聚乙烯市场高速增长拓展α-烯烃发展空间
2019-02-14中国石化有机原料科技情报中心站
自1977年美国UCC公司采用乙烯和α-烯烃共聚生产聚乙烯以来,各大公司纷纷积极开展此类研究,并取得较好的成果。目前已经工业化的共聚单体有1-丁烯、1-己烯、1-辛烯和4-甲基-1-戊烯。通常当α-烯烃用作生产线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体时,其平均含量为8%~10%;用作高密度聚乙烯(HDPE)的共聚单体时,其平均含量为1%~2%。
据统计,截至2018年9月,中国聚乙烯总产能为18.37 Mt/a,其中低密度聚乙烯(LDPE)产能3.13 Mt/a,高密度聚乙烯(HDPE)产能5.80 Mt/a,线性低密度聚乙烯(LLDPE)产能4.89 Mt/a,全密度聚乙烯(HDPE/LLDPE)产能4.55 Mt/a。根据目前处于在建、前期工作和计划阶段的轻烃利用项目、炼化一体化项目和CTO/MTO项目的进展情况,预计到2023年将形成31 Mt/a聚乙烯产能。2018—2023年,新增聚乙烯产能13.3 Mt/a,年均复合增速达10%。预计到2023年底,中国LLDPE和HDPE产能将达到26 Mt/a。
聚乙烯市场持续高速增长,为α-烯烃作为共聚单体提供了广阔空间。LLDPE下游需求中薄膜领域的消费占比约为85%,其余为注塑、电线电缆、滚塑等领域。以LLDPE为原料的塑料薄膜集中在两大领域,农膜占比30%,包装膜占比70%。中国塑料薄膜消费逐年提高,近5年复合增长率约为10%。随着生活消费领域的增长,LLDPE下游需求将延续增长态势,从而支撑LLDPE产能扩张与消费增长,也为α-烯烃作为共聚单体提供了广阔的市场空间。由于房地产后置周期、海绵城市建设、煤改气和农村水网改造的综合作用,PE管材行业需求旺盛,将成为未来支撑HDPE行业增长最大的亮点。预计到2023年底,中国LLDPE和HDPE产能将达到26 Mt/a,当年产量将达22.5 Mt。在中国聚乙烯产业发展的驱动之下,LLDPE和HDPE对于α-烯烃的理论需求量为1.35 Mt/a,预计实际消耗量将达到约1.2 Mt/a,较2017年底增长74.4%。
聚乙烯高端化差异化发展,高碳数α-烯烃产能不足成短板。目前,中国HDPE和LLDPE生产装置仍主要以1-丁烯为共聚单体。使用1-丁烯共聚LLDPE薄膜强度低,透明性低,因此不少厂家在实际应用过程中为提高透明度而添加LDPE,为提高强度则添加HDPE;但添加了LDPE后,薄膜的强度下降,影响使用;添加了HDPE后,强度提高但透明性下降,且影响薄膜的耐老化性能。随着中、高档薄膜产品的广泛应用,市场对LLDPE有了更高的要求。工业界趋向于以1-己烯、1-辛烯代替1-丁烯作为共聚单体。在近年来快速发展的茂金属聚乙烯中,更是摒弃了1-丁烯,只使用1-己烯和1-辛烯作为共聚单体,开发出单体含量更高、性能更优异的聚乙烯产品。目前,国外公司生产开发的PE新产品约94%采用1-己烯作为共聚单体。目前,中国仅中国石化北京燕山分公司、中国石油大庆石化分公司和独山子石化分公司已分别建成1-己烯工业化生产装置,合计产能75 kt/a。1-辛烯由于产量与纯度不高,无法满足聚合生产的需求,其相关产品一直处于国外垄断状态。面对2023年1.2 Mt/a的α-烯烃需求,中国现有供应远远不能满足,这将严重影响聚乙烯产品更新迭代。
随着中国PE高端化差异化发展策略的推进,现有项目转产及新建项目对1-己烯、1-辛烯的需求量将与日俱增,相关技术短板亟需补齐。