□柴润金 祁晓娇 蔡蕾蕾

    7月31日，在天津石化烯烃部储运车间包装现场，高附加值聚乙烯产品TJZS2650有序下线，完成装车后发运至客户。该产品是国内首款高熔指色母粒载体树脂，今年以来日产量达340吨，产能、销量和技术水平均居行业前列，市场覆盖京津冀并向全国辐射。

    依托产学研深度融合，天津石化12万吨/年线性低密度聚乙烯装置上半年生产高端专用料占比达90%以上，创历史新高。

    亮眼产销数据的背后，是一场历时多年、攻坚克难的技术突围，是中国石化坚决打好科产融创攻坚战，着力提升体系化创新能力，切实走好以科技创新引领产业创新、培育发展新质生产力之路。由中国石化集团公司组织，天津石化牵头，联合浙江大学、工程建设公司、上化院和燕山石化组建的攻关团队，自主研发持液颗粒流化床乙烯聚合反应新技术，助力我国线性低密度聚乙烯工艺从国产替代迈向行业领先。日前，该技术荣获2025年度国家科学技术进步奖二等奖，为我国聚烯烃产业自主发展筑牢根基。

    直面瓶颈

    大而不强，高端聚乙烯领域亟待突破技术封锁

    聚乙烯作为全球产量最大的合成树脂，广泛应用于民生用品包装、输气管道、电缆绝缘、医疗防护、高端装备等领域，支撑了国内数万亿元规模上下游产业的发展。

    我国虽已是全球聚乙烯第一大生产国，但产业结构性短板突出：通用树脂产能过剩、同质化竞争激烈，高端专用树脂自给率很低，核心工艺、催化剂长期被国外垄断，严重制约聚乙烯产业升级，威胁产业链、供应链安全。打破技术垄断、实现高端聚乙烯生产技术自主可控，成为我国石化行业亟待攻克的重大课题。

    我国聚乙烯技术自主攻关始于20世纪80年代。1983年，中国石化联合浙江大学等高校和科研单位，组建了联合化学反应工程研究所，开启了聚乙烯流化床工程技术系统性理论研究与产学研协同探索。受国外长期严密技术封锁，国内早期聚乙烯装置规模小、产能低，扩能改造无成熟技术路径可循，产业发展严重受限。1999年，以天津石化为首的联合攻关团队攻坚克难，成功开发出我国第一代气相法聚乙烯冷凝技术。该技术在天津石化原设计年产6万吨的聚乙烯装置上一次开车成功，装置产能实现翻倍，设备运行稳定性显著提升，一举打破国外技术壁垒，实现国产聚乙烯自主工艺技术零的突破。

    在解决了“有没有”的问题后，“好不好”的新挑战接踵而至。第一代技术仅解决了装置扩能增效问题，未能突破高端产品制备瓶颈。受传统工艺限制，产品性能可调区间窄，超低密度聚乙烯、高端薄膜专用料仍依赖进口。随着新能源、绿色建材、高端包装等下游产业快速迭代升级，市场对高性能聚烯烃需求持续增长，产业发展亟须全新原创工艺支撑。

    为彻底扭转高端材料“卡脖子”困局，推动聚乙烯产业从“规模化生产”向“精品化制造”质变跨越，2012年，气液法流化床聚乙烯工艺成套技术（持液颗粒流化床乙烯聚合反应新技术）被列入中国石化“十条龙”科技攻关项目。我国第二代聚乙烯原创核心技术攻坚正式启动。

    颠覆传统，原创持液颗粒流化床自主新工艺

    理论突破

    在聚烯烃行业，传统气相流化床工艺遵循一条“铁律”——气相流化床反应器内部不能留存液相。这一理论长期束缚着产业工艺革新与高端产品研发升级。

    针对传统工艺短板，攻关团队打破固有思维，提出颠覆性技术思路：在反应器内建立不同聚合条件的反应区域，构建适合高端树脂合成的专属聚合微环境，实现聚乙烯微观结构差异化调控。

    全新理论构想极具开创性，但工程落地困难重重：液体从何而来？如何让颗粒持液？一系列行业空白亟待填补。攻关团队从洗衣机滚筒干燥过程获得启示，原创研发了独有气液分离装置，从循环物流中分离出液体，又研究出独特的专用设备，借助“相似相溶”原理，将这些液体浸渍到颗粒内部，由此创立了持液颗粒流化床乙烯聚合反应新技术。

    为支撑新工艺工业化落地，攻关团队相继开发完成了配套的新型钛系复合催化剂，以及催化剂加入反应器的设施和控制系统，彻底打破了国外设备与催化剂捆绑销售垄断，建成了全流程自主可控成套工艺体系。

    整套技术历经基础机理研究、小试冷模、中试验证、工业放大等四个阶段，攻关团队各有分工：天津石化作为牵头单位，统筹负责工业化技术路线与技术集成；浙江大学聚焦多相流调控、颗粒持液演化等核心理论难题攻关；工程建设公司承担工程设计与工业化放大工作；上化院主攻专项催化剂研发；燕山石化负责产品应用开发。

    针对研发过程中出现的气液平衡难控、颗粒持液量不稳、新老装置适配性不足等难题，攻关团队坚持以生产为主、学研配合的攻坚模式，白天驻守现场采集生产数据，夜间开展仿真模拟推演，持续迭代优化工艺参数与生产流程，逐一攻克工业化落地痛点难点。

    2014年6月，持液颗粒流化床乙烯聚合反应新技术在天津石化12万吨/年聚乙烯装置成功实现工业化应用，推翻了传统流化床无液相理论，使我国首次拥有了原创高性能聚乙烯工艺成套技术。核心技术指标达国际领先水平，标志着我国聚乙烯技术跃居世界前列，实现了从第一代国产替代到第二代行业领先的跨越。目前，该技术累计获授权发明专利55件，其中国际授权发明专利13件，构建起覆盖理论、装备、催化剂、生产工艺和产品的完整自主知识产权壁垒。

    高端产品填补国内空白，实现经济效益与社会效益双赢

    成效显著

    新技术工业化落地后，天津石化聚乙烯产品市场竞争力大幅提升。依托该工艺，天津石化采用国产碳六、碳八共聚单体，实现POF（聚烯烃热收缩膜）专用树脂、超低密度聚乙烯等高端产品稳定量产，彻底打破国外产品长期垄断格局。据天津石化销售人员介绍，国产POF专用树脂价格较进口产品下降近三成，不仅有效降低了下游企业原材料采购成本，也为企业培育出稳定的创效增长点。

    依托核心技术优势，天津石化持续迭代产品体系，相继开发出高分散、多元超低密度聚乙烯等系列高端产品，有效填补国内市场空白。经检测，系列产品物理性能、光学性能、加工性能等关键指标均优于进口同类产品。目前，天津石化高端聚乙烯产品长期稳定供应市场，已形成“生产一代、研发一代、储备一代”的产品良性迭代体系，引领国内聚烯烃产业从通用料生产向高端专用料制造转型。

    该成套技术的落地应用，实现了多重价值突破。节能降碳层面，新工艺节能优势显著，物耗、能耗核心指标均优于引进工艺；产业链安全层面，补齐我国高端聚烯烃生产短板，为新能源、高端包装等战略性产业提供稳定原材料保障；产业转型层面，推动行业从重视规模化生产向高端化、差异化、绿色化转型；科研创新层面，打造产学研长效机制，为国内化工领域关键核心技术自主突破提供了可复制样板。目前，该成套技术已成功推广应用于海南炼化、茂名石化、中安联合、南港乙烯等的多个大型聚乙烯装置的新建与改造项目。

    当前，立足“以二次创业推进高质量发展”新征程，天津石化抓紧实施科产融创重大项目，在第二代持液颗粒流化床乙烯聚合反应新技术基础上，牵头研发的第三代乙烯原位自增强聚合成套技术已步入工业化生产关键期。