国内茂金属催化剂需求快速增长，有望实现技术突破

• 侯贺 2023年9月26日 来源：中研网 1473 98
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茂金属是第五代催化剂，茂金属和非茂金属成为新研究热点。90年代开发的茂金属催化剂是第五代聚丙烯催化剂，茂金属催化剂生成聚合物具有分子量分布窄、聚合物结构可控、可对聚合物进行分子剪裁等特点，进一步扩大了聚丙烯的应用领域，现已经能进行工业化生产，但目前在市

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近年来，应用茂金属催化剂生产的聚烯烃产品产量迅速增加并凭借其优异的材料特性占据市场。具体来看，茂金属聚烯烃产品包括茂金属聚乙烯（mPE）、茂金属聚丙烯（mPP）、茂金属间规聚苯乙烯、茂金属环烯烃、聚烯烃弹性体（POE）、环烯烃共聚物（COC／COP）等。

 

mPP有五种主要产品，处于产业链中游。mPP根据聚合方式分为等规聚丙烯、共聚聚丙烯、无规聚丙烯、间规聚丙烯及等规聚丙烯蜡。从产业链来看，mPP处于产业链的中游，上游主要原材料为茂金属化合物和丙烯，其中丙烯主要通过石脑油、甲醇及丙烷制取；下游主要应用于纺丝和无纺布、注塑及膜制品领域。

 

mPP有高透明度和光泽度，全球下游主要应用于医疗卫生和食品包装。mPP的透明性和表面光泽度可与其他一些透明树脂(聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS等)相媲美，性能价格比也优于PC、PS、PET等，因此被广泛应用于透明包装、医疗器械、家庭用品、一般工业等领域，其中医疗卫生和食品包装领域是茂金属最主要应用方向。茂金属聚丙烯由于有更高的热变形温度、更高的弯曲模量、更高的热封性能、更高的透明度和极低的溶出物含量，在食品领域应用占有优势，而在医疗卫生领域的优势是其韧性好且不容易断裂。

 

mPP生产工艺分为本体法-气相法和气相法，难度和成本比传统聚丙烯高。国际龙头企业大多使用原有聚丙烯产线生产mPP，因此mPP的加工工艺多为在原有生产产线上的优化。mPP的加工工艺主要集中于本体法-气相法组合工艺和气相法聚丙烯工艺这两种。茂金属催化剂的控制对于技术要求非常高，同时也需要厂商拥有较为丰富的mPP生产经验，同时茂金属催化剂的消耗更多、对杂质、水等物质更为敏感，mPP产线对丙烯的纯度要求更高。因此与传统Z-N催化剂生产方式相比，mPP的生产难度更大、生产成本也更高。

 

 

传统Z-N催化剂使用最为广泛，经历四次更新换代。Z-N催化剂是最早使用的聚丙烯催化剂，自20世纪50年代问世以来，经过了不断的改进和创新，目前已经发展到了第四代，催化剂的活性已从最初的几十倍提高到几万倍，PP的等规指数已达到98%以上，生产工艺也大为简化。如今Z-N催化剂的使用依旧最为普遍，且仍是研发的热点，在高活性、高定向性的基础上向系列化、高性能化、专用化方向发展。

 

茂金属是第五代催化剂，茂金属和非茂金属成为新研究热点。90年代开发的茂金属催化剂是第五代聚丙烯催化剂，茂金属催化剂生成聚合物具有分子量分布窄、聚合物结构可控、可对聚合物进行分子剪裁等特点，进一步扩大了聚丙烯的应用领域，现已经能进行工业化生产，但目前在市场中的渗透率比较有限。此外，近年来非茂金属催化剂的开发也相当活跃，它保持了茂金属催化剂性能的同时，兼有更为突出的特点和低廉的成本。未来茂金属和非茂金属催化剂的研究将继续深入，发展目标是进一步实现技术的工业化和启动需求量较大的通用市场。

 

 

我国茂金属催化剂及其催化产品的研究与开发始于20世纪80年代末，从事该工作的主要有中国石油化工股份有限公司 、中国石油天然气股份有限公司、 中国科学院化学研究所、浙江大学、华东理工大学等。2014年，中国石油石化院与哈石化以mPP催化剂为突破口，借助专项子课题新型聚丙烯催化剂的开发与工业应用，围绕茂金属透明聚丙烯产品进行联合攻关。2017年中国石油石化院与哈石化成功研发出mPP催化剂（PMP-01）。2018年3月16日，燕山石化成功生产出mPP产品，这是中国工业化连续生产装置上首次实现mPP的成功开发，标志着燕山石化成为中国首家mPP连续生产企业。2020年8月，茂名石化开展国产mPP催化剂应用试验，在间歇本体聚合工业装置上共生产出12.7吨mPP产品。此次试验解决了催化剂投料堵塞、反应不受控等难题。这标志着该催化剂成为中国首个在本体聚合工业装置上获得应用成功的国产高等规mPP催化剂。2020年10月30日，中国石油石化院开发出2种茂金属超高熔体质量流动速率聚丙烯，产品技术性能达到指标要求，开启了茂金属催化剂直接聚合制备熔喷纺丝聚丙烯材料的工业化之路。2020年12月16日，扬子石化研究院科研团队在聚丙烯中试装置上实现了mPP生产工艺的新突破，也实现了mPP生产的连续稳定运行。这也是中国继燕山石化后第二家实现连续生产的企业。

 

2022年4月27日，中国石油独山子石化公司用环管技术成功生产出1000吨mPP（mPP35S）产品，彻底消除了降解法生产带来的异味问题。利用环管技术生产mPP在国内尚属首次，并且突破了生产技术瓶颈，首次实现装置长周期运行。该产品是高端无纺布的理想原料，其成功生产，将有望缓解我国大量依赖进口的局面。

 

国内下游主要应用于熔喷料，带动mPP需求提升。中国进口的mPP最主要的需求端是熔喷料，此外还有医疗领域的高端卫生产品，如口罩、手术床单、手术服、高端孕婴用品、输液袋、高端纸尿裤、高端卫生巾等，极少量茂金属聚丙烯被用于高端产品包装，如高端日用品、化妆品的包装等(代表企业如日本花王、资生堂等)。另外，mPP具有低溶出物的性质，因此可被用于食品包装，结合其高透明度，可用于水瓶、婴儿奶瓶等产品。由于少数牌号的mPP具有良好的热封性，因此也被用于电子产品加工过程中电路板的包装。

 

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