“炼化新材料科技创新大会”交流报告乙丙橡胶生产技术单位名称：吉林石化公司报告人：
2023年3月31日 目 录一、概述二、技术进展三、吉
化乙丙橡胶产品介绍四、推广应用建议 乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶。依分子链中单体组成不同，有二元和三元乙
丙橡胶之分，前者为乙烯、丙烯两种组分的共聚物，后者为乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物。按第三单体划分，又分为乙叉降冰片烯(EN
B)、双环戊二烯(DCPD)、1,4-己二烯(HD)，序列组成属亚甲基型（-CH2-）结构。一、概述-乙丙橡胶的定义及分类一、概述
-乙丙橡胶的应用 因其骨架结构饱和性，乙丙橡胶具有良好的耐臭氧性、耐水树性、耐热性、耐低温性及力学性能等，被广泛应用于型号火箭发动
机等国防军工领域及汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、塑料改性、塑胶跑道、润滑油添加剂等民生领域，汽车工业为其第一大民生应用领
域。一、概述-乙丙橡胶的应用一、概述-乙丙橡胶的生产工艺单体：乙烯丙烯二烯烃催化剂：钒催化剂茂金属催化剂钒催化体系溶液聚合茂金属体
系溶液聚合溶液聚合悬浮聚合气相聚合钒催化体系悬浮聚合茂金属气相聚合干法后处理湿法后处理湿法后处理乙丙橡胶的生产工艺主要区别在于聚合
工艺及后处理工艺。按聚合工艺划分主要有溶液聚合工艺、悬浮聚合工艺及气相聚合工艺三种。后处理工艺主要有湿法脱溶剂及干法脱溶剂两种。后
处理无需溶剂溶液聚合工艺，是目前技术最成熟，产品应用领域最广的生产工艺。Ziegler、Natta发现了用于乙烯均聚和丙烯均聚的T
i系催化剂，进一步发明了常温常压下合成二元乙丙橡胶的V系催化剂Dunlop公司以双环戊二烯(DCPD)合成三元乙丙橡胶，三元乙丙橡
胶出现意大利Montecatini公司建成第一座乙丙橡胶溶液聚合中试装置，开辟了乙丙橡胶工业生产的历史Exxon建成第一座乙丙橡胶
溶液聚合生产装置；Dunlop以1,4-己二烯(HD)为第三单体，成功制备三元乙丙橡胶；美国Union Carbide公司建成第一
套以ENB为第三单体的生产装置，意大利Montecatini公司和美国Goodrich公司分别于1971年和1975年建成悬浮聚合
生产装置DuPont-Dow 公司发明乙丙橡胶茂金属催化剂和气相聚合法，1997年建成并投产世界第一座茂金属催化剂溶液法生产装置。
1999年气相法乙丙橡胶生产装置投产。2002年，茂金属催化剂气相法工艺投产1953-1955年1957年1958年1961-19
75年1991～21世纪初实验室阶段工业化阶段我国乙丙橡胶催化剂与国外先进企业存在代差！一、概述-乙丙橡胶的发展史一、概述-乙丙橡
胶的技术需求乙丙橡胶高性能化是我国乙丙橡胶高质量发展的内在要求全球乙丙橡胶总生产能力达到230.2万t/a，形成了规模经营的产业模
式。先进生产技术主要控制在阿朗新科、陶氏、埃克森和三井等少数跨国公司手中，其装置产能约占世界总生产能力的78% ，对我国的工业运行
及民生发展等方面造成了潜在的风险。全球乙丙橡胶产能分布情况国内乙丙橡胶生产情况一、概述-乙丙橡胶的技术需求填空白，开发乙丙橡胶催化
剂自主技术刻不容缓催化剂是乙丙橡胶生产技术中最关键一环，直接影响乙丙橡胶技术的先进性、产品品级、档次和竞争力。 中国石油乙丙橡胶总
产能12.5万吨/年（含在建），其中引进技术4.5万吨/年，自有技术8万吨/年（含在建） 。采用传统三氯氧钒/氯化烷基铝溶液聚合工
艺，存在分子链结构难以调控、第三单体乙叉降冰片烯（ENB）含量偏低、生胶中ENB残留量高、气味偏大等问题，且催化剂依赖外购，存在严
重的“卡脖子” 问题。自主性原创乙丙橡胶催化剂技术开发，是我国乙丙橡胶生产技术达到并反超国际先进水平的必由之路。强弱项，突破乙丙橡
胶关键核心技术事不宜迟分子量及分布、序列分布以及支化度等微观链结构直接决定了乙丙橡胶原材料与制品的宏观性能，而聚合技术决定了聚合物
的链结构。当前，国内对于乙丙橡胶的聚合关键技术研究不够深入，产品质量指标的优化控制尚缺乏有效的手段，直接影响了高端产品的开发和生产
效能。定量关联温度、压力等过程变量与聚合过程机理模型和产品微观结构，对迈向高端产品链具有重要意义。一、概述-乙丙橡胶的技术需求一、
概述-乙丙橡胶的技术需求补短板，实现乙丙橡胶高端产品国产化迫在眉睫中国乙丙橡胶产业规模不断扩大，但“结构性短缺” 依然严峻，高端产
品仍依赖进口，产品竞争力有待加强。 中国作为主要消费市场，消费总量在36万-39万吨，国内总产能为39.5万吨/年，进口依存度仍高
达40%。汽车密封条年需求量约16.5万吨，其中发泡胶约2.5万吨，密实胶约14万吨，中国石油的市场份额约1000吨/年。乙丙橡胶
在TPV领域的年用量约2.5万吨，至少90%以上依赖国外品牌，国产化比例较低。中国电线电缆领域乙丙橡胶年需求量约为4万吨。其中，低
压电缆领域约2.8万吨，中高压电缆领域约1.2万吨。目前，国产乙丙橡胶已占据低压电缆领域80%的市场份额，中高压电缆领域尚未完成突
破。目 录一、概述 二、技术进展三、吉化乙丙橡胶产品介绍 四、推广应用建议 自2015年阿郎新科、中石化三井等独
资或合资企业在国内相继投产之后，乙丙橡胶市场竞争异常激烈。A装置产二元胶质量需升级，C装置产三元胶产品质量不稳定，吉化乙丙橡胶生存
面临巨大危机。基于上述形势，2015年公司成立产、销、研一体化攻关组，整合现有技术力量与管理资源，工厂、研究院、销售公司、仓储中心
、进出口公司、物流中心等单位紧密配合下，深入开展乙丙橡胶提质增效攻关工作。以“水、“点”、“色”、“形”、“味” 为切入点，持续强
化平稳率操作管控，精心优化A/C线生产运行，产品产量和销量逐年提升，市场占有率不断提高（由8%提高至15%），海外市场取得突破。A
装置为引进装置，经过消化吸收，开发出二元胶X-0150等新牌号，产品质量与国外同类牌号相当；C装置采用自有技术，经过技术改造及工艺
优化，三元胶J-3080等牌号实现长周期稳定运行，产品内在质量均一稳定。生产工艺及产品质量二、技术进展-装置技术攻关统筹安排A/C
线生产牌号及切换周期，乙丙A线主要生产二元胶牌号和低ENB含量三元胶牌号（J-2070）。经过优化调整，乙丙A装置己烷不饱和度大幅
降低，溴指数远低于工艺包标准值，工艺稳定性明显提高。建立催化剂的定性定量分析方法，对每批次配制主催、助催V，Al含量的定量分析，实
现了催化剂批次间稳定性的精确控制。强化公司、工厂、车间和班组平稳率四级管理，缩窄控制指标范围，提升装置运行稳定性。生产工艺及产品质
量-二元胶二、技术进展-装置技术攻关 J-0010产品中控指标大幅收窄，门尼黏度由±3缩窄至±1控制，乙烯含量由±2.5缩窄至±1
.5，产品合格率由原来的78%提高到目前合格率的99.5%，优级品率达到98%以上。增加分子量大小及分布、溶油时间、运动黏度、稠化
能力、剪切稳定性等外延指标，建立产品指标与性能的数据库，达到精准控制工艺参数，逐步提升产品内在质量。产品分子量分布由最初的2.1以
上，降至1.8~1.85，产品性能明显提升。J-0010/X-0150和路博润7067C的全面对比测试，各项性能数据一致。二元胶剪
切、稠化能力、分子量分布等指标得到改善。生产工艺及产品质量-二元胶二、技术进展-装置技术攻关X-0150、7067、J-0010高
温及低温性能对比技措生产工艺及产品质量-三元胶攻号切二、技术进展-装置技术攻关E-403挂堵严重，PS1/2407频繁联锁，运行稳
定性差双线运行溴指数高，影响质量稳定双线运行己烷带水，影响聚合反应双线长周期稳定运行J-4045/J-3080P/J-3092E双
线运行成本较单线运行降低2000余元依托特色培训，形成双线运行特有的调整思路、控制方法生产工艺及产品质量-三元胶二、技术进展-装置
技术攻关生产工艺及产品质量-三元胶乙丙橡胶“水、点、色、形、味”的有效掌控 博观而约取，厚积而薄发：乙丙橡胶“水、点、
色、形、味”是乙丙橡胶内、外在质量的高度浓缩，是乙丙装置精细控制的综合体现。通过“水、点、色、形、味”有效调控，实现乙丙橡胶产品质
量的进一步升级。二、技术进展-装置技术攻关生产工艺及产品质量-三元胶 通过技术攻关，乙丙C装置实现全部三元胶牌号稳定生产，产品内在
质量均一稳定。J-3080等聚合控制难度较大的牌号实现了门尼中值±1的稳定控制； J-4045牌号实现定制化生产，产品被中国航天科
技集团公司第八研究院第806研究所评为“优秀供应商” 。J-4045等三元胶产品色度由原来的35左右降至18，降幅48%，气味值由
1500降至1300以下，降幅13%。二、技术进展-装置技术攻关吉林石化在乙丙橡胶催化剂、产品开发及工业化生产方面具有丰富的经验，
多项技术成果实现工业应用；仪器装备齐全，拥有间歇模试、连续模试、200吨/年乙丙中试装置等研发平台、核磁及高/常温GCP等二元/三
元乙丙橡胶结构分析及性能测试实验设备50余台套，具备动力学、聚合工艺等基础研究、新产品开发、工程放大、聚合物结构表征、配方设计及性
能测试能力。技术团队和装备二、技术进展-科研攻关与浙江大学、吉林大学、北京化工大学、青岛科技大学等知名高等院校，有长期稳定合作。
围绕二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶2大胶种，黏度指数改进剂、电线电缆及密封条3大核心领域，与“山东豪马克、大庆同益”及“青岛科技大学、
苏州南阳、和长春旭阳，构建“2+3”协作模式，集智攻关，持续推进“产学研用”一体化机制。“2+3”企-校-企“产学研用”一体化机制
企-校-企联合机制二、技术进展-科研攻关牌号一：J-4090定位中高端密封条领域，主要是汽车和门窗密封两个重点应用方向，适当放弃低
端的模压件、杂品杂件、卫浴等行业，利用目前反倾销的有利条件，主攻密封条市场，月用量近400吨。牌号二：X-2034/X-3042解
决中高压电缆料乙丙橡胶 “卡脖子”问题；X-2034制品击穿电压超过35KV以上，是市场唯一可与Dow 3722P性能接近的产品
；X-3042具有较高硫化速度和生产效率特点，适合生产中压电缆。新牌号开发二、技术进展-科研攻关牌号三：X-0150X-0150为
对标7067,产品在使用性能及外观上达到7067水平。在行车实验等数据支持下，逐渐被市场认可，销量连年扩大，累计销售2000余吨，
其中2022年销售1776吨。牌号四：J-0045 J-0045已在吉林石化稳定投产，应用领域包括：纯净、无色耐热制品，如饮水机用
水管； 并用三元乙丙橡胶，用于特殊密封制品； 并用三元乙丙橡胶，用于电线电缆制品； 共混用做色母粒。新牌号开发二、技术
进展-科研攻关新技术开发-己烷脱烯烃 己烷脱烯烃吸附工业化：在小试研究试验的基础上，设计、优化己烷脱除烯烃工艺流程，吸附
己烷中的不饱和烯烃，达到降低装置己烷溴值目标，从而保证聚合反应稳定性，延长乙丙装置的运行周期，减少牌号切换次数，提升产品质量，至今
已运行四个再生周期。二、技术进展-科研攻关新技术开发-三元乙丙橡胶气味攻关一是开展气味量化攻关，应用顶空气相法及色-质谱联用法，开
展日常管控，实现气味定量化跟踪；二是装置工艺条件优化，重点做好水洗及闪蒸等单元优化；三是借助外部协作攻关，与青岛科大和一汽四环合作
，从制品加工配方、引入MOFs材料、密封条涂层技术等入手，降低制品气味攻关，达到一汽大众的性能要求。二、技术进展-科研攻关25世界
主要乙丙橡胶生产商如阿朗新科、陶氏化学、埃克森、三井化学等，为了解决钒系催化剂活性低，高温（＞60°C）时难以制备高分子聚合物等缺
点，不断优化升级、开发新催化剂，提升乙丙橡胶生产技术水平。通过加入给电子体、活化剂、改变配体类型等方式，优化升级钒催化体系。开发出
了“三明治夹心结构” 茂金属催化剂、含有一个或不含有环戊二烯配体的“后茂”金属催化剂。乙丙橡胶催化剂相关技术的知识产权保护非常严密
，形成了强大的技术垄断和壁垒，对中国封锁。二、技术进展-催化剂发展历程二、技术进展-催化剂发展历程提高催化活性中科院长春应化所，C
N103951777A 降低凝胶含量，提高催化活性US 3303175凝胶抑制剂中石化北京化工研究院，CN 102532383
A在聚合时加入含有O、N、S等杂原子的给电子体，一方面稳定活性中心，提高催化活性；另一方面改变活性中心的电子性和空间位阻，影响聚合
物的结构。钒催化剂—加入给电子体钒催化剂—活化剂加入活化剂后，一方面可以提高催化效率，降低灰分含量，另一方面还可以降低钒催化剂的用
量，从而减少产品中钒的含量，改善乙丙橡胶的电性能。三氯乙酸乙酯 2,3-二氯苯基乙酸乙酯
对甲基苯磺酰氯 2，3，4，4-四氯-3-丁 烯酸丁酯二、技术进展-催化剂发展历程钒催化剂—
不同配体的钒配合物通过合成含有不同配体的钒配合物，可提高催化活性，但是催化剂合成步骤多，工业化生产难度大。茂金属催化剂茂金属催化剂
的研发趋势配位空间更开阔，共聚性能更优异二、技术进展-催化剂发展历程目前工业催化剂- 低活性 水和空气敏感 低温聚合- 短聚合寿命
自主知识产权 己烷水体系萃取，良好的己烷溶解性 常温常压，低成本，易于大规模制备 水和空气高度稳定 高活性、高共聚能力己烷可溶催
化剂二、技术进展-催化剂发展历程 采用含不同种类和结构配体(L)，调节钒催化剂活性中心电子效应和空间环境，达
到提高活性中心稳定性和寿命、提高共聚单体插入率的目的。 不稳定、易失活 稳定、不易失活烷基铝烷基铝
（a） VOCl3（b） VOCl3?nL新型钒系催化剂绿色制备技术 传统钒(V)系VOC
l3-Al2Et3Cl3-ETCA 三井，吉林石化共聚性能好乙丙橡胶多牌号生产活性低，空气、水敏感双茂二氯化物CGCDuPont
DowExxon Mobil效率高，用量少，不用脱催化剂，共聚物结构均匀。聚合物组成与结构调节困难，乙丙橡胶少牌号国内无知识产权需
用MAO或硼烷作为助催化剂钒系 催化剂茂金属催化剂ACEArlanxeo新型钒(V)系绿色制备技术，空气、水不敏感配体电子效应和空
间效应可调宽范围调节共聚单体含量，多牌号活性高，共聚单体插入率高主体技术对标分析二、技术进展-催化剂发展历程茂金属催化剂-桥联二茂
类桥联二茂类茂金属催化剂，是吉林石化联合浙江大学共同开发的茂金属催化剂，为了价格昂贵及技术保护的甲基铝氧烷（MAO），采用了国产化
的硼酸盐为助催化剂，其中SMPI其对乙烯丙烯二元共聚具有优异的活性，催化活性可以达到1.08×107g/mol，但三元共聚时聚合活
性明显下降。桥联二茂类催化剂二、技术进展-催化剂发展历程茂金属催化剂-CGC借鉴Dow茂金属催化剂专利，结合Dow乙丙橡胶牌号技术
特点，通过改变茂环结构（环戊二烯基、茚基、芴基）及取代基、N原子上的取代基结构（叔丁基、金刚烷、苯基），制备三系列10种钛二氯配合
物。二、技术进展-催化剂发展历程新建一套集原料精制、配制与计量，聚合反应与自控，胶液水洗与输送，单体回收与胶液凝聚等单元为一体的2
0L高温高压连续模试试验平台。目前正在开展催化剂的聚合性能研究，后续将利用茂金属催化剂打通20L连续聚合工艺流程。二、技术进展-催
化剂发展历程茂金属催化剂-CGC目 录一、概述 二、技术进展三、吉化乙丙橡胶产品介绍 四、推广应用建议 吉林石化
具有代表性的乙丙橡胶牌号 可生产24个原设计牌号和11个研发牌号。二元胶系列：主要用于润滑油粘度指数改进剂。三元胶系列：涵盖电线电
缆、轨道交通、防水卷材、密封制品和汽车轮胎、汽车配套产品等多领域。二元胶系列三元胶系列三、吉化乙丙橡胶产品介绍 目前，A装
置以生产二元胶和J-2070牌号为主，C装置以生产J-4045、J-3080和J-4090系列牌号为主。三、吉化乙丙橡胶产品介绍3
6二元胶产品在汽车领域应用—润滑油 润滑油领域主要用户有中石油润滑油公司、中石化润滑油公司、青岛康普顿公司等。目前产品已
出口到印度、俄罗斯、新加坡和中东等10多个国家和地区，年外贸出口量在6000吨以上。产品能够满足汽油机、柴油机、摩托车、农用机等多
种型号润滑油应用。 三、吉化乙丙橡胶产品介绍三元乙丙橡胶在汽车领域应用—密封条
密封条领域主要用户：贵州红阳密封件有限公司、一汽四环华通、山东晨光汽车零部件有限公司、安徽中鼎、
山东骏昂、河北兆鑫等。吉化胶牌号：J-4090、J-3080、X-3110三
、吉化乙丙橡胶产品介绍 2021年中国乙丙橡胶表观消费量为45万吨，实际消费量37.7万吨。其中，乙丙橡胶在汽车领域的
用量占总量的44.5%。 吉化乙丙橡胶在汽车密封条领域，市场占有率约为0.71%，且全部是实心密封条，在高技术含量的汽
车海绵条领域用量为零。三元乙丙橡胶在汽车领域应用—车用胶管 水管油管三、吉化乙丙橡胶产品
介绍 车用胶管用户目前主要有天津鹏翎、四川川环、天津大港、浙汇峻合、青岛三环等。 吉化胶牌号：J-3080、X-3070、J-30
92E三元乙丙橡胶在绝缘制品领域应用--电线电缆乙丙橡胶是电的不良导体，具有很高的电阻率，其介电常数、介电损耗、体积电阻率、表面电
阻率、击穿电压均能满足行业要求。吉化乙丙橡胶在低压电缆市场具有绝对市场占有率。近年来开发出中高压电缆用乙丙橡胶，解决了电缆行业“卡
脖子”问题。吉林石化公司在高、中、低电线电缆专用料完成了产业布局，可完全替代国外进口产品。电线电缆主要用户：上上电缆、江苏中煤电缆
、船用电缆、远东电缆、山东万达电缆， 上海胜华电缆有限公司，杭州科利、华
创电缆等。 吉化胶牌号：J-4045、X-3042、X-2034三、吉化乙丙橡胶产品介绍40三元乙丙橡胶在汽车领域
应用—轮胎 轮胎主要用户：威海藤森、
厦门正新、安徽佳通轮胎、三角集团、玲珑轮胎、中策橡胶等。吉化牌号：J-2070J-2070生胶特性 门尼
粘度适中，硫化速度较慢，乙烯含量适中。 与丁基橡胶具有良好的相容性，J-2070并用比例在10%～20%之间，有效改
善丁基橡胶加工性能，共硫化性能好、制品气密性优异。适合于生产汽车内胎、气囊，以及汽车V带等耐热老化制品。 三、吉化乙丙橡
胶产品介绍三元乙丙橡胶在橡胶制品领域应用—杂件 车用杂件类主要用户： 长
春成云汽车配件有限公司、河北新华欧亚汽配集团公司、山东武豪汽车
密封件有限公司等。 密封减震类主要用户： 宁波科闳、青岛格瑞特、营口嘉华、天津际华等。
其它橡胶制品主要用户：河北万泰、万达胶辊、奥泰塑胶等。 吉化牌号：J-4045、J-3080、J-3
092E 、J-4090 三、吉化乙丙橡胶产品介绍三元乙丙橡胶在汽车领域应用—TPV 吉
化牌号：J-3080PTPV主要用户：南京奥普特、安徽雄亚、张家港美特、山东道恩、 张家港新亚等。三、吉化乙丙橡胶产品介绍TPV由
于低碳环保，重量轻等特点，产品多用于新能源汽车领域。主要用户有山东道恩、南京奥普特高分子材料、张家港美特等企业。目前吉林石化与青岛
科技大学合作开发低压缩永久变形的TPV产品，在新能源汽车密封条领域得到广泛应用，专用料产品开发取得突破进展。TPV材料在汽车领域的
应用，是下一步攻关重点。目 录一、概述 二、技术进展三、吉化乙丙橡胶产品介绍 四、推广应用建议
吉林石化转型升级项目新建4万吨/年乙丙橡胶装置，采用自主成套溶液聚合工艺技术，设置 D1、D2 两条生产线，每条线生产能力2万吨/
年。 总投资84012万元，固定资产投资71385万元，2024年12月建成投产。新型钒催化剂及聚合工艺技术、密封条、TPV及电线电缆专用X-4090、X-3080P、X-2034和X-3042高端三元乙丙橡胶牌号将在此装置实现工业化应用和稳定生产。四、推广应用建议新装置建设四、推广应用建议技术适用范围——中国石油乙丙橡胶A/C/D 乙丙橡胶生产装置。2024年将在吉林石化乙丙橡胶C装置进行工业应用，构建基于新型钒催化体系的乙丙橡胶生产装置的数字孪生研发平台，开发密封条乙丙橡胶专用料，后续将在中国石油4万吨/年乙丙橡胶D装置进行推广应用，最终形成4万吨/年新型钒乙丙橡胶工艺包。新型钒催化剂及聚合工艺技术技术适用范围——中国石油乙丙橡胶A/C/D 乙丙橡胶生产装置。解决了中高压电缆料乙丙橡胶“卡脖子”问题，高压电缆专用料X-2034制品击穿电压超过35KV以上，是市场唯一可与Dow 3722P性能接近的产品；中压电缆专用料X-3042具有较高硫化速度和生产效率特点，适合生产中压电缆。2023年将在吉林石化进一步工业应用，优化结构参数，改善产品的加工应用性能，解决粒料生产瓶颈，开发中高压电线电缆乙丙橡胶专用料。四、推广应用建议中高压电线电缆乙丙橡胶制备及加工应用技术四、推广应用建议乙丙橡胶茂金属催化剂 目标：做中国最具竞争力的乙丙橡胶生产商 —我们一直在努力。欢迎到吉林石化做客 |
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