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干货 | 聚丙烯和聚乙烯各生产工艺的优劣势对比

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6262020-12-29 收藏

摘要:聚烯烃产品中应用最多的品种是聚乙烯和聚丙烯。文章叙述了目前这两种烯烃生产技术的主要来源、不同工艺路线的技术 特点。针对生产产品市场份额及工艺成本进行比较,结合聚烯烃行业的发展前景,深度剖析聚乙烯和聚丙烯各生产工艺的优劣势。 


关键词:聚乙烯;聚丙烯;工艺技术路线;市场;工艺成本


引言 


烯烃作为重要的化工原料,在工业的发展中扮演着非常重要的角色。随着国民经济的快速发展,目前中国已经成为世界聚烯烃的第一生产大国,同时也是世界聚烯烃的第一消费大国。


聚烯烃是由乙烯、丙烯、1-丁烯等α-烯烃共聚得到的热塑性树脂的总称,具有机械性能好、化学稳定性强、加工性能好等优点。聚烯烃产品中应用最多的品种是聚乙烯(PE) 和聚丙烯 (PP),因此本文主要针对这两种产品,从工艺技术、市场情况、工艺成本等方面进行分析。 


1 聚乙烯 


1.1 聚乙烯工艺技术路线 


 聚乙烯产品按密度可大致分为LLDPE、HDPE、LDPE/EVA三大类。目前市场上使用的主流工艺如下:LLDPE的生产工艺只有Unipol气相流化床工艺。目前,国内已 有39套该工艺装置,单套最高产能65万吨/年。 


HDPE的生产工艺有CPChem的双环管、INEOS的气相流化床工艺及巴塞尔Hostalen低压釜式工艺。目前,国内已有5套低压釜式工艺装置,单套最高产能45万吨/年,INEOS和CPChem的工 艺均不转让。


LDPE/EVA生产工艺有埃克森美孚和巴塞尔高压管式工艺。 目前,国内有11套巴塞尔高压管式工艺装置,单套最高产能50万吨/年,埃克森美孚工艺已不转让。


1.2 聚乙烯产品市场 


聚乙烯产品消费结构如图1所示。

聚丙烯和聚乙烯各生产工艺的优劣势对比

图1 聚乙烯产品消费结构


截至2019年末,国内聚乙烯总产能为2025万吨,到2022年国内总产能将达到2485万吨;国内PE表观消费增长率按照5% 计算,到2022年国内PE表观需求量为3485万吨,仍然处于需大于供的状态。近三年,LDPE平均消费占比18%,HDPE平均消费 占比44%,LLDPE 平均消费占比38%。 


1.3 聚乙烯工艺成本分析 


聚乙烯工艺成本如表1所示。

聚丙烯和聚乙烯各生产工艺的优劣势对比


1.4 聚乙烯工艺剖析 


1.4.1 Basell高压管式工艺 

Basell高压管式工艺生产的EVA从市场数据来看,预计到 2022年国内总产能达到240.3万吨,远高于需求量209.1万吨,存在产能过剩风险。另外,高压管式工艺生产LDPE产品的利润较低,并且工艺操作复杂,反应压力高,危险性大。结合近几年市场情况,LDPE表观需求量及其年增长率相对HDPE和LLDPE也较低。


1.4.2 巴塞尔Hostalen低压釜式工艺 

在PE产品价格方面,随着市场波动,近几年内HDPE价格高于LLDPE价格600~1000元/t,巴塞尔Hostalen 低压釜式工艺,具有反应器占地小、牌号切换时过渡料少、温度范围较宽,容易操作、工艺易实现自控、单程转化率高等优点,是目前市场上唯一 转让的HDPE生产工艺。 


1.4.3 Unipol气相流化床工艺 

Unipol 气相流化床工艺具有流程简单、设备少、投资低、易于操作、不易结蜡堵塞等优点,可以通过乙烯分压调节反应器压力,生产规模较大,产品范围覆盖面广泛。 


2 聚丙烯 


2.1 聚丙烯工艺技术路线 

聚丙烯产品可大致分为均聚、无规和共聚聚丙烯,其中共聚产品有无规共聚(PPR) 和抗冲共聚(PPB) 两大类。目前可采用的主流生产工艺有以下几种:美国鲁姆斯Novolen立式搅拌釜工艺,国内共7套,最大能力45万吨/年。 


美国格雷斯Unipol流化床工艺,国内共17套,最大能力 60万吨/年。日本JPP卧式搅拌床工艺,国内共2套,最大能力30万吨/年。


利安德巴赛尔Spheripol环管工艺,国内共11套,最大能力 60万吨/年。


利安德巴赛尔Spherizone多区反应工艺,国内共4套,最大 能力50万吨/年。中石化ST环管工艺,国内共51套,最大能力40万吨/年。 


2.2 聚丙烯工艺成本分析 


聚丙烯工艺成本如表2所示。

聚丙烯和聚乙烯各生产工艺的优劣势对比


2.3 聚丙烯工艺剖析 


2.3.1 Unipol气相流化床工艺 


Unipol 气相流化床工艺具有工艺流程短、设备少、反应器内部结构简单、物料停留时间短、产品切换快等优点。其主要用于生产均聚物和无规共聚物,可采用两台流化床气相反应器串联操作生产抗冲共聚产品。 


2.3.2 Spheripol工艺与Spherizone工艺 


Spheripol与Spherizone工艺有80% 的产品牌号是重复的。Spherizone主要用于生产高端牌号产品,其产品在性能及价格上有一定的优势,但高端产品的市场容量有限,所以Spherizone 的生产规模不宜过大。 


Spherizone工艺与Spheripol工艺相比,其投资、能耗、成本上都略高,并且Spheripol工艺控制更稳定,易于操作,Spherizone工艺多区反应较为复杂,转产需要时间较长并且转产期间容易出现波动。

来源:第八元素塑料版,如侵删

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