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關(guān)于“卡脖子”材料環(huán)烯烴聚合物（COC/COP），在上一篇內(nèi)容中講述了其合成工藝、技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域以及相關(guān)政策。

圖 1  COC/COP形成過程

本文將詳細(xì)介紹COC/COP的產(chǎn)業(yè)鏈、國內(nèi)外企業(yè)、產(chǎn)能布局、市場價格等，尤其是一直被國外卡脖子的原料降冰片烯的情況。

1. COC/COP合成難點在哪

在COC/COP的產(chǎn)業(yè)鏈中，上游原料主要包括C5/C9分離的環(huán)狀二烯烴（主要是雙環(huán)戊二烯或環(huán)戊二烯）和低碳α-烯烴（主要是乙烯）。

下游則主要應(yīng)用于光學(xué)、醫(yī)療、食品醫(yī)藥包裝、電子電器等領(lǐng)域。

然而在制備COC/COP時，其單體降冰片烯的制備工藝復(fù)雜且存在工程安全問題，長期被少數(shù)企業(yè)壟斷，并且價格昂貴。

降冰片烯概述及合成工藝

下面就來看看“卡脖子”的關(guān)鍵中間體——降冰片烯到底是什么？

降冰片烯（NB）也稱降莰烯，是一種橋環(huán)烴，主要用于合成COC和COP，還可以用作藥物、殺蟲劑、特種香料等有機(jī)物合成的骨架原料。

NB主要通過乙烯與環(huán)戊二烯（CPD）經(jīng)Diels-Alder反應(yīng)得到，其中CPD主要來源于石油烴類裂解生產(chǎn)乙烯過程中副產(chǎn)的碳五或雙環(huán)戊二烯（DCPD），DCPD高溫裂解可得到CPD，進(jìn)而與乙烯加成得到NB。

圖 3  雙環(huán)戊二烯裂解過程

圖 4  CPD與乙烯經(jīng)Diels-Alder反應(yīng)生成NB過程

乙烯與CPD的反應(yīng)是強放熱反應(yīng)，在反應(yīng)過程中，高溫和高CPD濃度利于多聚物生成。因此，為了減少多聚物生成，需確保CPD和乙烯在反應(yīng)器中均勻混合，提高NB反應(yīng)選擇性。

根據(jù)操作條件下DCPD/CPD狀態(tài)的不同，NB的生產(chǎn)工藝可分為液相工藝、氣相工藝和超臨界工藝。工藝對比如下：

綜上來看，對于NB合成而言，氣相反應(yīng)工藝的物料濃度低且混合充分，提高了主反應(yīng)的選擇性；但氣相反應(yīng)溫度較高，物料的摩爾體積較大，會導(dǎo)致反應(yīng)設(shè)備較大或反應(yīng)停留時間減小，增大操作風(fēng)險或降低產(chǎn)率。

與氣相法相比，液相法更利于實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，但需要通過壓力、溫度的控制提高乙烯的反應(yīng)活性。

布局企業(yè)

全球規(guī)模化量產(chǎn)降冰片烯的企業(yè)有四家，分別是日本瑞翁化學(xué)、日本合成橡膠、寶理塑料和三井化學(xué)，這幾家企業(yè)的降冰片烯用于環(huán)烯烴聚合物的生產(chǎn)，基本不對外銷售。

雖然Joshel等1941年就已開展了NB合成的相關(guān)研究，但由于NB在生產(chǎn)過程存在許多難點，我國在該領(lǐng)域長期處于空白。

目前，我國是全球最大的COC/COP消費國，因此COC/COP的國產(chǎn)化供應(yīng)變得至關(guān)重要，因此我國很多企業(yè)也開始紛紛布局NB的合成。

今年1月，山東魯晶化工與北京石油化工學(xué)院合作開發(fā)的500噸/年降冰片烯裝置投產(chǎn)成功；今年2月，遼寧魯華泓錦也成功投產(chǎn)環(huán)烯烴聚合物裝置，包括500噸環(huán)烯烴共聚物和1000噸降冰片烯；2023年下半年，金發(fā)科技投產(chǎn)了80噸/年COC中試裝置，其中配套降冰片烯裝置。

另外，阿科力于2019年已完成5000噸/年光學(xué)級環(huán)烯烴單體（降冰片烯及其他單體）生產(chǎn)線，該公司張松林等對NB或其醇類衍生物進(jìn)行取代，設(shè)計了含三氟甲基或醚類長鏈的降冰片烯，改善化合物極性、親脂性、細(xì)胞代謝穩(wěn)定性，可用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、材料。

茂金屬催化劑也是一大難點

在COC/COP的生產(chǎn)中，除了降冰片烯這一單體是難點之外，茂金屬催化劑也是必不可少。傳統(tǒng)催化劑只能開環(huán)聚合，而使用茂金屬催化劑能雙鍵加成聚合。茂金屬催化劑制備難度較大，成套的茂金屬催化劑包括主催化劑、助催化劑和載體，需根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行完整體系的篩選。

長期以來，陶氏化學(xué)、埃克森美孚、三菱化學(xué)、LG化學(xué)等跨國公司在茂金屬技術(shù)和市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，我國由于產(chǎn)業(yè)化開展較晚，目前，中石化、中石油等企業(yè)逐步實現(xiàn)了茂金屬催化劑的國產(chǎn)化。

2. COC/COP全球布局情況

國外生產(chǎn)企業(yè)

環(huán)烯烴聚合物（COC/COP）的生產(chǎn)工藝復(fù)雜且環(huán)烯烴單體合成難度大，全球僅有日本瑞翁、寶理塑料、三井化學(xué)、日本合成橡膠等企業(yè)的技術(shù)和生產(chǎn)工藝能實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。就供應(yīng)情況來看，全球COC/COP市場大部分也被這四家國外企業(yè)所包攬，現(xiàn)有COC/COP產(chǎn)品供給產(chǎn)能約9-10萬噸。

國內(nèi)布局情況

近年來，我國企業(yè)不斷提升自主研發(fā)能力并且加大高端聚烯烴產(chǎn)品的研發(fā)力度，部分企業(yè)已具備COC/COP產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。

據(jù)統(tǒng)計，目前國內(nèi)已經(jīng)有無錫阿科力、拓烯科技、遼寧魯華泓錦、金發(fā)科技、萬華化學(xué)、益豐生化、蓋豐新材料等多家公司，正在從單體、聚合小試、工業(yè)化建設(shè)大力推進(jìn)COC/COP國產(chǎn)化，甚至華為也發(fā)布了相關(guān)專利。

其中，阿科力、拓稀科技、遼寧魯華泓錦已實現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)。另外，金發(fā)科技80噸/年COC中試裝置已于2023年9月順利投產(chǎn)。

01阿科力

阿科力自2014年起開始研發(fā)COC/COP，于2020年完成5000噸光學(xué)級環(huán)烯烴單體產(chǎn)線建設(shè)與生產(chǎn)工作，2021年完成了原料千噸級生產(chǎn)線以及COC的實驗室級別合成與驗證。

2024年1月，其控股子公司阿科力科技（潛江）3萬噸/年光學(xué)材料（環(huán)烯烴單體及聚合物）項目開工；9月，公司公告目前COC千噸級產(chǎn)線已跑通，進(jìn)入試生產(chǎn)，工藝還在持續(xù)優(yōu)化；11月，由阿科力供應(yīng)原料的注射劑用COC瓶在國家藥品監(jiān)督管理局注冊成功，這也是國內(nèi)首次。

02拓烯科技

拓烯科技一期項目3000噸特種環(huán)烯烴共聚物（SOOC?拓美特?）于2023年11月30日成功投產(chǎn)，但該項目并未配套降冰片烯裝置；二期年產(chǎn)4.8萬噸高端光學(xué)新材料項目預(yù)計于2025年竣工投產(chǎn)。另外，今年6月20日，衢州市生態(tài)環(huán)境局智造新城分局受理了拓烯科技7000噸/年SOOC項目的環(huán)評報告。

03遼寧魯華泓錦新材料科技有限公司

2024年1月底，遼寧魯華泓錦COC裝置一次性投產(chǎn)成功，并于9月初順利通過環(huán)境保護(hù)驗收，該項目年產(chǎn)環(huán)烯烴共聚物500噸、降冰片烯（折100%降冰片烯）1000噸，一期示范項目完成后，計劃二期建設(shè)10000噸/年環(huán)烯烴聚合物生產(chǎn)裝置。

3. 價格情況

從價格上來看，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域以及性能參數(shù)的不同，目前生產(chǎn)廠家提供的相關(guān)COC/COP產(chǎn)品，產(chǎn)品價格在5-30萬元/噸之間，價格差距比較大，日本廠家COC產(chǎn)品價格基本在12萬元以上，如日本瑞翁光學(xué)級K26R環(huán)烯烴聚合物市場價在18～22萬元/噸。

另外，以阿科力COC主要對標(biāo)品種（APL-5014CL）為例，日本廠家的售價基本在12-16萬元/噸之間，而阿科力預(yù)計市場銷售價格在8萬元/噸左右，相比于日本廠家的定價，阿科力在人力成本、生產(chǎn)制造成本、運輸成本等方面具備一定的優(yōu)勢，具有較強的競爭力。

相對較低的價格可大幅拓寬COC/COP產(chǎn)品下游應(yīng)用領(lǐng)域，激發(fā)新需求，促進(jìn)消費。

4. 未來需求

從全球表觀消費量來看，2018年全球環(huán)烯烴聚合物表觀消費量約為6.2萬噸，2023年增至約8.5萬噸，年均復(fù)合增長率為7.2%。預(yù)計未來幾年全球環(huán)烯烴聚合物消費量增速在3%～5%，2030年消費量將達(dá)11.2萬噸，市場存在一定缺口。

從需求上來看，據(jù)中國化工信息中心數(shù)據(jù)，2021年中國COC/COP進(jìn)口量約2.1萬噸，據(jù)華安證券行業(yè)研究報告預(yù)測，2025年國內(nèi)對COC/COP需求將達(dá)到4.5萬噸，復(fù)合年增長率高達(dá)18.9%。

另外，從應(yīng)用領(lǐng)域來看，據(jù)阿科力業(yè)績報告顯示，其利用在COC產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，為不斷探索與挖掘COC產(chǎn)品在高端醫(yī)用材料領(lǐng)域的應(yīng)用而開展的一項前沿應(yīng)用研究項目——“基于環(huán)烯烴共聚物的骨修復(fù)和器官芯片材料開發(fā)”，開發(fā)COC作為理想人工骨材料的應(yīng)用。

此外，今年上半年，阿科力新設(shè)立自研項目2個，分別為“生物醫(yī)藥包裝專用環(huán)烯烴共聚物（COC）的開發(fā)”以及“電子光學(xué)專用環(huán)烯烴共聚物（COC）的開發(fā)”，旨在挖掘其性能優(yōu)勢，推動COC在新領(lǐng)域的應(yīng)用，實現(xiàn)國產(chǎn)化替代和推廣。

另外，今年11月1日，由阿科力供應(yīng)原料、無錫大誠研發(fā)的注射劑用COC瓶在國家藥品監(jiān)督管理局注冊成功，這不僅意味著國內(nèi)在高端醫(yī)療器械領(lǐng)域的突破，也是行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。

綜上來看，雖然現(xiàn)階段國產(chǎn)進(jìn)程取得了一定的進(jìn)步，但到目前為止，我國環(huán)烯烴聚合物需求大部分還是要依賴進(jìn)口來滿足。