国内炼厂气制聚丙烯现状及发展探析

孙中田 ， 曹豫新

(中国石化 洛阳分公司 ， 河南 洛阳 471012)

国内炼厂气制聚丙烯现状及发展探析

孙中田 ， 曹豫新

(中国石化 洛阳分公司 ， 河南 洛阳 471012)

简要分析了中国炼厂气制聚丙烯生产规模、原料质量及产品性能等，并与乙烯裂解制聚丙烯和煤制聚丙烯进行了对比。进而对国内炼厂气制聚丙烯产品的主要应用现状、存在差距进行了分用途、分牌号的分析探讨。最后，针对炼厂气制聚丙烯的产品技术特点，在今后生产控制、产品开发、新用途开发、功能改性等方面提出了建议。

炼厂气 ； 均聚 ； 聚丙烯 ； 煤制烯烃 ； 产品性能

0 前言

石油是国家工业命脉的血液，合成树脂的发展反映了一个国家和地区工业化技术的水平。目前，中石化和中石油两大公司在国内合成树脂市场占主导地位，据统计，2014年国内聚丙烯产品市场渗透量为1 870万t，占合成树脂的28%，其中，均聚聚丙烯占聚丙烯总量的62%。近年来，随着中国软包装、电子、医疗卫生、汽车、建筑、环保工程等行业的快速发展，中国聚丙烯工业发展迅速。从原料来源上分，可分为油制聚丙烯、煤制聚丙烯。油制聚丙烯又可细分为乙烯裂解工艺、炼厂气气体分馏工艺、丙烷脱氢工艺、碳四裂解工艺等。从丙烯聚合工艺上分，国内聚丙烯的生产工艺主要是本体法和气相法工艺。本体法工艺可分为本体法环管反应器法和搅拌釜反应器法[1]。气相法工艺采用的反应器主要有立式搅拌床、卧式搅拌床和流化床，主要的生产工艺有利安德尔巴赛尔(Lyondell Basell)公司的Spheripol工艺以及Spherizone 工艺、三井油化Hypol 液—气本体法工艺、BP-Amoco 气相法(现Ineos 公司的Innovene)工艺、陶氏(DOW)化学公司的Unipol工艺、BASF 公司(现NTH 公司)的Novolen 工艺、中国石化的ST 工艺(即双环管反应器工艺)以及釜式间歇式工艺等[2]。

1 炼厂气制聚丙烯现状

1.1 产能规模

近两年众多MTO 和PDH 项目陆续投产，虽然原油价格走低对这些新建项目有较大影响，但是其发展速度依然很快。尤其是中国的煤制烯烃的发展异常火爆，已成为一个世界级现象。预测到2018年，在建项目如果都能如期开工投产，其烯烃总产能将达到2 262万t/a，占全国乙烯丙烯总量的30%以上[3]。截止2014年底，炼厂催化裂化装置副产和蒸汽裂解制乙烯装置联产制丙烯的工艺路线，仍然主导着国内聚丙烯行业，2014年中石化和中石油两大集团公司的聚丙烯产能，分别占国内总产能的34.5%和25.8%；地方炼厂产能占到13.1%；而逐渐崛起的PDH和MTO 产能占比分别为9.2%和6.6%，并呈逐年增加趋势。

各种不同原料工艺生产的聚丙烯，其成本和效益直接受原油价格的影响。当原油价格超过80美元/桶时，煤制聚丙烯利润空间巨大，乙烯裂解制聚丙烯出现严重亏损，炼厂气制聚丙烯介于中间。

2014年统计结果显示，全国乙烯产能1 700多万t，衍生的丙烯产能约800万t，炼油产能约5.0亿t，衍生的丙烯产能约800万～900万t，到2014年12月，全国炼厂气制聚丙烯占总产量的42%。因此，今后几年炼厂气制聚丙烯仍然是国内聚丙烯产业的主力军，但是我们要清楚炼厂气制聚丙烯只有均聚聚丙烯，原料质量较差，而且创新动力不足。这将使产品的市场推广和新用途、新牌号开发受到了极大的限制。

1.2 原料质量对比

因为丙烯质量不仅直接影响装置的平稳生产和生产成本，更主要的是限制了高附加值产品的开发和应用。因此，各生产厂家对丙烯原料的质量控制越来越重视，不断优化丙烯预精制和保安精制工艺技术。表1对三种不同工艺的丙烯原料质量进行了对比。

表1 三种工艺的丙烯原料质量分析对比

注：C30为体积分数。

从表1可以看出，煤制烯烃和乙烯裂解工艺生产的丙烯质量较好，而炼厂气制丙烯工艺生产的原料有毒，杂质含量较高。

2 炼厂气制聚丙烯应用现状

炼厂气制聚丙烯主要是均聚聚丙烯，主要应用于丙纶拉丝、双向拉伸 ( BOPP)薄膜 、软包装用流延膜( CPP)、通用注塑、薄壁注塑、非织造布等领域[4]。

2.1 拉丝料

拉丝级聚丙烯，统称为均聚聚丙烯通用料，目前仍然是市场占有率最大的产品种类，2014年市场占有率大约40%，主要以国产料为主。

2.2 BOPP薄膜专用料

BOPP薄膜专用料占聚丙烯总消费量的近10%，是均聚聚丙烯单一品种中用量最大的。随着中石化“双非对称技术”的成功推广应用，我国BOPP薄膜专用树脂在12 μm以上的常规薄膜生产中已完全可以替代进口产品，实现了高速平稳生产。但是，在2～12 μm的超薄薄膜、锂离子电池隔膜、烟膜的芯层主料、多层食品阻隔膜、电容器膜、饮用水过滤膜等应用领域仍然由进口产品垄断市场。

2.3 流延膜专用料

均聚聚丙烯流延薄膜(CPP)要求高挺度、透明性好、高光泽度、阻湿性好、耐热、易封合、耐酸、耐碱、耐油脂、环保健康等，由于国产料小分子析出多、批次稳定性差，多用于普通镀铝膜、热封膜、蒸煮膜、扭结膜的芯层。而对于各类熟食包装、冷鲜肉包装、UHT奶包装、耐热140 ℃以上的高温蒸煮膜、非织造布复合膜等以进口原料为主[5]。

2.4 均聚管材专用料

聚丙烯管材具有质量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长、绿色环保、优异的耐热氧稳定性、优良的卫生性能、保温节能，广泛应用于冷、热水给水管及高低温暖气连接管等领域。国内主要有燕山石化的B1101和洛阳石化的B201B，但目前均未形成规模生产。国内市场常用的是Basell公司的H2150、YD50G、H7350FLS，Borealis公司HP501D、PLZ937、HP450G等。

2.5 薄壁注塑专用料

由于环保要求，一次性聚丙烯餐盒正在全面替代聚苯乙烯餐盒，使均聚聚丙烯迎来了一个拓展用途的机遇。对专用树脂的要求主要是：超高流动性、高弯曲模量、高软化点、低析出物、不含重金属。目前国内生产企业有兰州石化、青岛炼化、镇海石化、广州石化。进口原料主要有韩国大林和新加坡TPC公司[10]。

2.6 涂覆专用料

涂覆级均聚聚丙烯树脂广泛应用于工业固体包装袋、食品包装、化学液体包装袋的内外涂层，要求具有高流动性、高熔体强度、高剥离强度、低析出物、低VOC含量、良好的成膜性和加工性稳定性。国内生产厂家主要有洛阳石化、上海石化、长岭石化、抚顺石化、济南石化、兰州石化，但目前仅剩下长岭石化，产品牌号主要有200A和200B。目前，国内市场上主要进口牌号有韩国大林的PR770B和PH780B两种均均聚丙烯。

2.7 非织造布专用料

按最新国际标准分类，非织造布不再属于纺织类材料，而是单独作为一个新型材料，它是四大柔性材料之一：皮革、薄膜、造纸、非织造布。其用途主要分为家用、产业用和纺织用。随着非织造布在医疗、卫生、环保领域的快速推广，全球非织造布行业每年以8%的增长速度快速发展。尽管涤纶切片和涤纶短纤维仍然占据非织造布行业的大多数市场，但是由于丙纶纤维在医疗、卫生、环保领域的独有特性，正在快速替代之[7]。

3 炼厂气制聚丙烯发展方向

炼厂气制聚丙烯企业要在生产管理上加大技术创新，在原料质量、催化剂、稳定剂体系等方面积极探索适合自身特点的生产管理技术。在新产品、新牌号开发上，要以特取胜。

3.1 提高丙烯原料质量

首先保证丙烯预精制的效果，达到或接近聚合级后进入丙烯保安精制。优化保安精制的工艺流程，可以借鉴国内外煤制烯烃、乙烯裂解的工艺设计，确保丙烯聚合单元长周期平稳运行。

3.2 催化剂选择

针对丙烯原料质量现状，与科研院所共同研究开发抗毒性能好的专用催化剂。实现催化剂专用化、功能化。

3.3 稳定剂体系的研究

针对均聚聚丙烯产品不同用途、不同品种、原料质量状况，研制合适的稳定剂体系，实现稳定剂高效、低成本、易操作，尽量实现单剂颗粒化。

3.4 新产品开发

3.4.1 超高流动性均聚聚丙烯

细旦、超细旦丙纶纤维可以广泛应用于医药包装、过滤材料、一次性手术服、手机电池、纸钞等领域，MFR一般大于360 g/min，丙纶单丝纤度在1.4旦以下。

3.4.2 亲水性均聚聚丙烯

聚丙烯属非极性材料，这限制了它的应用范围。常见的湿巾多采用涤纶短纤维和黏胶纤维，但从健康环保上讲应该首选丙纶纤维。可以通过聚丙烯挤出造粒工艺实现聚丙烯材料的亲水性改性。

3.4.3 驻极化均聚聚丙烯

PM2.5口罩及用材2015年4月正式列为中国标委会重点研究标准项目。常用的纤维级均聚聚丙烯生产的丙纶长丝与熔喷丝复合，只能过滤20 μm以上的细菌病毒和微尘颗粒。因此，必须通过静电纺才能实现单丝纤度接近500 nm[8]。

3.4.4 聚丙烯纸专用树脂

用这种专用料生产的丙纶长丝和短纤维能够与植物纤维均相混合，可以大大提高纸张的弹性、湿强度和耐磨性。

3.4.5 高刚高光泽聚丙烯

高刚、高结晶、高光泽度、中流动性均聚聚丙烯，广泛用于汽车、电子、小家电领域。

3.4.6 低灰分薄膜聚丙烯

BOPP薄膜、流延膜产品向低灰分、低挥发分方向发展，灰分含量最好控制在30×10-6以下，更高端产品要求在10×10-6以下。

4 结语

随着中国的宏观经济从高速增长阶段转为中高速增长的这一新常态变化，对中国石油石化行业提出了更高更具体的要求：就是要从要素驱动、投资驱动转向创新驱动。未来中国的聚烯烃产业结构将发生本质性的变化：由两桶油的天下变为更加多元化的市场。因此，炼厂气制聚丙烯将面临严峻的考验，这就需要全国有识之士从丙烯原料、催化剂研制、生产工艺优化、新产品新牌号开发、市场研判等多专业潜心研究。

炼厂气制聚丙烯如何更好的把握中国“新常态”的本质内涵和创新发展思路？如何很好的利用各区域“一带一路”的大构想？认清国内外未来发展方向，发挥传统产业的技术优势，加强基础研究、不断技术创新、效率持续提高至关重要。

[1] 崔晓明.中国聚丙烯工业发展现状及前景分析[J].国外塑料,2013,31(9):39-40.

[2] 宋文浩.聚丙烯生产工艺技术进展思考[J].化工管理，2014(2):170.

[3] 杨卫兰.我国现代煤化工发展现状[J].中国石油和化工经济分析,2015(10):16-18.

[4] 钟向宏.进口聚丙烯市场现状分析[J].塑料工业，2013,41(8):1-2

[5] 陶 虹.中国流延膜现状及新发展[J].塑料制造，2009(Z1):35-39

[6] 曲 涛,郭 悦,张桂鑫,等.高刚性薄壁专用树脂的结构与性能[J].当代化工,2014,43(9):1690-1692.

[7] 曹豫新等.医卫用非织造布纺黏层用聚丙烯的性能及应用[J].合成纤维,2015,44(1):1-3.

[8] 刘玉军.纺黏和熔喷非织造布手册[M].北京:中国纺织出版社,2014:35-38.

二硫化碳落后产能全部退出

困扰二硫化碳行业多年的落后产能淘汰问题，随着2015年5月1日准入条件的正式实施取得了实质性进展：约占总产能1/3的落后产能退出历史舞台，一批新建及改扩建的天然气法项目相继投产运行，完成了新旧产能的平稳交替，行业转型升级取得里程碑式进展。这是中国化工报记者从上周在安徽宣城召开的2015年二硫化碳行业年会和技术研讨会上获得的信息。

2013年4月，工信部出台《二硫化碳行业准入条件》，要求2015年4月30日前必须全部淘汰污染严重的间歇焦炭法落后工艺，采用国际先进的天然气法清洁生产工艺。

据会议介绍，两年来，二硫化碳行业按照国家要求积极整改，淘汰落后产能有序推进。在天然气价格居高不下的情况下，以上海百金集团、辽宁瑞兴集团为代表的天然气法生产企业从大局出发，宁可微利、亏损，也坚持不走回头路。2015年4月22日，上海百金集团旗下全国最大的年产12万t间歇焦炭法二硫化碳企业——山西金兴华公司，在盈利很好的情况下率先关停，随后山西吕梁地区的落后产能相继关停。落后产能比较集中的山西晋城地区，5月16日一个二硫化碳企业发生泄漏造成8人当场死亡，10家间歇焦炭法二硫化碳生产企业当天被要求全部停产。至此，约占全国110万t总年产能1/3的落后产能全部退出。

据测算，这些落后产能的淘汰，使二硫化碳行业一年可减排二氧化硫约15万t，约相当于2 300个百万机组电厂一年的排放量。目前，全国天然气法二硫化碳年产能约83万t(含在建)，实际产量为73万t，市场需求量2014年为65万t，今年预计为60多万t，实际产量能够满足市场需求。

Analysis of Present Situation and Development of Polypropylene Production from Refinery Gas in China

SUN Zhongtian , CAO Yu-xin

(Luoyang Branch of SINOPEC , Luoyang 471012 , China)

The production scale, quality of raw materials and product performance of polypropylene production from refinery gas in China is briefly analyzed and compared with ethylene cracking to polypropylene and coal to polypropylene. Then the main application status and the existing gap of polypropylene production made from refinery gas are discussed from different usage and grade. Finally, based on the technique characteristics of polypropylene production from refinery gas, some suggestions for future production control, product development, new applications development and functional modification are proposed.

refinery gas ; homopolymerization ; polypropylene ; coal to olefin ; product property

2015-09-16

孙中田(1983-)，男，工程硕士，从事生产计划管理工作，电话：13938808130。

TQ325.14

A

1003-3467(2015)11-0011-04