聚丙烯是五大通用塑料之一。近年來，聚丙烯工業(yè)的發(fā)展，帶動了汽車、電器、農(nóng)業(yè)、建筑等行業(yè)的迅猛發(fā)展。
聚丙烯技術進步的關鍵在于聚合催化劑及相應的聚合工藝的進步。
8月18日，石油化工研究院開發(fā)的聚丙烯催化劑PSP—01在撫順石化公司9萬噸/年聚丙烯裝置上，順利完成長周期工業(yè)應用試驗。試驗歷時71天，平穩(wěn)運行1700多個小時，共生產(chǎn)高檔纖維專用料系列產(chǎn)品、高速雙向拉伸薄膜專用料(BOPP)、高透明吹脹膜專用料等5個牌號1.7萬多噸優(yōu)級品聚丙烯，產(chǎn)值達到2.1億元。
長周期工業(yè)試驗結果表明，催化劑PSP—01氫調(diào)敏感性優(yōu)良，共聚性能好，對裝置適應性強，聚合過程平穩(wěn)，尤其在用加氫法生產(chǎn)高熔指聚丙烯專用料時有明顯優(yōu)勢。此次工業(yè)試驗生產(chǎn)的高熔指纖維料產(chǎn)品，是中國石油首個在環(huán)管裝置上用加氫法生產(chǎn)的高熔指纖維專用料。同時，生產(chǎn)的BOPP專用料，達到同類進口高檔產(chǎn)品水平。
此次工業(yè)試驗的成功，標志著中國石油自主開發(fā)的第一個聚丙烯催化劑PSP—01技術已經(jīng)成熟，將在國內(nèi)聚丙烯環(huán)管裝置上推廣應用，為中國石油優(yōu)化合成樹脂產(chǎn)品結構、提升市場競爭力奠定堅實基礎。
近幾年，我國聚丙烯生產(chǎn)能力持續(xù)快速增長。國內(nèi)聚丙烯后加工行業(yè)相繼引進多臺套大型加工設備，對聚丙烯加工性能要求不斷提高。然而，我國聚丙烯高檔專用料仍要大量依靠進口，掌握核心催化劑技術、提高產(chǎn)品質量、優(yōu)化產(chǎn)品結構迫在眉睫。
中國石油是聚丙烯的重要生產(chǎn)商，近年來生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴大，目前生產(chǎn)能力已達到346萬噸/年，約占國內(nèi)聚丙烯總產(chǎn)能的1／3。然而，由于歷史的原因，中國石油聚丙烯工藝技術研發(fā)能力和生產(chǎn)能力相對落后，幾乎所有工藝設備全部成套引進，催化劑全部依賴外供。
為改變技術受制于人和市場份額較低的現(xiàn)狀，中國石油通過聚丙烯催化劑技術進步和成套工藝研發(fā)扭轉局面，在聚丙烯催化劑及成套工藝研發(fā)方面持續(xù)加大投入，全力支持這一領域的重點研發(fā)項目。石油化工研究院一直致力于煉油和化工催化劑及成套工藝的開發(fā)，先后開發(fā)了系列煉油和化工的催化劑以及相關工藝包。2007年，石油化工研究院申報的聚丙烯催化劑PSP—01研發(fā)項目在中國石油科技管理部正式立項。
研發(fā)項目組研究決定，不僅開發(fā)催化劑，而且要通過開發(fā)高水平的催化劑生產(chǎn)高附加值聚丙烯。
項目組經(jīng)過廣泛的文獻調(diào)研和深入的分析討論，決定首先從給電子體入手。給電子體是聚丙烯催化劑中重要的一個組分。項目組經(jīng)過幾百次小試研究，測試了上千個樣品，在經(jīng)歷多次失敗后，用時一年半，研發(fā)出了一類新型的環(huán)境友好型有機化合物作為給電子體，研發(fā)成功的催化劑具有優(yōu)良的催化性能，突破了國內(nèi)外公司的專利壁壘，形成了具有完全自主知識產(chǎn)權的原始創(chuàng)新技術。
在實現(xiàn)了給電子體技術的原始創(chuàng)新之后，項目組進一步改進載體成型技術，改進催化劑制備方法，形成完整的PSP—01聚丙烯催化劑技術。目前，這個項目已獲得2項國際專利、9項國內(nèi)專利，成為具有完全自主知識產(chǎn)權的成套技術群。
在工業(yè)試驗中，為實現(xiàn)聚丙烯高性能化與差別化的目標，科研人員摒棄以往生產(chǎn)高熔指聚丙烯樹脂時使用降解劑的做法，利用催化劑PSP—01良好的氫調(diào)敏感性直接在生產(chǎn)裝置上開發(fā)了系列高流動性聚丙烯纖維樹脂。
科研人員還利用催化劑PSP—01良好的共聚性能開發(fā)了用于高速雙向拉伸薄膜(BOPP)的聚丙烯樹脂，極大地提高了聚丙烯薄膜加工效率和薄膜品質。工業(yè)試驗生產(chǎn)的聚丙烯樹脂的大規(guī)模應用，證明催化劑PSP—01可在現(xiàn)有工業(yè)裝置上安全平穩(wěn)運行，標志著中國石油已具備開發(fā)系列高品質聚丙烯樹脂的能力。
在中國石油科技管理部和煉油與化工公司的大力支持下，項目組在哈爾濱石化公司完成了催化劑PSP—01間歇式液相本體工業(yè)試驗，在撫順石化公司完成了兩次連續(xù)法工業(yè)試驗，生產(chǎn)出系列聚丙烯催化劑和系列聚丙烯產(chǎn)品，為催化劑PSP—01實現(xiàn)更大范圍的推廣應用奠定了基礎。
知識卡片
聚丙烯是一種無毒、無臭、無味的乳白色高結晶的聚合物。它具有較高的耐沖擊性，機械性質強韌，抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕，是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂。
正是由于聚丙烯工業(yè)的發(fā)展，帶動了汽車、電器、農(nóng)業(yè)、建筑等行業(yè)的迅猛發(fā)展，給人們的生活帶來了便利。現(xiàn)在，汽車上已開始大量使用聚丙烯產(chǎn)品代替原來的鋼鐵部件，大大減輕了汽車自重，在保證汽車正常使用的前提下，達到了節(jié)能減排的效果。
汽車可塑化的主要部件
世界產(chǎn)能分析圖
專家視點
為聚丙烯工業(yè)快速發(fā)展擔責任
聚烯烴材料的發(fā)展與催化劑技術進步密不可分。每一種新型催化劑體系的成功開發(fā)，都會帶來新型聚合工藝和聚烯烴產(chǎn)品的問世，使聚烯烴在更廣闊的領域中得到應用。
催化劑是聚丙烯技術的核心，是影響聚丙烯樹脂性能的決定因素。目前，工業(yè)聚丙烯催化劑已走過了一個多達五代、性能代代提升的發(fā)展歷程。隨著催化劑性能的持續(xù)提升,不但聚丙烯樹脂性能得到不斷改善,而且聚合工藝流程也朝著更簡化、更高效和更環(huán)保的方向發(fā)展。
縱觀聚丙烯工業(yè)發(fā)展的歷史，我們不難發(fā)現(xiàn)，聚丙烯技術大約每隔15年就會發(fā)生一次重大改進。聚丙烯技術的快速發(fā)展與新催化劑開發(fā)及聚合工藝創(chuàng)新方面的突破密不可分，催化劑開發(fā)與聚合工藝創(chuàng)新二者相輔相成、相互促進，同時各種催化劑及各種聚合工藝之間也相互借鑒，共同推動聚丙烯技術快速發(fā)展，日趨成熟完善。
先進的聚丙烯技術給人民的生活帶來了極大便利。隨著汽車用聚丙烯產(chǎn)品的不斷開發(fā)，越來越多的聚丙烯產(chǎn)品替代了原來的鋼鐵產(chǎn)品，國外車用塑料聚丙烯化已成為發(fā)展趨勢。
應該清醒地認識到，聚丙烯的過快發(fā)展給回收再利用也帶來了挑戰(zhàn)，使用和處理不當會造成白色污染。
機遇和挑戰(zhàn)并存。這需要廣大聚丙烯技術研究者在研究聚丙烯先進生產(chǎn)技術時，著重探索聚丙烯的回收再利用，爭取早日實現(xiàn)高使用、可回收、可降解的環(huán)保目標。