聚丙烯的生產工藝及行業發展趨勢

王瑀 陳志芳(神華新疆化工有限公司，新疆 烏魯木齊 831400)

0 引言

聚丙烯樹脂(PP)是以丙烯為原料，經過加聚反應而形成的聚合物，外觀透明而輕，廣泛應用于服裝、注塑、BOPP、管材、食品、藥品包裝等領域。由于其具有良好的機械性能、化學穩定性、易加工成型等特點，成為近些年增長速度最快的樹脂，但由于國內聚丙烯行業多元化的發展，導致該行業供需矛盾日益加劇，因此，對聚丙烯行業未來發展進行分析，顯得十分重要。

1 聚丙烯生產工藝及其特點

1.1 Spherizone聚丙烯工藝

Spherizone生產工藝采用多區循環反應器，將一個反應器分成可以獨立進行控制的兩個反應分區，獨立控制反應溫度、丙烯單體濃度、氫氣濃度等參數，粉料粒徑在聚合過程中可以多次快速循環增長，實現聚合物顆粒球狀逐層包裹均勻混合[1]。該工藝聚合反應溫度高、產品剛性高，可提高產品的透明性、紡絲速度，適宜生產分子量分布更寬、質量更加均一的產品，如專用管材、BOPP薄膜、注塑產品、高乙烯含量的包裝產品等。

1.2 Spheripol聚丙烯工藝

Spheripol生產工藝采用液相本體環管反應器加氣相法密相流化床反應器的獨特設計，適宜高氫氣濃度操作，生產均聚物時，反應器的單程轉化率可達50%以上。多相共聚采用氣相法密相流化床反應器，生成的聚丙烯顆粒粒徑達2mm左右，且粒徑分布窄，堆密度可達到450kg/m3，如若采用一個氣相反應器系統，還能夠生產乙烯含量在8～12wt%的抗沖共聚物[2]。該工藝可最大程度脫除粉料中夾帶的氣相組分，降低產品的氣味等級和TVOC含量，相對其他工藝更加潔凈，在醫療和汽車料上具有優勢。

1.3 Innovene、Horizone聚丙烯工藝

Innovene聚丙烯生產工藝采用臥式攪拌床反應器，為活塞流模型，具有低能耗、操作彈性大、質量控制好等特點。Horizone氣相法聚丙烯工藝與Innovene聚丙烯工藝技術頗為相似，兩種工藝在流程設計上相差不大。Innovene工藝的氣鎖器系統是該工藝的一大特點，作為粉料輸送系統和脫揮發系統，主要是將第一反應器生產的聚丙烯粉料輸送到第二反應器，并脫除粉料中含量較高的氫氣。在生產抗沖共聚物時，由于兩個反應器的氣相組分、濃度各不相同，氣鎖器系統就起到了關鍵隔離作用，而Horizone工藝則增加了催化劑預聚合單元，去除了氣鎖單元。

1.4 Novolen聚丙烯工藝

Novolen聚丙烯工藝可以生產全范圍的聚丙烯產品，采用PTK催化劑，以液相丙烯為載體，通過特殊設計的設備加入到反應器中。可生產融指(MFR)在0.2～100g/10min之間的聚丙烯樹脂，等規度高達90%～99%，且產品拉伸模量較高，Novolen工藝兩個反應器即可串聯操作生產抗沖共聚物，也可并聯操作生產均聚物和無規物[3]。

1.5 Unipol聚丙烯工藝

Unipol工藝采用氣相流化床技術，其特點是流程簡單，裝置布置緊湊，所需設備不多，項目投資也相對較少。另外，Unipol工藝還可進行超冷凝態氣相流化床工藝操作，反應器在體積不增加的情況下可大大提高生產能力，實驗證明如果將反應器內液相的比例提高到45%，則反應器生產能力能提高到200%，兩臺串聯反應器生產的抗沖共聚產品分子量分布很寬，抗沖共聚物乙烯含量最高可達21%，橡膠相含量為35%[4]。

2 國內聚丙烯生產現狀

2.1 聚丙烯產能

2019年是中國聚丙烯產能投放大年，總產能達到2549萬噸，較去年增長9%，聚丙烯投產裝置達到113套，華北地區12套，占總產能8.4%；東北地區14套，占總產能11.26%；華東地區21套，占總產能22.73%；華南地區20套，占總產能18.20%；華中地區9套，占總產能4.55%；西南地區2套，占總產能2.35%；西北地區35套，占總產能33.46%。由此可看出，我國聚丙烯生產裝置西北地區較多，華東以及華南地區次之。

西北地區煤炭蘊藏豐富，導致煤制聚丙烯裝置多建于此地區，2019年煤制聚丙烯總量達654萬噸，占比26.16%。由于東部沿海地區丙烷采購較為方便，丙烷脫氫(PDH)制聚丙烯裝置多集中在華東地區，2019年以丙烷脫氫(PDH)為來源的聚丙烯產能占9%左右，發展速度較快。石油制聚丙烯裝置占總產能60%以上，主要分布在中石油、中石化等國有企業所在地，以及部分地方企業。從2020年至2021年發展種類方面來看，2020年將是聚丙烯發展壯大的一年，新增產能將達到570萬噸，油制聚丙烯投產比例占59%，丙烷脫氫法制聚丙烯占27%，煤制聚丙烯裝置投放有所減緩，如表1所示。

2.2 進出口量

據海關統計，2019年中國聚丙烯(PP)進口總量達到504萬噸，同比2018年增長13.7%，聚丙烯進口貨源主要還是來自韓國、沙特、新加坡、阿聯酋、泰國等地區，進口料中多為通用均聚和共聚貨源，高端貨源供應數量變化有限。韓國、新加坡主要供應專用料為主，沙特主要供應通用料，阿聯酋主要供應嵌段共聚及低價無規。從各省市全年進口總量上看，廣東省進口聚丙烯量最多達到35.5%，浙江省24.81%，上海、江蘇分別為10.9%和9.11%。

表1 2020-2021年國內聚丙烯計劃投產裝置

在進口貿易方面，國內聚丙烯多采用一般貿易方式進口，進口總量在60%左右，進料加工貿易緊隨其后，占比達到30%左右，而保稅區倉儲和來料加工貿易占比相對較小。

2019年中國出口聚丙烯(PP)總量約40萬噸，同比2018年增加28%左右，中國主要出口方向仍為東南亞地區，東南亞地區以越南為代表，占據出口地首位，其他出口國集中在沙特、新加坡及阿聯酋等。

3 聚丙烯行業發展趨勢及發展策略

3.1 行業發展趨勢

隨著大連恒力石化(40萬噸/年)、浙江石化(90萬噸/年)等油制聚丙烯投產，煙臺萬華(30萬噸/年)、東華能源(80萬噸/年)、青島金能科技(45萬噸/年)丙烷脫氫法制聚丙烯投產，中煤榆林(30萬噸/年)煤制聚丙烯接踵投產，估計到2022年，我國聚丙烯的生產能力將到達3200萬噸以上。但結構性供應過剩及供應不足的情況仍然存在，一方面是低端通用型產品過剩，另外一方面，一些高端共聚聚丙烯、膜級聚丙烯及透明料仍將以進口產品為主，未來國內通用聚丙烯的競爭將進一步加劇，市場價格的競爭將更加激烈[5]。

3.2 發展策略

開發高附加值產品。目前我國聚丙烯通用料產能已經達到嚴重過剩程度，雖然近幾年專用料、透明料領域也有所開拓，但是高性能、高品質產品仍主要依靠進口。據統計，2019年國內拉絲產量占比已由43%降至33%，抗沖共聚類產量已由19%到增長到23%，但新牌號開發空間仍較大，今后各生產企業、研究機構應大力調整產品結構，積極開發專用料、透明料、高附加值產品，逐步改變國內聚丙烯高端產品主要依靠進口的現狀，實現由成本競爭向附加值競爭的轉變。

重視新技術研發。聚丙烯生產技術的基礎研究方面依舊存在短板，大型擠壓機組等關鍵設備和聚丙烯催化劑核心技術國產化的研發及推廣應用不足，這使得中國聚丙烯行業的整體競爭力與發達國家存在實質性差距。

聚丙烯發展應合理布局。我國煤炭制聚丙烯企業多重視低端產品的生產，如果不加以控制新增產能，必然會導致產品結構不合理以及產能過剩問題的出現。相比石油制聚丙烯企業則比較注重高端產品的生產，但國內市場近年來低端產品需求量不斷上漲，對油制聚丙烯企業發展帶來諸多不利因素，基于此，石油制聚丙烯企業應該在研發技術基礎上，重視低端產品的生產，提高產品的出口量，并將其作為重要的利益增長點。

開展出口業務。隨著國內聚丙烯產能的大幅擴張，銷售公司以及生產廠家要統籌考慮國際、國內兩個市場，既要繼續細化國內市場，又要大力開拓國際市場，深入研究國際銷售相關法律法規，選準出口產品、聚焦目標市場、鎖定貿易方式、穩抓出口時機，積極穩妥地開展出口業務，以減輕國內市場壓力。

優化下游客戶。為更好做到企業與下游客戶對接，了解供需關系，企業應加大力度與工廠直接對接，尤其是具有行業代表性或者行業發展方向的客戶，根據客戶實質性需求，定制生產高質量、實用性強的特殊牌號產品，企業與客戶一起做精下游領域或做精某個市場，建立雙方合作共贏的緊密關系。

4 結語

未來幾年，隨著市場競爭加劇，我國聚丙烯行業將面臨巨大挑戰，一方面對于產能逐漸擴大的問題，上游生產企業應根據下游市場需求合理進行排產，控制綜合投產率，提高全年開工率，提升企業成本優勢；隨著大基建時代來臨，多進行大數據分析，尤其是一些老企業更應與時代接軌，提升企業科技優勢。有能力的企業應尋求時機，大力開發國際市場，消化國內低端產品市場，刺激高端料消費，全方面提升企業整體競爭力，為聚丙烯行業尋求更多發展方向。