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超高分子量聚乙烯需走“高”、“专”之路

2018-10-16

■ 中国化工信息中心咨询事业部 孙楠

欧美开发起步较早

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)最早由德国Hoechest公司于1958年实现商品化,其后美国Hercules和日本三井石油化工公司以及法国相继投入工业规模生产。截至2017年底,世界超高分子量聚乙烯主要生产企业有塞拉尼斯、巴西Braskem公司、荷兰的DSM公司及日本三井化学公司等。

塞拉尼斯在德国的欧伯豪森、美国德克萨斯州的毕肖普以及中国的南京都设立了生产基地。2008年在南京投产的超高分子量聚乙烯新装置进一步提升了塞拉尼斯的整体制造能力,使其超高分子量聚乙烯产品得以覆盖全球。随着中国装置的上线,塞拉尼斯公司3个工厂的总产能已达到了9万吨。目前塞拉尼斯又在南京工厂投资3200万元扩建1.4万吨超高分子量聚乙烯粉料产能。

表1  2017年超高分子量聚乙烯主要生产企业

单位:万吨/年

企业名称                                       

产能

技术来源

备注

中石化燕山石化(北京东方石

油化工有限公司助剂二厂)

2.0

淤浆法(赫斯特公司)


九江中科鑫星

2.0

淤浆法(中国科学院上海有机化学研究所)

一期2万吨/年于2016年底开始试生产

上海联乐化工科技有限公司           

1.05

淤浆法(上海化工研究院)    

共3套装置:

A.在上海化工研究院500吨/年,

B. 0.5万吨/年超高分子量聚乙烯

C. 0.5万吨超高分子量聚乙烯管材料

河南沃森超高

1.0

淤浆法(上海化工研究院)    

一期1万吨/年已经在2016年底建成。

安徽省特佳劲精细化工有限

责任公司(简称特佳劲)

0.72

间歇法


无锡富坤化工有限公司

0.4

间歇法


齐鲁石化

0.3

淤浆法


辽阳石化

0.2

淤浆法


扬子石化

0.1

淤浆法


塞拉尼斯(Celanese) 泰科纳TOCNIA工程塑料公司

2.0

淤浆法(赫斯特技术)


其他

0.23


国内一些小型等企业产能不稳定,产品主要为100万左右的低端产品

合计

10.0



巴西Braskem公司是世界超高分子量聚乙烯第二大生产商,其在美国和巴西工厂的超高分子量聚乙烯总产能约为7万吨。该公司下属得克萨斯州拉波特生产工厂完成了第一个全年的UTEC®超高分子量聚乙烯生产,包括推出新的UTEC®9540产品,这是当今全球分子量最高的商用聚乙烯聚合物。目前主要面向美洲市场,但正在积极开发全球市场。

荷兰DSM公司、日本三井公司和韩国大韩油化的超高分子量聚乙烯生产规模相对较小。除生产常规牌号外,还提供特殊牌号(如注射成型牌号、纤维牌号和超细超高分子量聚乙烯)。其中DSM公司主要向欧洲市场供货,三井公司集中在日本市场。

超高分子量聚乙烯在欧美开发应用起步较早,起初的年增长速度为3%~5%,较为平缓。近几年,超高分子量聚乙烯的发展十分迅速。20世纪80年代以前,世界平均年增长率为8.5%,80年代以后,增长率高达15%~20%。到2017年全球超高分子量聚乙烯的总需求量已达到约18万吨。  

国内发展将进入高速时期

1.生产方面

2017年,我国超高分子量聚乙烯总的产能已达到约10.0万吨。国内主要生产企业有中石化燕山石化(原北京东方石油化工有限公司助剂二厂)、九江中科鑫星、上海联乐化工科技有限公司、特佳劲精细化工有限责任公司、无锡富坤化工有限公司、齐鲁石化等,详见表1。截至2017年底,国内有7个已经披露的超高分子量聚乙烯新建拟建项目(详见表2),合计新增产能为14万吨。预计今后几年将是国内超高分子量聚乙烯产业继续高速发展的时期。

表2  中国超高分子量聚乙烯产品新建拟建项目

单位:万t/a

企业名

产能                                             

投产时间                                    

中玺新材料(安徽)有限公司                          

2.5

2018年

塞拉尼斯南京

1.4

2019年

南京金陵塑胶化工有限公司

1.0

2020年

安徽丰达新材料有限公司

3.0

拟建

平原信达化工有限公司

1.0

拟建

九江中科鑫星

4.0

二期拟建

河南沃森超高

1.0

二期拟建

合计

14.0


2.进出口方面

2012年,由于中石化燕山石化(东方石化)的超高分子量聚乙烯装置因为环保原因关停,造成国内市场产能减少了2万吨的供应,导致超高分子量聚乙烯大量进口。但是随着之后燕山石化的复产和国内其他超高分子量聚乙烯产能的增长,进口量逐渐下降。2014年后,随着国家对超高分子量聚乙烯纤维产业的鼓励,超高分子量聚乙烯的进口量又出现了上升的态势。出口方面,由于2012年燕山石化的停产造成了出口量的大幅下滑,后续随着国内产能的逐渐恢复才又出现了出口的情况,但出口量较小。

3.需求方面

2017年我国超高分子量聚乙烯的表观需求量约为7.0万吨,最大的消费领域是生产板材、型材和管材等。当前,我国经济进入供给侧改革,提升产品附加值和改善产业结构的时期,促进了超高分子量聚乙烯纤维和超高分子量聚乙烯电池隔膜有了快速的发展。同时,下游超高分子量聚乙烯绳缆、织物、新能源电池的快速发展也将对超高分子量聚乙烯带来推动作用。预计未来几年,超高分子量聚乙烯的需求将会快速增长。从消费结构上看,用于生产板材、棒材及异型材约占42%,工业管材约占17%,纤维约占21%,滤材约占15%,其他约占5%。

未来发展方向

从生产端来看,近两年,中石油辽阳石化(辽阳石化研究院与兰化研究院共同开发的技术)、中科鑫星(中科院上海有机化学所技术)和河南沃森超高(上海化工研究院技术)均凭借其自身的规模效应挤入超高分子量聚乙烯的市场。其中,中科鑫星超高分子量聚乙烯项目按照规划全部建成后,产能将达6万吨,成为国内最大的超高分子量聚乙烯供应商;中石化将东方石油化工搬迁至燕山石化,后续可能还有进一步的搬迁计划,所以严重影响了中石化的超高分子量聚乙烯的生产能力;中石油辽阳石化试产超高分子量聚乙烯成功,已经掌握了相关技术,后续也可能会进一步扩大生产。外企方面,塞拉尼斯计划扩建位于南京的超高分子量聚乙烯工厂;DSM入股山东爱地,在中国的超高分子量聚乙烯纤维市场发力,未来中外企业的竞争也将越来越激烈。

消费端的超高分子量聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶并称为世界三大高性能纤维,也是迄今规模化应用最广、发展最快的高性能纤维中的一个品类。经过多年发展,在国家有关部门支持下,我国超高分子量聚乙烯纤维行业取得了重要进展,近两年全国产量突破9000吨,全行业开工率保持在70%以上,各应用领域用量都有不同程度增长。

未来,我国将重点开发超高分子量聚乙烯在纤维复合材、锂电池隔膜、轨道交通/海洋交通/航空航天等领域,以及市政领域的应用。超高分子量聚乙烯产业将形成高性能化和专用树脂化的发展趋势。



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