聚丙烯是合成樹脂中發展最快的一個品種,約占全世界合成樹脂總產量的18%,占世界聚烯烴總產量的38%。世界聚丙烯生產能力已經超過聚氯乙稀,成為第二大合成樹脂品種。我國自2000年起聚丙烯的產量就超過了聚乙烯,已經成為我國第一大合成樹脂品種,約占我國合成樹脂總產量的30%,占我國聚烯烴總產量超過50%的份額。因此,開發好聚丙烯裝置,用好聚丙稀產品對我國合成樹脂工業的發展尤為重要。
從上世紀90年代以來,尤其是最近10年來,隨著催化劑技術的進步和設備制造能力的提高,聚丙稀工藝和新建裝置向經濟型、大型化、產品高性能化方向發展。對于產品技術方面,各大聚丙烯生產廠商都在努力開發生產高附加值、高性能的新產品,如高流動性和高結晶性的均聚物。對于不同的氣相抗沖共聚物的生產工藝,最終產品的橡膠相含量及分布、抗沖擊性和剛性的平衡性等會有較大差別。傳統的漿液法工藝在聚丙稀生產中,除了一些特殊用途之外已逐漸被淘汰。本體法工藝仍保持優勢。氣相法工藝則迅速增長,以工藝簡單、單線生產能力大、投資少而備受青睞,這是未來聚丙烯工藝的發展趨勢。
近些年聚丙烯生產技術的發展非常迅速,從1996年至2004年在中國公開的與此有關的專利申請有320篇,其中100篇為國內科研院所及石油化工領域的企業和科研部門申請的專利,320篇來自國外科研單位或企業。
這100篇國內申請人申請的專利中,67篇集中在聚丙烯樹脂的改性和加工應用領域,正是聚丙稀不斷拓寬的加工應用領域,促進了聚丙烯近年的飛速發展;17篇集中在催化劑領域,7篇集中在工藝技術領域,7篇集中在新產品及應用領域,2篇集中在裝置及設備領域。我國企業和科研單位在這些方面研究和改進的欠缺阻礙了我國聚丙稀生產技術及裝置國產化的進程。
對國外申請人的220篇專利申請分析也可看出,140篇集中在聚丙烯產品的加工應用領域,與我國專利申請的局勢基本相同;46篇集中在新產品及應用領域,21篇在工藝技術領域,17篇在催化劑領域,這證明國外在新技術、新產品及催化劑領域的科研開發工作做的非常出色。
在國內申請人申請的100篇專利中,中石化及下屬的研究院、企業申請的專利數量最多,占國內專利申請總數的43%,由此可看出中石化在聚丙烯領域的優勢,這與其多年重視開發自主知識產權的意識分不開;其次是中國科學院及下屬研究所,占國內申請量的16%;其它專利申請來自地方企業、國內各大學和個人。對220篇國外申請人的專利所屬分析可看出,三井化學株式會社、住友化學工業株式會社申請最多,涉及工藝、催化劑和產品等領域;蒙特爾技術有限公司、巴賽爾技術有限公司和巴斯福股份公司申請數量緊隨其后,且這三家公司現已合并為一個公司,在工藝和催化劑領域有較強的實力;其次是美孚石油公司、埃克森美孚化學專利公司、弗納技術股份有限公司等。
從1996年至2004年中,歐洲專利數據庫公布了593篇有關丙稀聚合的工藝、催化劑以及聚丙烯新產品的開發相關的在國外的專利申請。(本文分析不涉及聚丙烯加工應用方面的專利)
我們將檢索到的專利按所屬領域可劃分為聚丙烯產品領域、工藝技術領域、催化劑領域和設備領域。據統計,涉及聚丙烯產品領域的專利數最多,有258篇,占專利申請總量的43%;其次是涉及聚丙烯工藝技術領域的,有253篇,占專利申請總量的41%;涉及催化劑領域的專利申請有42篇,占專利申請總量的22%;涉及設備領域的專利申請最少,只有8篇,不到專利申請總量的1%。可以看出,各公司在聚丙烯工藝和產品領域以及催化劑領域研究工作做的相對比較多。
在這593篇專利申請中,ATOFINA&FINA公司申請的專利數量最多,有67篇,主要集中在產品和催化劑領域,催化劑涉及較多的是茂金屬催化領域,產品有間規、無規共聚產品和等規聚丙稀產品等;北歐BOREALIS公司申請了60篇專利,大多屬于聚丙烯工藝和催化劑領域;CHISSO公司申請了46篇專利,31篇涉及產品、19篇涉及催化劑、16篇涉及工藝;MITSUI公司有35篇專利申請,涉及了Z-N催化劑、聚丙烯和嵌段共聚產品;EXXONMOBIL公司申請了33篇專利,涉及流化催化劑工藝、茂金屬催化劑等。
我國在聚丙烯生產技術領域申請的專利數量與國外相比,差距較大,這主要是由于我國在聚丙稀領域的基礎研究還不夠深入廣泛,致使在基礎研究階段就落后于國外大公司及其研究機構。據統計,現代工藝技術的突破有70%來源于基礎研究,而新的工藝技術又是企業生存和發展的源動力,因此我國需加大有關聚丙烯的基礎研究力度。另外,國內的聚丙烯生產企業在消化、吸收引進國外裝置時,缺乏創新,很少在引進技術的基礎上開發出更適合我國企業生產的專有技術。實際上,我國企業和研發機構應在已獲取技術的基礎上進行深入研究,開發出新的技術創新點,通過與國外企業達成交叉許可等方式,逐漸扭轉其技術上的劣勢。

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