烯烴產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)推廣力度,提高聚丙烯管材專用料、電容膜專用料、聚乙烯汽車油箱專用料、燃?xì)夤艿缹Ｓ昧?、汽車保險(xiǎn)杠專用料等高端料、專用料的生產(chǎn)比例,從而提升我國(guó)聚烯烴產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。 因此,高端聚烯烴產(chǎn)品將是行業(yè)未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)方向之一。