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【9月苏州茂金属会议】浙江大学李伯耿教授将分享茂金属聚烯烃弹性体(POE、mEPDM)的现状与进展

2019-09-04

演讲嘉宾:

茂金属聚烯烃弹性体(POE、mEPDM)大咖

李伯耿 教授

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浙江大学教授/博导/973首席科学家

聚合物产品工程科技创新团队带头人

浙江大学工学部主任


中国茂金属聚烯烃技术与市场论坛

2019年9月26-27日,江苏苏州

李伯耿 教授

将作精彩报告

茂金属聚烯烃弹性体(POE、mEPDM)的现状与进展


• 茂金属聚烯烃弹性体(POE、mEPDM)凭借优良性能在多个领域应用广泛,需求增长快速,国际主要大型石化企业(如Dow化学、ExxonMobil、三井化学等)已经开发了相关商品,但国内企业尚未能够实现商业化生产,所需产品主要依赖于进口。

• 浙江大学李伯耿教授领导的科研团队长期从事聚合物反应工程及功能性聚烯烃材料开发的研究工作,研发的“1000吨/年POE生产技术工艺设计包”通过了科技成果鉴定,所开发的工艺包可以指导千吨级POE生产装置的工程设计和运行操作。

• 中国茂金属聚烯烃技术与市场论坛将于2019年9月26-27日在苏州召开,浙江大学李伯耿教授将出席会议并精彩分享“茂金属聚烯烃弹性体(POE、mEPDM)的现状与进展”。


聚烯烃类弹性体是由乙烯与丙烯或高碳α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)共聚而成的一类聚烯烃材料。20 世纪80 年代,茂金属催化剂的发现使聚烯烃类弹性体的发展进入了一个新时期。茂金属聚烯烃类弹性体主要有乙烯/α-烯烃无规共聚物(POE)和三元乙丙橡胶(EPDM)。凭借优良的耐老化性、耐腐蚀性、耐热性和耐水蒸气性等性能,聚烯烃类弹性体被广泛地应用于汽车、建材、电线电缆、医疗器械、儿童玩具等领域。


POE是一种高性能、高附加值的新型弹性体材料,其消费量增长快速。相关数据显示,2011年全球POE消费量约60万吨,2015年增长至约75万吨,目前全球POE产量已经超过了100万吨。POE消费地区主要在北美、西欧和日本。


POE的制备采用茂金属催化剂,生产技术以陶氏化学开发的Insite溶液法聚合工艺和ExxonMobil开发的Exxpol高压聚合技术为主。目前,全球主要的大型石化企业,包括Dow化学、ExxonMobil、三井化学、SK、LG化学、SABIC等,都开发POE商品。


  • Dow化学POE商品有Affinity、Engage和Versify等几大类共30多个牌号的产品,总产能45.5万吨/年。

  • ExxonMobil公司推出的POE商品牌号包括Exact系列28个牌号的产品,以及采用Exxpol茂金属催化技术生产的以丙烯为基础的商品Vistamaxx。

  • 三井化学2005年和2010年分别在新加坡裕廊石化工业岛建成投产了两套POE装置,每套产能10万吨/年,其POE商品为Tafmer。

  • LG化学在韩国丽水建有1.0万吨/年POE装置,商品名为LUCENE,包括乙烯-1-辛烯共聚物牌号、乙烯-1-丁烯共聚物牌号。

  • SABIC推出了C0750D、C5070D、C1070D、C1080、C3080、C0560D、C3007D等多个POE牌号产品。

  • SK的POE商品有8605L、861L、8705L、871L、875、883、891、8730L等多个牌号产品。


茂金属催化剂合成的三元乙丙橡胶(mEPDM)相对分子质量较高、分布较窄,且有特殊的序列结构,赋予其更好的力学性能。目前,Dow化学、ExxonMobil、三井化学、Lanxess、BP等公司推出了相关产品。


  • Dow化学首先推出了一种限制几何构型的茂金属催化剂(GCC),并结合溶液聚合工艺形成了Insite技术,建成了9万吨/年溶液聚合装置,实现mEPDM工业生产

  • ExxonMobil公司开发了Exxpol茂金属催化剂,用于制备高分子量、低结晶度的mEPDM,也采用CGC 催化剂,生产了三单质量分数大于5%的高分子量的mEPDM。

  • Lanxess公司推出了商品名为Keltan的mEPDM产品,典型牌号如2450、2470L、3050、4450等。

  • BP公司研究开发了具有两种不同催化效果组成的催化剂制备双峰分布乙丙弹性体的生产工艺,其中茂金属催化剂用于合成低分子量部分的聚合物。


相比于国际先进水平,我国的茂金属聚烯烃类弹性体相关工艺技术的研发水平存在较大差距。虽然国内需求量目前处于快速增长阶段,但国内石化企业尚未能够实现商业化生产,所需产品主要依赖于进口。为了改变这一现状,国家出台了一系列政策鼓励这些“卡脖子”关键技术的研发工作。


  • 《鼓励外商投资产业目录(2019年版)》:高碳α烯烃共聚茂金属聚乙烯等高端聚烯烃的开发、生产

  • 《产业结构调整指导目录(2019年本,征求意见稿)》:聚乙烯辛烯(POE)、茂金属聚乙烯等特种聚烯烃,高碳α烯烃等关键原料的开发与生产

  • 《新材料关键技术产业化实施方案》:重点发展高碳α烯烃、茂金属聚乙烯等高端聚烯烃;重点发展聚烯烃类新型热塑性弹性体;乙烯和α烯烃共聚(POE)弹性体,由乙烯和α烯烃(主要是辛烯-1)通过茂金属催化剂与溶液法聚烯烃生产工艺相结合的工艺合成,单套装置规模达到万吨级/年;聚烯烃热塑性弹性体,可在-60~135℃温度范围内使用,硬度范围在25A~65D之间,具有较好的耐候性,优异的抗老化、耐臭氧和耐紫外线性能,单套装置规模达到万吨级/年。


在POE生产技术的研究方面,国内主要集中于对其进行改性以及应用,但也有包括浙江大学、中科院化学所、中国石化北京化工研究院等在内的不少科研院所和高校对α-烯烃共聚物(包括乙烯与1-己烯及1-辛烯共聚物)的合成技术进行过相关研究,开发了具有高共聚性能的茂金属催化剂和非茂有机金属催化剂,并开展了乙烯与α-烯烃共聚技术研究,为国内POE生产的工业化提供了技术支撑。


其中,浙江大学李伯耿教授领导的科研团队长期从事聚合物反应工程及功能性聚烯烃材料开发的研究工作,并取得丰硕的成果。


李伯耿课题组自2011 年起在国家重点基础研究发展计划的资助下,采用多种耐高温的茂金属催化剂,自行开发了一种搅拌反应器内乙烯和α-烯烃连续溶液共聚制POE 的方法,所得产品性能已经达到部分商品标准,为我国POE 生产技术的自主开发打下了基础。


李伯耿教授课题组对中国石化北京化工研究院开发的一种桥连双茂茂金属催化剂在高温高压下的催化聚合特性和动力学进行了深入的评价,重点考察了该桥连双茂茂金属催化剂乙烯/1-辛烯和乙烯/1-己烯的溶液共聚特性。


2015年11月4日,由浙江大学、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院研发的“1000吨/年POE生产技术工艺设计包”通过了中国化工学会在北京组织的科技成果鉴定。该工艺具有聚合体系粘度低、生产效率高、溶剂分离能耗小的特点,达到国际先进水平;所开发的工艺包可以指导千吨级POE生产装置的工程设计和运行操作。


茂金属聚烯烃弹性体(POE、mEPDM)的现状现状如何?相关“卡脖子”关键技术的研发取得哪些突破? 


亚化咨询主办的中国茂金属聚烯烃技术与市场论坛将于2019年9月26-27日在苏州召开,浙江大学李伯耿教授将出席并分享“茂金属聚烯烃弹性体(POE、mEPDM)的现状与进展”。


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会议将探讨中国茂金属聚烯烃产业政策与市场展望;茂金属聚烯烃项目规划;茂金属聚烯烃催化剂与聚合工艺;茂金属聚烯烃产品开发与应用;高碳α-烯烃原料新技术与工业化应用;新兴下游领域的应用开发与市场潜力等。


会议主题


1. 中国茂金属聚烯烃产业政策与市场前景

2. 新建聚烯烃项目与茂金属聚烯烃规划

3. 茂金属聚烯烃国际先进企业的经验

4. 茂金属聚烯烃国产技术的开发实践

5. 茂金属聚乙烯的工艺技术最新进展 

6. 茂金属聚丙烯的工艺技术最新进展 

7. 茂金属聚乙烯催化剂的研究与开发

8. 茂金属聚丙烯催化剂的研究与开发

9. 茂金属聚乙烯产品开发与应用

10. 茂金属聚丙烯产品开发与应用

11. 茂金属POE, POP, PAO与聚烯烃蜡

12. 高碳α-烯烃原料新技术与工业化应用

13. 新兴下游领域的应用开发与市场潜力