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万华、盛虹、卫星等重磅押注,这个材料能否成下个风口?

来源:网络 时间:2022-09-22

聚烯烃弹性体(Polyolefin Elastomer,POE)是一种乙烯/α-烯烃两种单体的无规共聚物,技术上来看,POE的诞生和发展与茂金属催化剂和溶液聚合工艺的发展密不可分。由于具有高α-烯烃比例,且有特殊的两相结构,POE拥有良好的低温韧性、易于热塑加工、密度低、耐候性好等特点。广泛应用于聚烯烃材料增韧改性、发泡、胶粘剂等领域。近年来成为光伏胶膜领域的关键材料。


◆ POE生产壁垒很高,目前全部被跨国公司垄断。目前POE的生产主要被陶氏化学、埃克森美孚、三井、沙比克/SK、LG化学等跨国公司所掌握。国内POE的工业化生产面临高碳α-烯烃供应、单活性中心茂金属催化剂的开发、以及溶液聚合技术突破三个技术和产业壁垒,目前暂无国内企业能够工业化生产。


◆ 供需矛盾进一步扩大,胶膜需求有望驱动POE需求快速增长。POE在光伏领域有体积电阻率低、水汽透过率低、耐老化性能好,电势诱导衰减小等优点,在光伏胶膜领域渗透率将进一步提高。从国内2017-2020年的POE需求情况来看,需求增速CAGR达到27.3%,2021-2022H1年进口增速放缓,但产品价格出现76%的涨幅,表明POE原料相关产品供应严重不足,供需结构失衡矛盾突出。受益于光伏领域需求增长和渗透率提升,预计到2025年有新增POE需求31-47万吨,届时国内POE需求有望突破百万吨。


◆ 国内多家企业工业化突破在即。国内包括万华化学、茂名石化、京博石化、斯尔邦、卫星化学、天津石化、浙江石化等企业或是已经在催化剂、聚合工艺方面开展多年工作并取得突破,或是依托中石化等在相关领域的传统积累,陆续完成了小试,并进入到中试阶段。数家企业千吨级的中试装置已建成或已经开建。并规划了工业化装置。预计最晚在2025年国产POE的工业化装置将建成投产。


万华化学

万华化学中试已运行近1年,开发布局较早。2021年9月万华化学完成中试POE装置建设,2022年3月公司在投资者问答平台宣布产出合格中试产品,目前在下游各领域进行应用开发。从万华化学在茂金属、α-烯烃齐聚、烯烃高温溶液聚合等相关领域的专利布局来看,目前持有或处于审查状态专利有32件,最早可以追溯到2017年。除中石化和中石油体系外,万华是在相关领域的专利布局数量最多、范围最广、自主开发工作的启动时间最早的企业之一。


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20万吨/年工业化项目随二期乙烯共同实施。根据2020年11月万华化学聚氨酯产业链一体化-乙烯二期项目环境影响报告披露,20万吨/年POE项目作为该一体化项目配套项目之一建设。包括两套主要装置,辛己烯(OHE)装置和POE装置。其中辛己烯装置产能规模9.2万吨/年,POE 装置产能规模20万吨/年。该装置年操作时间8000h,操作弹性60~110%。POE装置主要生产单元有:原料净化单元、催化剂配置及加料单元、聚合单元(含齐聚、共聚)、脱挥与回用、造粒与干燥、包装置与码垛,及装置内废水预处理等。原料乙烯、产品储罐布置在全厂罐区内。本装置产品包装、产品仓库均依托全厂LDPE/HDPE/PP/POE 包装、立体仓库。主要原料有乙烯和氢气,乙烯来源于二期乙烯装置,氢气来源于园区管网。该项目采用的溶剂主要为异构烷烃、甲基环己烷、异辛醇等,年耗用量约3000吨。该装置产生的需焚烧处理的废液量约为1.6万吨/年。在α-烯烃生产方面选用的是选择性三聚和四聚。在聚合工艺方面,采用目前行业内主流茂金属高温溶液聚合路线。


乙烯二期获批,POE产能加倍。2022年8月22日,万华公告显示乙烯二期项目正式获得国家发改委和工信部批准。新的建设方案中将POE产能规模提升至了2*20万吨/年。


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茂名石化

茂名石化1000吨/年中试装置已在实施中。2021年9月,茂名市生态环境局对中石化茂名分公司1000吨/年聚烯烃弹性体(POE)中试项目做出了批示。相关公示显示,茂名石化主要建设内容为一套1000吨/年聚烯烃弹性体(POE)中试装置。项目公用工程、辅助工程等依托化工厂区现有已建工程。项目总投资约22673万元,其中环保投资约73万元。拟生产产品包括600吨/年乙烯/1-辛烯弹性体、200吨/年乙烯/1-己烯弹性体、200吨/年乙烯/1-丁烯弹性体。


5万吨/年工业化装置已经开始报批。2022年5月27日广东省能源局公布中石化茂名分公司5万吨/年聚烯烃弹性体(POE)工业试验装置项目采用的主要技术标准和建设方案符合国家相关节能法规及节能政策的要求,原则同意该项目节能报告。项目主要建设内容包括原料精制与进料单元、催化剂配置单元、聚合单元、聚合物脱挥单元、造粒单元、单体及溶剂回收单元等,主要设备包括反应釜、塔器、导热油炉、制冷机、搅拌器、换热器和机泵等。项目能耗量和主要能效指标:项目建成投产后,年综合能耗不高于33645吨标准煤(当量值),其中年电力消耗量不高于2449万千瓦时、1.5MPa蒸汽消耗量不高于11.2万吨;项目聚烯烃弹性体单位产品综合能耗不高于748.61千克标准煤/吨。


以上显示茂名石化正式进军POE产业。但专利检索方面未见茂名石化在茂金属、溶液聚合等相关领域有专利布局。该项目由中石化内部进行技术支持。该中试项目将为茂名石化和天津石化积累基础数据。


卫星化学

在2021年12月30日公司披露的连云港绿色化学新材料产业园项目中包括年产10万吨α-烯烃及配套 POE,形成乙烯、α-烯烃、POE 产业链一体化格局。2022年 6月连云港石化 1000 吨/年α-烯烃工业试验装置项目环境影响评价一次公示,项目具备施工条件,预计今年建成并产出产品。POE 小中试装置正在建设过程中,争取能够配套自建的α-烯烃项目尽快实现工业化。目前相关专利布局可见5篇。


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盛虹集团斯尔邦

江苏斯尔邦石化有限公司成立于2010年12月,是盛虹集团的控股子公司,位于国家七大石化产业基地之一的江苏省连云港市徐圩新区。2017年9月份全面投产,年销售收入逾百亿元。斯尔邦石化主要建设运营240万吨/年醇基多联产项目,以甲醇为原料,生产丙烯、乙烯及衍生精细化工产品,主要包括乙烯-醋酸乙烯共聚树脂(EVA)、环氧乙烷(EO)、乙醇胺、非离子表面活性剂、聚羧酸减水剂单体、丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丁二烯、高吸水树脂(SAP)等。

斯尔邦拟建800吨/年中试装置。2022年5月27日,连云港徐圩新区政府发布环评公告显示,江苏斯尔邦拟建一套800吨/年POE中试装置,并配套原料罐区等公辅设施。项目位于江苏斯尔邦石化有限公司现有厂区内。项目总投资 20417.68 万元,其中环保投资 3275 万元,约占总投资的16%。根据盛虹在8月16日公布的信息显示,该中试装置预计于10月份建设完成。斯尔邦在茂金属催化剂及α-烯烃方向有2篇专利布局,最早一篇公开于2021年4月。

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惠生新材料

惠生集团是以能源化工服务为主的多元化集团公司,主营业务为工程服务、海洋工程及化工新材料,全球化布局。惠生工程是惠生集团旗下业务板块之一,于2012年在香港联交所上市 (02236.HK),是中国领先的能源化工EPC服务和技术提供商,专业从事炼油、石油化工、碳一化工、新材料、LNG及新能源等五大领域的技术和工程建设服务。惠生新材料是集团旗下关注全球化工新材料产业的发展趋势,投资建设高端新材料生产装置,深入研究新材料产品技术和应用。


惠生新材料完成小试, 拟建中试装置,但规模小。2021年8月25日,惠生工程发布公告,惠生新材料委聘惠生工程为其中国江苏省泰兴经济开发区POE中试项目之EPC总承包商。2022年6月惠生(泰州)新材料科技有限公司聚乙烯弹性体中试研发项目进行了环评公示,该中试项目于2021年1月28日备案。

根据公布信息显示,惠生公司近年来组织了研发团队,攻关开发出产品性能优良的热塑性聚乙烯弹性体小试技术惠生自主合成了茂金属催化剂活性中心,工艺路线易于操作、重复性好。以此为基础开发了新型的茂金属催化剂体系,新型体系的茂金属催化剂在较高的反应温度下性能稳定、活性高、与高级α-烯烃的共聚性能好,适合于溶液环境条件下的聚乙烯弹性体的合成。中试工艺包在小试工艺包的基础上进行放大设计,通过放大条件下的催化剂性能和 POE产品脱挥后处理的全流程验证,优化工艺条件,取得反应动力学、热力学等的关键数据,为后续十万吨级的工业化生产装置成套工艺包提供基础数据。

该中试项目投资2987万元,其中环保投资77.2万元。该中试装置产能规模较小,仅3吨/年,该规模更接近于小试。根据公布的专利信息来看,惠生在有3篇专利与茂金属催化得溶液聚合相关。最早一篇申请日期为2020年9月。

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天津石化

根据于天津市规划和自然资源局于2021年4月公示的《天津南港120万吨/年乙烯及下游高端新材料产业集群项目用海有关情况的公示》,中石化天津分公司作为项目建设主体,规划建设10万吨/年POE项目。


天津石化乙烯二期配套规划20万吨/年α-烯烃和10万吨/年POE。该项目中石化天津分公司拟建设120 万吨/年乙烯工程项目以乙烯装置为龙头,沿C2、C3产品链向下游延伸发展。共计建设乙烯裂解等13套装置,项目总投资288亿元。建设周期约30个月。其中包括了20万吨/年α-烯烃装置、10万吨/年POE装置。20万吨α-烯烃装置采用中国石化自主研发乙烯齐聚技术。该技术以乙烯装置来的乙烯为原料,利用乙烯齐聚催化剂,生产高品质高附加值的C4 至C26+等一系列α-烯烃产品。10万吨/年POE项目采用中国石化自主开发的溶液聚合法POE 生产技术,使用北京化工研究院自主开发的催化剂。采用双釜串联操作,可生产丁烯-1/乙烯或辛烯-1/乙烯无规共聚物。反应混合液经杀活、闪蒸脱除未反应单体、挤压造粒、干燥、风送、包装等操作,最终得到聚合物产品。


浙江石化

根据2022年8月18日荣盛石化公告,公司拟新投资641亿元,对浙江石化4000万吨/年炼化一体化相关装置进行挖潜增效。计划包括新建包括35万吨/年α-烯烃装置、2×20万吨/年POE聚烯烃弹性体装置、30万吨/年EVA/LDPE(管式)装置等系列下游项目。项目建成后,可实现年均营业收入6453650万元,每年可实现净利润1136312万元。浙江石化成为又一宣布进入POE市场的化工龙头企业。

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