近日，中國石油科技管理部組織了第23屆中國石油十大科技進展評選，評選結果已于揭曉，由蘭州石化公司、石油化工研究院、西北化工銷售公司、華北化工銷售公司共同承擔的重大技術現場試驗項目——“茂金屬催化劑及系列新產品開發工業試驗”，獲得2022年度中國石油十大科技進展，打破國外專利商對茂金屬聚乙烯核心技術的壟斷，引領國內茂金屬聚乙烯產業高質量發展，推動了中國石油自主茂金屬聚乙烯產業發展。
“中國石油與國際石油十大科技進展評選”是由中國石油科技管理部牽頭、經濟技術研究院具體負責實施的一項業內影響巨大的科技項目評選活動，是全力推進自主創新取得的重大標志性成果和突破性進展的杰出代表，目前已連續舉辦23屆，受到科技工作者和業界廣泛關注和一致好評。“
茂金屬催化劑及系列新產品開發工業試驗”項目從參評的眾多候選項目中脫穎而出，被來自中石化集團總部、專業公司、直屬科研院所和石油高校等單位的院士、專家聯合評選為“2022年度中國石油十大科技進展”。
一直以來，受國外專利商技術壟斷的影響，國內茂金屬聚乙烯產業發展遲緩，進口依存度高達90%，自主成套技術開發迫在眉睫。
在集團公司科技管理部的大力支持下，蘭州石化與石油化工研究院、西北化工銷售公司、華北化工銷售公司共同組成攻關團隊，依托自主茂金屬聚乙烯催化劑研發成果，歷經4年潛心研究，發明高活性雙核茂金屬催化體系，建立基于自主催化劑特性的反應模型，開發出支鏈長度及含量可控的茂金屬聚乙烯生產技術，形成了“6萬噸/年茂金屬氣相法聚乙烯裝置工藝設計包”，實現了2個系列6個牌號產品的穩定生產，并在30萬噸/年全密度聚乙烯裝置實現首次工業生產，在線轉產一次成功，創造了國內生產規模最大聚乙烯裝置生產茂金屬聚乙烯的紀錄。
該技術有效利用蘭州石化已停產裝置的部分設備，完成適用于自主茂金屬催化劑的全流程設計，將原6萬噸/年線型低密度聚乙烯裝置改造為6萬噸/年茂金屬氣相法聚乙烯裝置，形成自主聚合工藝技術，完成了茂金屬催化劑PME-18工業應用試驗，形成了吹塑膜料mPE1018、RERT管材料mPE3010、重包裝膜料mPE1020三個牌號茂金屬聚乙烯產品工業生產技術。截至10月份，累計生產茂金屬聚乙烯產品6.97萬噸，在金牛管業、咸陽高科、甘肅顧地、蘭州中凱等多家下游客戶實現規模化應用，性能達到同類進口產品水平。
茂金屬聚乙烯：近九成依賴進口
一、什么是茂金屬聚乙烯？
茂金屬聚乙烯是以茂金屬催化劑為基礎合成的一種聚乙烯樹脂，是近10年來聚烯烴工業最重要的技術革新。產品類型主要包括茂金屬低密度聚乙烯、茂金屬高密度聚乙烯和茂金屬線性低密度聚乙烯。茂金屬聚乙烯憑借獨特的物理性能和加工性能，在多層共擠吹塑加工中得到了廣泛應用，深受國內外包裝印刷企業的青睞。
二、常用茂金屬聚乙烯的商品牌號有哪些？
隨著茂金屬催化技術的不斷創新和發展，該技術被越來越廣泛地用于聚烯烴領域，國內外生產茂金屬聚乙烯的生產企業有10余家，如美國埃克森美孚、美國陶氏化學、日本三井東亞、韓國大林和中國石油大慶石化等。常用茂金屬聚乙烯的商品牌號、熔融指數及密度如表1所示。
表1 常用茂金屬聚乙烯的商品牌號、熔融指數及密度
三、茂金屬聚乙烯性能如何
（一）拉伸和抗沖擊強度更優
聚乙烯聚合物模量和屈服應力通常與其結晶度密切相關，因此，密度相近的傳統聚乙烯和茂金屬聚乙烯一般具有相近的模量和屈服應力。但是，兩者的拉伸強度卻相差較大，相比傳統聚乙烯，茂金屬聚乙烯具有更大的斷裂伸長率。抗沖擊強度取決于聚乙烯聚合物的分子結構和分子量，由于茂金屬聚乙烯比傳統聚乙烯的分子量大且分布較密集，因此具有更好的抗沖擊強度。
（二）熱封溫度較低，熱封強度較高
聚乙烯聚合物的熔點主要由含共聚單體少的高分子量部分決定，由于傳統聚乙烯具有寬分子量分布結構，在相同密度下，其熔點要高于茂金屬聚乙烯的熔點。因此，茂金屬聚乙烯比傳統聚乙烯的熱封溫度低，且熱封強度高。
（三）透明度更好，霧度值更低
聚乙烯聚合物的透明度會隨結晶度的增加而下降，當結晶度一定時，其透明度會隨分子量的增大而提高。因此，在相同密度下，茂金屬聚乙烯比傳統聚乙烯的透明度更好，霧度值更低。
四、茂金屬聚乙烯薄膜應用在哪些方面
（一）食品包裝
我國是食品生產大國和消費大國，茂金屬聚乙烯薄膜憑借眾多優勢在食品包裝領域得到了大量使用。茂金屬聚乙烯具有優良的韌性和強度，其薄膜可實現減薄化，從而降低原料、加工和運輸成本；茂金屬聚乙烯薄膜可通過與BOPET、BOPP、BOPA等薄膜進行復合，制成蒸煮包裝袋、窄包裝袋等，特別適用于包裝肉類食品、方便食品、冷凍食品等產品；茂金屬聚乙烯薄膜具有優良的低溫封合性能，可在一定程度上提升自動包裝機的生產速度，適用于高速制袋生產線。
（二）農產品包裝
采用不同工藝配方吹塑而成的茂金屬聚乙烯薄膜對水蒸氣的阻隔性好，而對氧氣的透過性高，這種特性使其特別適用于新鮮果蔬的包裝。
另外，利用茂金屬聚乙烯吹塑而成的農業人棚膜，具有強度高、防霧化、防滴露、耐老化、透明性好等特性，是農業生產中的良選。
（三）重型包裝袋
重型包裝袋主要用于包裝塑料原料、化肥、飼料、大米和谷物等。茂金屬聚乙烯的出現，可使重型包裝袋實現減薄化，降低成本，同時還可使重型包裝袋的密封性能、防潮性能、防水性能、抗老化性能更加優越，具有遇高溫不軟化變形、遇嚴寒不脆斷破裂的優點。
五 、茂金屬聚乙烯國內需求量大，但高度依賴進口
2022年，我國主要生產茂金屬聚乙烯的企業約8家，以mLLDPE 為主。裝置產能合計220萬噸/年，受催化劑制約，產量較低，約為30.54萬噸。
2022年我國茂金屬聚乙烯主要生產企業與產能
我國茂金屬聚乙烯消費主要依賴進口。2022年我國茂金屬聚乙烯（mPE）消費量約為208萬噸，而國產企業自產的僅占11%，185萬噸需求缺口主要靠進口補充。
六、中國茂金屬聚乙烯產業存在的問題
研發方面，國內茂金屬聚乙烯發展遇到的主要問題為：從眾多茂金屬化合物中選擇如何合適的主催化劑；在助催化劑方面如何提高收率、降低成本；如何確定MAO(甲基鋁氧烷)的組成及結構；如何用合適的技術路線實現助催化劑原料的批量生產；催化劑載體(硅膠)如何實現國產化等。
市場方面，受限于催化劑的成本較高、茂金屬牌號切換過程中的物耗能耗較大、茂金屬聚合物產品生產及銷售尚未達到經濟規模、國產茂金屬聚合物產品性能尚有待提高、茂金屬聚合物的優良性能尚未在國內獲得廣泛認同等因素，國產茂金屬催化劑尚未進入大規模市場應用的暴發期。
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