【财讯】线性低密度聚乙烯LLDPE现货市场研究报告

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线性低密度聚乙烯lldpe现货市场研究报告 2007年07月06日01:03 经易期货

聚乙烯( pe )是五种合成树脂之一，是我国合成树脂中能量最大、进口量最多的品种。 现在我国已经是世界上最大的聚乙烯进口国和第二大支出国。 聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯( lldpe )、低密度聚乙烯( ldpe )、高密度聚乙烯( hdpe )三大类。

一、lldpe介绍

直链状低密度聚乙烯( lldpe )是在催化剂下使乙烯和少量高级α烯烃(例如丁烯1、己烯1、辛烯1、四甲基戊烯1等)高压或低压聚合而成的共聚物，密度为0.915〜0.940g/立方 但是根据astm的d-1248-84，0.926~0.940立方厘米的密度范围是中密度聚乙烯( mdpe )。 下一代lldpe将其密度扩大到了可塑性体( 0.890~0.915立方厘米)和弹性体( 0.890立方厘米)。 但是，美国塑料工业协会( spi )和美国塑料工业委员会( apc )只是将lldpe的范围扩大到塑料成形体，不含弹性体。 20世纪80年代，union carbide和dow chemical企业将早期销售的塑料和弹性体称为非常低密度的聚乙烯( vldpe )和超低密度聚乙烯( uldpe )树脂。

通常的lldpe的分子结构以其线状主链为特征，没有少量或长分支，但含有一点短分支。 没有长的分支，聚合物的结晶性就会提高。

一般来说，lldpe树脂用密度和熔体索引来表示。 密度由聚合物链中共聚单体的浓度决定。 单体的浓度决定了聚合物中的短支链量。 短支链的长度取决于共聚单体的类型。 共聚单体浓度越高，树脂的密度越低。 另外，熔体指数是树脂平均分子量的反映，主要由反应温度(溶液法)和链转移剂的添加(气相法)决定。 平均分子量与分子量分布无关，后者主要受催化剂类型的影响。

lldpe在20世纪70年代由union carbide企业工业化，表现出聚乙烯催化剂和工艺技术的巨大变化，显着扩大了聚乙烯的产品范围。 ldpe使用配位催化剂代替自由基发生剂，用价格比较低的低压气相聚合代替高价的高压反应器，在比较短的时间内以其优异的性能和低价代替了ldpe。 现在，lldpe几乎渗透到了薄膜、成形、管材、电线电缆等以前传来的所有聚乙烯市场。

lldpe产品无毒、无味、无臭，呈乳白色粒子。 与ldpe相比，具有强度高、韧性高、刚性强、耐热、耐寒性等优点，耐环境应力裂纹、耐撕裂强度等性能优异，也可以使用耐酸、碱、有机溶剂等。

2005年，中国的lldpe产量为188万吨，约占pe总产量的35.5%。 使用量为355万吨，约占pe总使用量的33.8%。 预计今后2~3年间，lldpe的消费量将以8%左右的速度持续增加。 以现在的市值12000元/吨计算，我国lldpe的市场规模已经超过400亿元。

(1)、lldpe的应用行业

lldpe的第一应用行业是农业薄膜、包装薄膜、电线电缆、管材、涂层制品等。

线状低密度聚乙烯由于高拉伸强度、优异的耐穿刺性、耐撕裂性，主要用于薄膜的制造。 2005年世界lldpe费用为1617万吨，比上年增加6.4%。 在费用结构中，薄膜产品仍占最大比例，费用1190万吨，占总费用的73.6%，其次是注塑，费用114.8万吨，约占lldpe总费用的7.1%。

2005年，中国lldpe和ldpe支出总量为598万吨，其中lldpe支出量为355万吨，比上年增加25.4%，占lldpe/ldpe支出总量的59.4%。 ldpe费用为243万吨，比上年同期增长0.7%，占lldpe/ldpe费用的40.6%。

从lldpe/ldpe的费用结构来看，薄膜依然是费用的最大品种，费用为485万吨，占lldpe/ldpe总费用的77.5%，其中包装薄膜为313万吨，占总费用的50%。 农用薄膜134.5万吨，占总费用的22.5%； 特殊包装膜37.6万吨，占总费用的6%。 其次是注塑产品，使用量为55.7万吨，占使用总量的8.9%。 之后，按照涂层制品、管材、电线电缆的顺序，费用分别为31.3万吨、18.8万吨、15.7万吨，分别占总费用的5%、3%、2.5%。 其他费用为18.8万吨，占总费用的3%。

从2003~2005年的lldpe/ldpe的使用状况来看，薄膜的使用比例保持在77%左右，第二大品种的注塑制品的使用比例也徘徊在9%左右。 预计今后2~3年内，各品种的绝对消费量将继续增加，但其消费比例几乎维持现在的态势。 由于包装膜的诉求相对较快，农业膜的消费比例下降到20%左右。 由于lldpe的性能得到改善，其应用行业也在扩大，因此未来市场对lldpe的诉求比ldpe和hdpe大幅度增加。

(2)、lldpe的分类

根据共聚单体的种类，lldpe主要分为c4 (丁烯-1)、c6 (己烯-1)、c8 (辛烯-1)三种共聚物。 其中丁烯共聚物是世界上产量最多的lldpe树脂，己烷共聚物是目前生长最快的lldpe品种。 在lldpe树脂中，共聚单体的典型使用量为5%~10%重量分数，平均使用量约为7%。 茂金属系lldpe可塑性体( mlldpe )具有以前传来的lldpe的3倍以上的平均共聚单体含量。 表1显示了从外刊引用的10年间世界3种共聚单体lldpe的产量。

表1:1997~2007年10年间世界3种共聚单体lldpe的产量

1997～2007年10年间世界3种共聚单体lldpe的产量走势图。（来源：经易期货） 点击此处查看所有财经信息图片

(图表证明: butene :丁烯； hexene :己烯octene :辛烯)

1984年底，当时的联碳企业引进了己烯共聚lldpe的生产，其次是exxon、mobil等企业。 dow chemical (陶氏化学企业)在其低压溶液工艺中使用辛烯作为共聚单体，加拿大nova (诺瓦化学工业)也在其中压溶液工艺的大部分中使用辛烯。 辛烯共聚lldpe树脂具有稍好的强度、耐撕裂性能和加工性能，但辛烯共聚和辛烯共聚树脂的性能没有太大差异。 目前，己烯lldpe树脂的制造商有exxonmobil chemical (埃克森美孚化学工业企业)、eastman chemical (伊士曼化学企业)、equistar (等星企业)、chevron phillips (谢布龙夫) 此外，dow chemical (陶氏化学企业)、basell (巴塞尔企业)、innovene (亿诺企业)、三星Dotal (三星多尔企业)等也生产己烯lldpe。

以己烯和辛烯为共聚单体制造的lldpe与一般采用的丁烯共聚单体相比，具有优异的性能。 LDPE树脂的最大用途是薄膜的制造，由长链α烯烃(己烯、辛烯等)作为共聚单体制造的lldpe树脂构成的薄膜或制品，在拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性等多个方面均有丁 20世纪90年代以来，海外pe制造商和顾客倾向于用己烯和辛烯代替丁烯。 如果使用辛烯作为共聚单体，树脂的性能不一定比己烯共聚更能改善，反而更贵。 这是因为现在海外主要的lldpe制造商更倾向于采用己烯代替丁烯。

现在国内没有大规模生产己烯、辛烯，进口价格高，所以现在国内生产的lldpe树脂主要以丁烯为共聚单体。 国内的一些公司在引进lldpe生产装置时将己烯作为共聚单体的品牌，但最终由于没有国内的己烯生产，不得不放弃，在运转评价时必须进口少量的己烯。 我国进口的高级lldpe是这样的产品很多。 今后，对以1-己烯为单体的lldpe的诉求将大大提高。

(3)、lldpe的生产工艺概况

1、lldpe的工艺种类

聚乙烯的生产方法主要有高压法、气相法、溶液法、浆料法4种。 但是，现在世界上生产的lldpe树脂一般采用气相法和溶液法工艺。

在溶液法工艺中，美国dow chemical的冷却低压法和加拿大nova chemicals corporation的中压法占有绝对的特征。 两个过程都可以在生产lldpe和hdpe之间切换。

dow企业的低压溶剂法工艺被世界多个工厂使用，但这些工厂都是dow的所有工厂。 在该工艺中，将乙烯、辛烯-1和c8~c9异链烷烃溶剂与改性ziegler催化剂溶液一起串联输送到两台搅拌反应器中。 反应在395磅/平方英寸和160℃的条件下进行。 第二台反应器溶液中聚合物的含量为10%。 总停留时间是30分钟。 反应器的流出物用35磅/平方英寸的绝对压力冲洗，除去溶液中的乙烯。 接着，在加热/闪蒸工序中除去溶剂。 聚合物挤出造粒。

加拿大nova企业的中压sclairtm溶液法工艺由dupont canada开发，1994年中期，nova chemicals购买sclairtm技术及其世界技术转让业务，使用新一代非茂催化剂开发sclairitm技术

在气相法工艺中，univation的低压气相流化床工艺，即unipoltm工艺是生产lldpe最常见的工业化工艺。 在该工序中，乙烯和共聚单体(丁烯-1或己烯-1)在流化床反应器中聚合，生成颗粒状聚合物。 具有将载体型钛或钛-铬催化剂粉末连续供给流化床反应器，从反应器中连续取出聚合物粒子的优点。 在流化床中，生长的聚合物粒子通过循环的乙烯/共聚单体物流而流动化。 循环物流用外部冷却器冷却，除去反应热。 反应器的压力约为300磅/平方英寸，反应温度约为88℃。 unipoltm工艺也可以用于聚丙烯的制造，使用壳的超高活性催化剂( shac )。

另外，bp的低压气相流化床工艺与unipoltm工艺非常相似。 只把冷凝液送到流化床的方法略有不同。 bp的做法是，将冷凝液和循环物流分离后，用设置在流化床内的喷嘴雾化，送入流化床。 unipoltm不进行分离，冷凝液与循环物流一起输送到流化床反应器。

2、工艺流程

生产lldpe的工艺流程有多种，现在主要介绍气相法和溶液法中的两种主要工艺流程。

1 .美国联碳企业( ucc )的unipol气相法程序。 该工艺与bp气相法工艺没有太大差异，但ucc产品范围广，品种多，使用4种不同催化剂生产全密度范围的分子量分布窄、熔体指数为0.91g/10min~125g/10min的各种树脂。 在各种工艺中，ucc气相法产品的范围最广。 bp工艺采用催化剂制备全密度聚乙烯，熔体指数为0.35/10min~30g/10min，分子量分布窄，制造宽分子量分布的品种时，挤出造粒时添加助剂，但品种少。

unipol pe工艺的装置通常由单体净化、聚合反应、树脂脱气、树脂造粒四个部分组成。 工艺流程如表2所示。

图表2:unipol聚乙烯工艺流程图

unipol聚乙烯工艺流程图。（来源：经易期货） 点击此处查看所有财经信息图片

(1)进入单体净化聚合反应器的单体(包括乙烯和共聚单体)需要除去氧、一氧化碳、二氧化碳、水、硫化物、甲醇、炔等对催化剂有毒的杂质。 常用脱氧及氧化物的催化剂床和分子筛会脱离杂质。

(2)聚合反应聚合反应在流化床反应器中进行，该反应器的下部为圆筒形，上部由倒锥体和半球组成。 反应器底部有由粉状树脂构成的流化床即气体分散板。

催化剂和助催化剂从分布板直接通入反应床层，送风机输送循环气体使床层保持流动状态，使反应单体和催化剂均匀混合，夺取反应热。 反应热通过循环气体冷却器在系统中移动。

通过地板层的气体质量速度为3~6倍的gmf (流动所需的最低气流速度)。

作为分子量调节剂的氢气也与单体一起从反应器底部导入系统。 树脂的性能根据催化剂、助催化剂、共聚单体、氢气的添加量来调整。 反应停留时间约为3小时左右。

(3)树脂脱气树脂从反应器中出来，经过特殊的排出系统除去未反应的单体，回收单体的树脂在反应器中循环，进入脱气槽，在该槽内将树脂中吸附的烃类进一步脱气，从脱气槽下部流入吹扫气体，与树脂逆流接触，

(4)造粒脱气的树脂，用振动筛等设备去除大块，在进入造粒系统前与固液状添加剂混合。 unipol的造粒系统是混炼机、熔融泵和造粒机紧密组合的3个一体，与其他程序的相同系统相比，可以节约约1/3的能源消耗量。

循环软水带回粒状切片，经过干燥分离水送入料斗，用空气混合、储藏、包装工序。

2 .加拿大杜邦中压溶液法( sclairtech )工艺流程。 这个工艺是溶液法中产能最大、发展最快的一种。 1960年杜邦企业在加拿大夏尼亚建设了第一台11kt/a的装置，1990年以后，使用该工艺的生产能力达到了720kt/a~780kt/a，其中最大的反应器的生产能力达到了300kt/a。

杜邦溶液法( sclairtech )的工艺流程如表3所示。

图表3 :加拿大杜邦中压溶液法( sclairtech )工艺流程图

加拿大杜邦中压溶液法(sclairtech)工艺流程简图。（来源：经易期货） 点击此处查看所有财经信息图片

(1)将聚合乙烯升压后，与净化后的循环共聚单体和溶剂(环己烷)一起放入冷却吸收器，一边降温一边充分混合溶解，用进料泵达到反应压力10.79~16.67mpa(110~170kgf/cm2 ) 使用两个(或越来越多)反应器在不同温度和不同加氢点的条件下操作以调整产品的分子量分布。

如果在反应器出口加入脱活化剂停止反应后，将反应物流升温到300℃，使用用al2o3吸附剂吸附除去催化剂残渣的改良后的新催化剂系统( acs )，就可以消除脱催化剂设施。 然后，反应物进入中压闪蒸器除去大部分反应乙烯、共聚单体和溶剂。

(2)解决熔融物的脱单体、溶剂等容易挥发的物质后，与固体添加剂混合，放入挤出机和切割器中，用循环水取出颗粒，脱水后，用热水制成浆料，再冲洗树脂中的溶剂，然后，将树脂放入脱粒机中

(3)溶剂回收中压和从低压闪蒸器顶部脱离的乙烯、共聚单体和环己烷分别经过1、2级冷凝器进入低沸塔，低沸塔顶物质经过乙烯塔和共聚单体塔回收乙烯和共聚单体，低沸塔底物质高 补充的共聚单体输入共聚单体塔，从该塔侧线还排出异构体2丁烯。

3、生产lldpe的价格投入

生产聚乙烯的各工艺，根据其反应机理和工艺技术，生产工艺和工艺条件不同，因此原料和公共工程的消耗，以及设备台数和材质的要求各不相同，各装置的投资和价格也大不相同。 聚乙烯生产工艺的技术经济比较如下表所示。

图表4 :各种聚乙烯装置的投资比较( 100kt/a )，单位:百万美元

注:表中的投资是1984年中期的美国湾价格。

图表5 :几种典型聚乙烯工艺的消费指标

42.42

根据投资和消费指标，以代表性生产企业品牌编号为例，比较各工艺的生产价格，其结果如上所示。 表中气相法和中压溶液法的价格最低，淤浆法和低压溶液法次之，高压法最高。

在实际的生产经营中，一个生产装置并不总是生产一个品种，总是要根据市场的诉求切换品种。 但是，在切换品牌的情况下，反应器越大，滞留时间越长，越是更换催化剂，不同品牌的过渡材料越多，为了切换而损失的操作时间也越长，产品的价格上升幅度越大。 这种情况下，气相法原料粒的价格上升幅度大，溶液法、飞利浦环管法和气相法粉体的价格上升幅度小，但高压法的产品价格依然很高。

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