近日，中国石油科技管理部组织了第23届中国石油十大科技进展评选，评选结果已于揭晓，由兰州石化公司、石油化工研究院、西北化工销售公司、华北化工销售公司共同承担的重大技术现场试验项目——“茂金属催化剂及系列新产品开发工业试验”，获得2022年度中国石油十大科技进展，打破国外专利商对茂金属聚乙烯核心技术的垄断，引领国内茂金属聚乙烯产业高质量发展，推动了中国石油自主茂金属聚乙烯产业发展。
“中国石油与国际石油十大科技进展评选”是由中国石油科技管理部牵头、经济技术研究院具体负责实施的一项业内影响巨大的科技项目评选活动，是全力推进自主创新取得的重大标志性成果和突破性进展的杰出代表，目前已连续举办23届，受到科技工作者和业界广泛关注和一致好评。“
茂金属催化剂及系列新产品开发工业试验”项目从参评的众多候选项目中脱颖而出，被来自中石化集团总部、专业公司、直属科研院所和石油高校等单位的院士、专家联合评选为“2022年度中国石油十大科技进展”。
一直以来，受国外专利商技术垄断的影响，国内茂金属聚乙烯产业发展迟缓，进口依存度高达90%，自主成套技术开发迫在眉睫。
在集团公司科技管理部的大力支持下，兰州石化与石油化工研究院、西北化工销售公司、华北化工销售公司共同组成攻关团队，依托自主茂金属聚乙烯催化剂研发成果，历经4年潜心研究，发明高活性双核茂金属催化体系，建立基于自主催化剂特性的反应模型，开发出支链长度及含量可控的茂金属聚乙烯生产技术，形成了“6万吨/年茂金属气相法聚乙烯装置工艺设计包”，实现了2个系列6个牌号产品的稳定生产，并在30万吨/年全密度聚乙烯装置实现首次工业生产，在线转产一次成功，创造了国内生产规模最大聚乙烯装置生产茂金属聚乙烯的纪录。
该技术有效利用兰州石化已停产装置的部分设备，完成适用于自主茂金属催化剂的全流程设计，将原6万吨/年线型低密度聚乙烯装置改造为6万吨/年茂金属气相法聚乙烯装置，形成自主聚合工艺技术，完成了茂金属催化剂PME-18工业应用试验，形成了吹塑膜料mPE1018、RERT管材料mPE3010、重包装膜料mPE1020三个牌号茂金属聚乙烯产品工业生产技术。截至10月份，累计生产茂金属聚乙烯产品6.97万吨，在金牛管业、咸阳高科、甘肃顾地、兰州中凯等多家下游客户实现规模化应用，性能达到同类进口产品水平。
茂金属聚乙烯：近九成依赖进口
一、什么是茂金属聚乙烯？
茂金属聚乙烯是以茂金属催化剂为基础合成的一种聚乙烯树脂，是近10年来聚烯烃工业最重要的技术革新。产品类型主要包括茂金属低密度聚乙烯、茂金属高密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯。茂金属聚乙烯凭借独特的物理性能和加工性能，在多层共挤吹塑加工中得到了广泛应用，深受国内外包装印刷企业的青睐。
二、常用茂金属聚乙烯的商品牌号有哪些？
随着茂金属催化技术的不断创新和发展，该技术被越来越广泛地用于聚烯烃领域，国内外生产茂金属聚乙烯的生产企业有10余家，如美国埃克森美孚、美国陶氏化学、日本三井东亚、韩国大林和中国石油大庆石化等。常用茂金属聚乙烯的商品牌号、熔融指数及密度如表1所示。
表1 常用茂金属聚乙烯的商品牌号、熔融指数及密度
三、茂金属聚乙烯性能如何
（一）拉伸和抗冲击强度更优
聚乙烯聚合物模量和屈服应力通常与其结晶度密切相关，因此，密度相近的传统聚乙烯和茂金属聚乙烯一般具有相近的模量和屈服应力。但是，两者的拉伸强度却相差较大，相比传统聚乙烯，茂金属聚乙烯具有更大的断裂伸长率。抗冲击强度取决于聚乙烯聚合物的分子结构和分子量，由于茂金属聚乙烯比传统聚乙烯的分子量大且分布较密集，因此具有更好的抗冲击强度。
（二）热封温度较低，热封强度较高
聚乙烯聚合物的熔点主要由含共聚单体少的高分子量部分决定，由于传统聚乙烯具有宽分子量分布结构，在相同密度下，其熔点要高于茂金属聚乙烯的熔点。因此，茂金属聚乙烯比传统聚乙烯的热封温度低，且热封强度高。
（三）透明度更好，雾度值更低
聚乙烯聚合物的透明度会随结晶度的增加而下降，当结晶度一定时，其透明度会随分子量的增大而提高。因此，在相同密度下，茂金属聚乙烯比传统聚乙烯的透明度更好，雾度值更低。
四、茂金属聚乙烯薄膜应用在哪些方面
（一）食品包装
我国是食品生产大国和消费大国，茂金属聚乙烯薄膜凭借众多优势在食品包装领域得到了大量使用。茂金属聚乙烯具有优良的韧性和强度，其薄膜可实现减薄化，从而降低原料、加工和运输成本；茂金属聚乙烯薄膜可通过与BOPET、BOPP、BOPA等薄膜进行复合，制成蒸煮包装袋、窄包装袋等，特别适用于包装肉类食品、方便食品、冷冻食品等产品；茂金属聚乙烯薄膜具有优良的低温封合性能，可在一定程度上提升自动包装机的生产速度，适用于高速制袋生产线。
（二）农产品包装
采用不同工艺配方吹塑而成的茂金属聚乙烯薄膜对水蒸气的阻隔性好，而对氧气的透过性高，这种特性使其特别适用于新鲜果蔬的包装。
另外，利用茂金属聚乙烯吹塑而成的农业人棚膜，具有强度高、防雾化、防滴露、耐老化、透明性好等特性，是农业生产中的良选。
（三）重型包装袋
重型包装袋主要用于包装塑料原料、化肥、饲料、大米和谷物等。茂金属聚乙烯的出现，可使重型包装袋实现减薄化，降低成本，同时还可使重型包装袋的密封性能、防潮性能、防水性能、抗老化性能更加优越，具有遇高温不软化变形、遇严寒不脆断破裂的优点。
五 、茂金属聚乙烯国内需求量大，但高度依赖进口
2022年，我国主要生产茂金属聚乙烯的企业约8家，以mLLDPE 为主。装置产能合计220万吨/年，受催化剂制约，产量较低，约为30.54万吨。
2022年我国茂金属聚乙烯主要生产企业与产能
我国茂金属聚乙烯消费主要依赖进口。2022年我国茂金属聚乙烯（mPE）消费量约为208万吨，而国产企业自产的仅占11%，185万吨需求缺口主要靠进口补充。
六、中国茂金属聚乙烯产业存在的问题
研发方面，国内茂金属聚乙烯发展遇到的主要问题为：从众多茂金属化合物中选择如何合适的主催化剂；在助催化剂方面如何提高收率、降低成本；如何确定MAO(甲基铝氧烷)的组成及结构；如何用合适的技术路线实现助催化剂原料的批量生产；催化剂载体(硅胶)如何实现国产化等。
市场方面，受限于催化剂的成本较高、茂金属牌号切换过程中的物耗能耗较大、茂金属聚合物产品生产及销售尚未达到经济规模、国产茂金属聚合物产品性能尚有待提高、茂金属聚合物的优良性能尚未在国内获得广泛认同等因素，国产茂金属催化剂尚未进入大规模市场应用的暴发期。
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