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聚乙烯塑料都可以在哪些方面應用
來源: | 作者:佚名 | 發布時間: 2020-12-23 | 1467 次瀏覽 | 分享到:
聚乙烯是乙烯最重要的下游產品,聚乙烯(PE)占世界聚烯烴消費量的70%,占總的熱塑性通用塑料消費量的44%,消費了世界乙烯產量的52%。
聚乙烯基本分為三大類,即高壓低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)。
聚乙烯是乙烯最重要的下游產品,聚乙烯(PE)占世界聚烯烴消費量的70%,占總的熱塑性通用塑料消費量的44%,消費了世界乙烯產量的52%。
聚乙烯基本分為三大類,即高壓低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和線型低密度聚乙烯(LLDPE)。
薄膜是其主要加工產品,其次是片材和涂層、瓶、罐、桶等中空容器及其它各種注塑和吹塑制品、管材和電線、電纜的絕緣和護套等。主要用于包裝、農業和交通等部門。與世界其它各國相比,我國用于農膜的LDPE和LLDPE量較多。我國是世界上農膜產量最大的國家,這是由我國農業大國的特點所決定。

2.生產能力和產量到1998年底,我國已建成的聚乙烯裝置達26套,總能力達251萬噸。

3.生產方法簡述 HP-LDPE是用兩種高壓液相法工藝生產的,即釜式法和管式法。釜式法工藝生產的聚合物具有狹窄的分子量分布,有較多的支鏈;而管式法工藝的產品分子量分布較寬,支鏈較少。除聚合反應器外釜式法和管式法的工藝步驟相似。管式法最大單線反應器能力為20萬噸/年(如Exxon在比利時的裝置和DSM公司在荷蘭的裝置),釜式法最大單線反應器能力為18萬噸/年(有可能達到20萬噸/年),是QGPC公司用Orchem(CdF)技術建在卡塔爾的裝置。釜式法工藝和管式法工藝各有千秋,一般說,大規模裝置傾向用管式法;生產專用牌號的裝置更傾向用釜式法。
1998年11月投產的齊魯石化公司的LDPE裝置,采用荷蘭DSM公司的高壓管式法工藝,是我國目前同類裝置中產品牌號最多、單線生產能力最大的裝置。燕山石化公司還將建設一套20萬噸/年的LDPE 裝置,采用Exxon公司技術,合同已簽訂。線型聚乙烯(HDPE/LLDPE)是用低壓液相法和氣相法生產的。
世界上目前兩種液相法,即漿液法和溶液法從總產量上看,仍占優勢。重要的溶液法工藝是加拿大DuPont(現為Novacor)的中壓法工藝、Dow的低壓冷卻法工藝和荷蘭礦業公司(DSM)工藝。這些裝置均可以交替生產HDPE和 LLDPE(工業上稱之為可轉換型裝置,國內稱全密度聚乙烯)。
兩種應用最廣泛的漿液法工藝是用輕稀釋劑的環管反應器工藝(Phillips 和 Solvay)及用重稀釋劑的攪拌槽式工藝(Hoechst、Nissan、三井)。漿液法工藝的主要產品是HDPE,但也可以生產一些MDPE作為次要產品。 UCC和BP是生產線型聚乙烯氣相工藝技術的主要持有者。氣相法裝置一般為可轉換型裝置,可以交替生產LLDPE和HDPE,但受到專利協議中的某些限制。被許可生產兩種產品的裝置通常也要在較長的時間內優先生產一種產品。即使是可轉換型裝置,在HDPE和LLDPE產品之間頻繁的互換也是不經濟的,實際上也并不這樣作。
1997年世界聚乙烯和平能力約為5070萬噸/年,北美和西歐的能力占世界總能力的一半以上。亞洲國家(包括日本)約占世界總能力的1/4。就工藝看,高壓聚乙烯約占38%,管式法和釜式法幾乎各占一半。漿液法工藝大約占總線型聚乙烯所擁有的62%份額的一半。我國1998年釜式法、管式法、漿液法、氣相法和溶液法占聚乙烯生產總能力的比例分別為:9%、18%、26%、43%和3.2%。與世界各種工藝方法產能的平均比例(19%、19%、30%、 24%和8)相比,氣相法高,管式法相近,其它方法均低。
近幾年我國聚乙烯工業在催化劑開發、工藝設備國產化和新產品開發等方面也取得了可喜的成績。催化劑國產化有顯著進展30噸/年國產化HDPE催化劑生產裝置已在燕山石化公司建成,生產的催化劑已在大型工業化裝置中使用。目前國產催化劑在漿液法 HDPE裝置上應用的復蓋率已超過80%。我國茂金屬催化劑的研究取得了可喜進展,到1996年中為止,共開發出了五個模試或專利技術,已獲得了5個中國專利申請號,北京石油化工科學研究院、蘭州化學工業公司及上?;ぱ芯吭阂言跉庀嗔骰材T囇b置上制得具有雙峰分子量分布的茂-LLDPE、石科院還合成了可以生產高密度、低密度、超低密度和長鏈支化聚乙烯樹脂的茂金屬催化劑,石科院開發的負載型橋聯茂鋯催化劑已進行了不同規模的中試驗證。該院開發的茂金屬催化劑APE-1S成功地在在遼化通過了中試試驗,并與美國Phillips公司合作完成了環管淤漿法連續反應器的中試評價試驗,試驗表明該催化劑有較高活性和較好的對1-己烯共聚的催化能力,聚合產品有較好的粒度分布和較高的堆密度。
1999年3月該催化劑已通過中國石油化工集團公司和中國石油天然氣集團公司組織的鑒定。工藝開發取得豐碩成果,上海醫藥工業研究院、揚子石化公司設計院和燕山石化公司等單位開發了漿液法高密度聚乙烯工藝。燕化公司14萬噸/年的高密度聚乙烯裝置是由我國自行設計建設的,從1992年6月1日方案確定到1994年9月26日裝置建成投產, 僅用了27個月25天,比引進技術與設備建設節約外匯4743萬元。之后用該工藝又在蘭州化學工業公司建設了7萬噸/年生產線。揚子石化公司完成了在同類裝置中具有先進水平的“年產20萬噸淤漿法高密度低壓聚乙烯成套技術工藝包”,1997年已通過中國石化總公司鑒定。采用此項技術,能大幅度降低新建聚乙烯裝置的工程造價,又能有效地指導現有裝置的擴容改造。上海醫藥工業設計院和燕山石化公司聯合開發了淤漿法和臥式氣相釜串聯的全密度聚乙烯生產新工藝,已申請中國專利,并準備在燕山的工業化裝置上實施。新產品的開發取得一定成績。齊魯石化公司生產的高強度膜、管材和大中空容器已成為該公司的拳頭產品,HDPE包覆管專用料繼在國家重點工程陜-京天然氣集輸工程中獲得成功應用后,最近又在國際競標中擊敗了多個知名的國外大公司,實現向埃及管道防腐廠的出口,打破了歐美公司完全控制中東合成樹脂專用料的局面。燕山石化公司試生產了分子量較高,分子量分布寬、ESCR性能好的管材料6000M。北京化工研究院研制成功可用于汽車油箱的HDPE料,該院模擬兩釜串聯方法在2升聚合釜內進行乙烯兩釜聚合,制備出分子量雙峰分布的高分子量丁烯共聚型HDPE樹脂,性能指標與國外單層汽車油箱專用料的基礎樹脂性能相當。

4.需求量1998年我國聚乙烯產量230萬噸, 其中HDPE 74.0萬噸,LDPE 59.10萬噸,LLDPE(包括在全密度聚乙烯裝置中生產的HDPE) 97.10萬噸。1998年我國凈進口聚乙烯242萬噸,表觀消費量為472萬噸。1998年我國聚乙烯生產能力約為世界生產能力(5523萬噸)的 4.5%,表觀消費量為世界消費量(4370萬噸)的10.8%。因為我國進口的聚乙烯有相當一部分是來進料加工,但來進料加工的樹脂常常有一半留在了國內。計算需求量時,按進口樹脂的60%為來進料加工進口計算,而來進料加工聚乙烯中的一半又留在了國內,即按進口量中的70%是為了滿足國內需求計算。

5.增長率 1983-1998年我國聚乙烯消費量的年均增長率為15.2%,為GDP增長率(10.3%)的1.5倍。1993年-1997年我國聚乙烯裝置的平均開工率為90.5%。

6.應用分配 LDPE用量最大的是薄膜和片材,其次是擠出涂層、注塑、電線和電纜。這四種應用總共占LDPE應用的90%。薄膜是LDPE的最大的市場,包裝和非包裝應用大體各占50%。擠出涂層是世界LDPE的第二大市場,是LDPE增長速度快的應用領域,主要得利于包裝技術的發展和包裝式樣的不斷翻新。薄膜和片材的應用占世界LLDPE消費量的75%。注塑和電線電纜分別是LLDPE的第二和第三大應用領域,但僅占LLDPE總用量的7%~15%。拉伸纏繞薄膜是世界上LLDPE在包裝領域增長速度最快的市場,正在替代打包帶、瓦楞板、包裝紙和收縮包裝。包裝占HDPE樹脂用量的75%,建筑占10%~15%,而其余的10%~15%用于其它各種消費品和工業用品。美國和西歐吹塑和注塑是最主要的應用領域,約占總消費量的60%~50%,但在日本和亞洲其它國家,HDPE在這些部門的消費量卻只占總消費量的1/3,按消費比例計算,亞洲國家的薄膜用量的比例是美國和西歐的2倍。以美國市場為例,HDPE用量最大的部門是各類瓶、桶、罐和包裝袋,其次是片材、管材、包裝箱、托盤及電線、電纜等,但預計年增長率最高的應用是汽車燃油箱、桶和罐,其次是襯板、供水和灌溉水用管及土工薄膜。薄膜幾乎占我國聚乙烯消費量的60%(見表),其中農膜占20.4%。1998年我國消費于農膜的聚乙烯樹脂超過70萬噸。我國是世界農地膜產量最高的國家,這是由我國農業大國的特點決定的。聚乙烯的其它應用包括管材、板材、中空容器、單絲、編織制品、注塑件、電線電纜等。國內的管材消費以農用管為主,其次為飲水管和燃氣管;中空容器主要用于飲料、化妝品、食用油和藥品的包裝。1997年100升以上的容器用樹脂大約消費6萬噸;單絲和編織制品主要用于繩索、漁網絲和彩條布;電纜料主要用于絕緣料、交聯電纜料和護套料;注塑料主要用于生產周轉箱、塑料托盤、塑料瓶蓋等產品;其它包括聚乙烯涂層和氯化聚乙烯等。

7.發展前景多年來我國聚乙烯的產量一直不能滿足市場需求,進口量大約占表觀需求量的一半。1983-1997年我國聚乙烯的平均表觀需求滿足率為46%,平均滿足率為54%。如果2002年我國大中型乙烯均能完成改造,預計聚乙烯能力可達370萬噸,按開工率90%計,產量330萬噸。根據歷史上需求變化情況,根據我國國民經濟的發展預測,預測2002年我國聚乙烯需求量為586萬噸(表觀需求700萬噸),2005年為790(950)萬噸,2010年為1220 (1480)萬噸。推測2002年我國聚乙烯的滿足率和表觀滿足率分別為56%和47%。與1983-1997年的平均水平相當。聚乙烯在我國有相當大的市場潛力,是很有發展前景的石化產品。



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