国内外聚丙烯工业现状及工艺进展

国内外聚丙烯工业现状及工艺进展

聚丙烯(Polypropylene，PP)是以丙烯单体为主聚合而成的一种合成树脂，是聚烯烃家族中的重要成员之一。根据高分子链立体结构的不同，聚丙烯可分为三个品种：等规聚丙烯(IPP)、间规聚丙烯(SPP)和无规聚丙烯(APP)[41。聚丙烯生产属于石化工业，其主要原料来自石油炼厂气。聚丙烯的力学性能、耐腐蚀性、耐热性、注塑性能均比较良好，逐渐在较广泛的领域中取代钢铁、木材、纸、聚碳酸酯、尼龙等材料。其用途包括医疗器械、机械零件、器具、水和多种酸碱的输送管道、电缆绝缘层、纤维和薄膜等。

一、国内外聚丙烯工业现状

自1957年聚丙烯在意大利首次实现工业化以来，其发展速度一直居于各种塑料之首，是热塑性塑料中的后起之秀。1978年聚丙烯世界年产量超过400万吨，仅次于聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和聚苯乙烯(PS)，居世界第四位；1995年聚丙烯的世界年产量达1910万吨，超过聚苯乙烯位居第三；2000年聚丙烯的世界年产量达2820万吨，超过了聚氯乙烯位居第二位；到2002年聚丙烯的世界产量达到3383万吨。根据美国化学品市场协会(CMAI)统计，2003年全球聚丙烯需求量已达3540万吨。据巴塞尔公司预计，到2010年PP需求年均增长率约为8．O％，生产能力将达到约5400万吨。亚洲(除了日本)将是增长速度最快的地区，其年均增长率将达到约9．5％，其次是南美，

年均增长率约8．4％，再次分别是中东7．9％，东欧6．9％，非洲6．5％，北美5．8％，西欧5．4％，日本2．4％。中国将是需求增长最快的国家，年均增长率将达到10％t5一ol。

在我国，聚丙烯是合成树脂中发展最快的品种之一，特别是近几年发展尤其迅速。截止目前，已建成的生产装置总产能达470万吨／年。其中，大中型连续式生产装置共31套，生产能力约354万吨／年，采用国产间歇式液相本体法生产装置约50套，产能约150万吨／年。从市场需求分析，尽管我国的聚丙烯生产工业取得了迅猛发展，生产能力和产量大幅度增长，但在数量、质量以及品种方面仍不能满足国民经济的高速发展。中国将是需求增长最快的国家，年均增长率将达到约10％。预计中国需求增长将从2004年的710万吨增长至U2010 年的约1080万吨。而同时国内产量将从约470万吨增长到约750万吨，从而必然成为较大的进口国家，也是世界上最重要的PP消费国家。目前我国PP生产企业有70多家。2001年产量超过10万吨的企业有8家，全国的总产量为322．5万吨。上海石化公司2001年产量达24．73万吨，占全国总产量的7．7％：燕山石化公司是我国2001年生产能力最大的企业，为35．5万吨，当年产量为22．84万吨，占全国7．1％；扬子石化公司2001年产量为20．32万吨，占全国6．3％。2002年产量超过10万吨的企业达到10家，全国的总产量为374．17万吨。2003年产量超过10万吨的企业为10家，全国的总产量为426．8万吨。2004年我国主要生产企业按生产能力大小排列已变为：扬子石化公司、燕山石化公司、上海石化公司、茂名石化公司、广州石化公司、大连石

化公司、金陵石化公司、九江石化总厂，其中扬子石化公司的生产能力达到40万吨／年，燕山石化公司的生产能力达到38万吨／年，而九江石化总厂的生产能力也已达N11万吨／年。近年来我国的PP工业虽然发展很快，但还是要从许多国家或地区进口产品，这些国家或地区主要是韩国、美国、新加坡、泰国、日本、印度、沙特阿拉伯、马来西亚、俄罗斯、挪威、南非、芬兰、奥地利以及中国台湾省。需要指出的是，我国对PP的需求将和世界需求趋势一样呈现高速增长，世界平均年增幅为5．3％，但PP的生产将受到丙烯原料来源的制约，因此PP的消费前景将会是供不应求。

二、聚丙烯生产工艺进展

自丙烯聚合实现工业化以来，聚丙烯的工艺技术发展很快，目前已有几十种技术路线。按聚合类型分类，聚丙烯的生产工艺技术主要有四种：溶液聚合法、溶剂聚合法、液相本体聚合法和气相本体聚合法；按聚合后处理工序分类，可分为三类，即最原始的聚丙烯生产工艺，称为第一代工艺；第二代工艺省去了脱灰工序；第三代工艺革除了脱灰和脱无规物工艺。就整个聚丙烯生产工艺来说，溶剂聚合法和溶液聚合法都是较早实现工业化的方法。但溶剂法生产过程长，需要进行溶剂回收，操作复杂，能耗、物耗较高，而且产品牌号也有一定限制，故该方法已逐步淘汰。溶液聚合法工艺复杂，生产成本较溶剂法高，所以只在个别装置上运行，在PP生产中所占的份额很小。随着人们对丙烯聚合过程研究的不断深入，液相本体法和气相本体法以其物耗和能耗低、产品牌号新等特点，在PP生产工艺中逐渐占据主

导地位。目前PP主要用气相和本体工艺生产，全球PP生产工艺中，Himont公司的Sphefipol环管／气相工艺占主导地位，目前该工艺占全球PP生产的50％。近年来，气相和本体工艺的比例逐年增加，世界各地在建和新建的PP装置将基本上采用气相工艺和本体工艺。全球有40多个国家的100多家公司生产聚丙烯，所采用的工艺技术主要有：Himont公司液相、气相组合式聚丙烯工艺；Amoco公司气相聚丙烯工艺；三井油化公司的Hypol工艺；BASF公司Novolen气相工艺；UCC／Shell公司的Unipol气相工艺；Phillips公司液相法聚丙烯工艺。以下简要介绍其中几种典型的生产工艺。

1．Himont公司的Sphefipol工艺

Himont公司是世界上生产PP树脂的最大公司，其开发fl勺SpheripolI艺是当今PP行业中比较先进、可靠的方法之一，全世界采用此技术的生产装置43套，总生产能力为600万吨／年以上，包括在建装置总生产能力超过1000万吨／年。我国齐鲁石化、上海石化、无顺乙烯、茂名石化、天津联化、华北油田、大庆炼化等单位都采用该工艺，生产能力达200万吨／年。

2．Amoco气相聚丙烯工艺

1979年12月，Amoco公司在美国得克萨斯州建立了第一套气相均聚反应装置。Chisso公司随后对此工艺进行了改进，增加了抗冲共聚物的生产。1990年,缸P_OCO公司与Chisso公司联合申报了这项技术的专利，命名为Amoco／Chisso工艺。flUTIOCO气相工艺采用卧式搅拌