年末汇总：POE行业发展浅析！
POE（Polyolefinelastomer），全名聚烯烃弹性体，是以乙烯或丙烯为主要聚合单元，以α-烯烃（1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等）为共聚单体通过茂金属催化剂作用聚合得到的共聚物。
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上游原料
从上游原料端来看，乙烯作为POE的基本原料，产能不断增长，预计2024年国内乙烯产能过剩，可能导致市场竞争加剧，但对POE厂商而言，原材料成本可能降低；α-烯烃是POE生产的关键，但中国面临高端α-烯烃短缺的问题，且主要依赖进口；茂金属催化剂是生产POE不可或缺的，但核心技术被海外企业垄断，国内依赖进口。
2023年，我国乙烯总产能突破5000万吨/年，新增乙烯产能约600万吨/年。中国石化2023年乙烯产量达1431万吨。截至到2024年底国内已有11家企业具备百万吨级乙烯生产能力，为拉动下游产业和地方经济发展作出重要贡献。
α - 烯烃作为 POE 产业链最重要的核心原材料，占整个产业链利润约 60%。我国呈现出低碳 α - 烯烃相对充足、高端 α - 烯烃短缺的局面，尤其是用于合成 POE 的主流路线 1 - 辛烯资源几乎全部被海外掌控，中国获取难度极大。国内生产主要集中在 1 - 丁烯领域，C6 及以上的高碳 α - 烯烃产量仅为 5.8 万吨，而进口量约为14万吨，进口依赖度超过 70%。制备高碳 α - 烯烃所用乙烯齐聚技术存在诸多难点，如催化剂价格昂贵、催化活性和选择性缺陷以及副产物易堵塞管道等问题，导致国内厂商大多处于小试阶段。
分产品看，中国实现了1-丁烯、1-己烯工业化生产，但1-辛烯生产仍处于小试中试阶段。2023年1-丁烯的产能占中国α-烯烃总产能的90%以上。1-己烯已工业化生产，产能规模保持稳定。2023年中国1-丁烯产能同比增长13.4%，产量同比增长6.2%；1-己烯产能规模保持不变，产量同比增长6.8%；1-辛烯方面国内尚无工业化装置。
中国α-烯烃消费稳步提升，特别是C6以及更高碳数α-烯烃存在较大缺口，2023年，中国α-烯烃表观消费量同比增长4.8%，自给率为84.5%。其中，聚烯烃共聚单体（POE）是α-烯烃最大的下游应用领域。
作为一种特殊的乙烯/α-烯烃共聚物，POE 的出现离不开烯烃配位聚合催化剂的发展。生产POE 的催化剂主要是限定几何构型茂金属催化剂（CGC），该催化剂在 1991 年由陶氏化学公司合成并申请了专利。
茂金属催化剂可控制聚合物相对分子质量、立体规整结构、共聚单体含量等，据数据显示，2021 年全球茂金属催化剂市场规模达到 21.5 亿元，同比增长 8.4%，预计到 2027 年，市场规模将突破 30.0 亿元。
中游POE
POE 生产一般采用连续溶液聚合法，这是因为弹性体极难以颗粒状在气相或淤浆聚合反应器中流动，而且POE、OBC类热塑性弹性体虽有结晶链段，但在较低聚合温度下又易被溶剂溶胀而结团、粘连，使聚合反应无法继续进行下去。
1、全球情况
截至2023年底，全球POE总产能为251万吨/年。陶氏化学产能全球最大，为116万吨/年，可生产Engage、Affinity、Infuse、Versify等系列产品。埃克森美孚产能为47万吨/年，主要生产Exact和Vistamax两种牌号产品。日本三井化学产能为25万吨/年，主要生产Tafmer和Notio牌号产品。韩国LG产能为29万吨/年，主要生产Lucene系列产品。韩国SK公司和沙特基础工业合资在韩国蔚山投产23万吨/年POE生产装置，主要生产Solumer系列产品。2023年全球POE主要生产商概况如下所示。
国外也有一些POE装置处于规划建设阶段，主要有3家，分别为日本三井化学12万吨/年产能；SABIC新增7万吨/年产能；LG化学新增10万吨/年产能。预计到2030年全球POE产能500万吨/年。近期全球POE在建及拟建项目概况如下所示。
2、国内情况
2023年12月15日国内首套聚烯烃弹性体（POE）工业化装置3万吨/年特种聚烯烃及配套项目成功投产，开启了国内国产化元年。
目前，受光伏、汽车、聚烯烃等行业的需求影响及拉动下，国内POE市场规模不断增长，各地石化企业纷纷上马POE项目，国内已有二十家以上的公司开启POE研发，甚至有几家已经实现万吨级工业化生产。
其中万华化学表现突出，其 1000 吨 / 年 POE 中试已顺利完成，并且乙烯二期项目将新建 40 万吨 / 年 POE 产能。
卫星化学积极布局，1000 吨 / 年 α - 烯烃中试线处于建设阶段，未来还规划建设 10 万吨 / 年 α 烯烃及配套 POE；东方盛虹 800 吨 / 年中试项目已于 2022 年 9 月成功建成，还拟建设 20 万吨 / 年 α - 烯烃及 30 万吨 / 年 POE 产能；荣盛石化也拟建高端新材料项目，其中包含 40 万吨 / 年 POE。中石化所属的天津石化、茂名石化，以及惠生工程、京博石化、鼎际得、诚志股份等企业也都有相关产能建设计划。
截至2024年6月，中国已公布超过400万吨/年的新建POE产能，涉及现有项目的推进和新企业的加入。
据相关数据统计中国至2030年之前拟在建POE装置总计规模将会超过450万吨/年，特别是在2025年前后，拟在建POE项目规模最大。也就是说，中国POE产业规模未来将会出现井喷状态，行业格局将会快速转变。
下面看看国内最新的POE项目情况：
3、国内生产壁垒 POE在茂金属催化剂、α-烯烃(双键位于分子链端部的直链单烯烃)、溶液聚合工艺等方面均具备较高的技术壁垒。目前全球POE产能主要集中在陶氏化学、埃克森美孚、日本三井化学、LG化学、SK/SABIC及北欧化工等少数企业，生产光伏用POE的仅陶氏化学、三井化学和LG化学等几家企业。 ►茂金属催化剂： 目前合成POE的主流催化剂为茂金属催化剂，包括主催化剂（茂金属化合物，由环戊二烯和过度金属元素形成的配合物）和助催化剂（主要有甲基铝氧烷（MAO）或者有机硼化物，其中MAO应用最多）。生产聚乙烯、聚丙烯和POE的催化剂内部配体结构和组成含量不同，其中POE生产多用限定几何结构的茂金属催化剂，桥联双配体结构的茂金属催化剂等。由于茂金属化合物、助催化剂甲基铝氧烷（MAO）等合成难度较高，目前国内茂金属催化剂已逐步国产化。 2024年12月27日，北京化工研究院天津科学试验基地单中心催化剂中试装置顺利打通全流程，成功产出POE催化剂，标志着天津科学试验基地二期建设首战告捷。 图表：限定几何构型茂金属催化剂的结构示意图 ►线性α-烯烃： 工业生产线性α-烯烃的工艺包括乙烯齐聚法、石蜡裂解法（得到的混合烯烃成分较为复杂）、混合C4分离（只能生产1-丁烯）、费托合成、高碳醇脱水法、植物油法（工艺流程复杂、收率偏低）等。其中乙烯齐聚法由于产物全部为偶数碳产物，且选择性和纯度高，是目前全球生产线性α-烯烃的最主要工艺。由于海外企业对α-烯烃的技术封锁以及高额的技术转让费用等，目前国内α-烯烃主要以生产1-丁烯为主，1-己烯和1-辛烯主要依赖进口，其中1-辛烯基本全部依赖进口。 ►溶液聚合： POE需要用连续的管式法进行溶液聚合，需要严格控制共聚单体以液体形式在溶液中稳定存在并且参与到聚合。如果单体变成气态，溶液中共聚单体的浓度和含量会下降，会导致溶液整体黏度上升，最终可能导致聚合反应无法发生。由于聚合工艺主要工艺技术商限制技术转让以及国内企业在溶液聚合工艺方面积累不足，也是制约国内POE发展的重要因素。 下游应用 当前汽车、光伏仍为POE最大应用领域。 由于POE水汽阻隔、抗PID等性能优异，在N型光伏电池封装胶膜中的渗透率提升，随着TOPCon等N型光伏装机量的快速增长，光伏胶膜对POE的需求量将持续提升。 从下游应用看，POE主要用于直接改性、接枝改性、发泡改性及作为单独材料使用等。从下游终端领域看，目前汽车仍是POE最大的应用领域，随着全球光伏装机的持续快速增长和POE胶膜渗透率的提升，光伏是POE需求增速最快的领域。 ►直接改性方面： POE主要用于聚丙烯和聚乙烯的共混改性，共混改性后的聚乙烯和聚丙烯增韧、抗冲击性能优异。使用POE改性的聚丙烯流动性好、线性膨胀系数低，能够较好的取代金属部件用于生产汽车零配件（汽车保险杠、门板、内饰）等，家电外壳（空调、电视及洗衣机等的外壳）。使用POE改性的聚乙烯可以用于生产防水卷材、管材等。 ► 接枝改性方面： 主要是用于对聚酰胺和聚酯类聚合物进行增韧改性，通过POE与聚酰胺及聚酯类聚合物的共混，能够明显改善聚合物冲击性能。 ►发泡改性方面： POE主要用于对EVA改性后用于生产运动鞋中底，能够提高鞋底的弹性，提供更好的撕裂强度和拉伸性能。POE也可以替代EVA单独用于生产运动鞋中底。 ►单一材料使用： 主要用于生产光伏组件中的封装胶膜。由于光伏电池封装过程不可逆且对组件的运营寿命要求较高，因此封装胶膜的质量对光伏组件及电池的质量与寿命较为关键。POE生产的胶膜具备低水汽透过率和高体积电阻率，具备较好的抗PID性能。 发展趋势 2024年，第一批国产化POE产品进入市场，率先在市场上实现销售的企业将会是包括贝欧亿、万华化学、中石化及中石油在内的大型化工企业。 随着光伏组件技术的不断进步，封装材料也在不断升级。虽然POE胶膜性能卓越，但目前成本相对较高，这使得EPE胶膜成为短期内的替代选择。在未来五年内，POE的需求量将以较高速度增长，预计到2028年，中国光伏行业对POE的需求量将达到约123万吨。 随着中国汽车产量的增长和新能源汽车对减轻车重的需求，预计对POE等轻量化新材料的需求将持续增长。例如，目前国内保险杠材料中POE的使用率仅为20%，远低于国外，显示出巨大的市场潜力。到2028年，预计中国汽车行业对POE的需求量将达到约33万吨。 POE粒子市场具有巨大的发展潜力，但企业需密切关注技术创新、市场变化和行业趋势。需求方面，POE粒子因其卓越的物理性能和耐老化性，在光伏等领域需求强劲，预计需求将保持快速增长。尽管国内有超过400万吨/年的规划产能，但技术突破和工业化生产是实现自给的关键。 发展建议 目前，中国的POE国产化进程已经取得了显著进展，多家企业纷纷布局POE生产线，规划产能超过400万吨/年。然而，如何确保产品质量和技术水平与国际先进水平接轨，仍然是摆在行业面前的一大挑战。 随着国内外市场对POE需求的持续增长，越来越多的企业进入这一领域，市场竞争也日益激烈。企业需要不断创新，提升技术水平和服务质量，才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。 茂金属聚烯烃聚合工艺具有更高的灵活性和可控性，被广泛应用于通用塑料、弹性体和工程塑料等市场。从生产技术层面分析，茂金属催化剂的制备技术，不仅是POE的生产壁垒，同时更是实现高端产品国产化的重要突破口。建议在茂金属催化剂方面，加大研发及投资力度，尽快攻破国外长期对桥联半茂金属等催化剂的技术封锁，实现全产业链的自主可控；在此基础之上，与国外产品对标，保证产品质量的稳定性，提高产品竞争力，进而助力我国化工板块快速步入高质量发展轨道。 1乙烯基聚烯烃弹性体（E-POE） E-POE仅以乙烯为原料，无需使用1-辛烯等高碳α-烯烃单体即可制备得到，这种材料性能出色，应用前景广阔。以增韧聚丙烯为例，使用E-POE时，只需添加目前市场上聚烯烃弹性体用量的1/3，就能达到同样的增韧效果，性价比远超现有的聚烯烃弹性体。 国内最早从事E-POE开发的是中国科学技术大学陈昶乐教授课题组，中科科乐独特的E-POE技术工艺，采用完全自主研制的镍基催化剂，仅以乙烯作为单一原料，使用国产化助剂、常规的聚合装置及工艺即可实现POE的制备，大幅降低了生产成本和装置运行风险。 2生物基聚烯烃弹性体（POE） 生物基POE由陶氏公司推出，旨在满足市场的可持续材料需求。 2024年9月5日，陶氏公司宣布，推出其首款面向地板行业的生物循环系列产品——ENGAGE™ REN POE。这是全球首款生物基POE产品。起初这款材料推出主要应用于地板，后来被应用于知名休闲鞋品牌卡骆驰（CROCS）的产品上。陶氏公司作为POE供应的头部企业，布局生物基POE是在其原有产业基础上革新了可持续原料的替代，这也表示POE正向绿色化和可持续化方向发展。 3丙烯基弹性体（PBE） PBE是以丙烯为主要原料制备聚丙烯为主链、少量乙烯或α-烯烃单体经溶液聚合而得到的低结晶聚合物。PBE第二单体含量一般低于20%（一般为10%~15%），一般而言原材料成本要低于POE产品，但其性能并不劣于POE，在某些方面甚至还有明显优势。PBE具有高弹性、高透明性和低温韧性等优异性能，尤其突出的是，其烯烃聚合物尤其是聚丙烯的相容性好，与包括PP、PE、SEBS、SIS、EPDM等众多聚烯烃产品高度相容，并且对改性产品的透明度、冲击性能、弹性、加工性能都有明显提升，且具有明显的减重效果。许多丙烯基弹性体牌号的产品通过了食品接触材料的相关认证。 目前，全球主要有三家企业能够生产PBE，分别是埃克森美孚的Vistamaxx™系列、陶氏公司的Versify™系列和三井化学的Tafmer™ XM系列产品。 2024年9月19日，埃克森美孚宣布了其位于美国德州Baytown基地的一项关于聚烯烃弹性体和α-烯烃扩产计划。项目计划投资20亿美元，生产40万吨/年的Vistamaxx™和Exact™系列聚烯烃弹性体产品，以及35万吨/年的线性α-烯烃产品。其中Vistamaxx™是E-POE产品，Exact™是POE产品。 4煤基聚烯烃弹性体（POE） 2024年11月11日，低碳院完成国内首次煤基POE的连续制备。这种材料的性能可以与石油基POE相媲美，甚至在某些方面还优于后者。例如，制备的膜样品透明度和雾度达到了国外光伏料的水平。煤基POE的连续制备，验证了煤基高碳α-烯烃应用于POE及其他高端聚烯烃共聚物生产的可行性，不仅提升了费托合成高碳α-烯烃路线的经济效益，还为我国聚烯烃产品的差异化和高端化发展提供了新的动力。 5超支化聚烯烃弹性体（H-POE） H-POE是由星传新材开发的一种新型聚烯烃弹性体，以乙烯为单一原料，不依赖α-烯烃和茂金属催化剂，具备“投资少、成本低、能耗低”等诸多优势。 2023年11月29日，衢州星传新材料科技有限公司全球首套年产3万吨(一期)超支化聚烯烃弹性体(H-POE)工业化装置在浙江省衢州市龙游县举行工程建设开工仪式。该项目采用自主研发的极具性价比的高效催化剂，以乙烯为单一原料生产聚烯烃弹性体，不依赖a-烯烃和茂金属催化剂，具备“投资少、成本低、能耗低”等诸多优势。 各有关单位： POE树脂，或称聚烯烃弹性体，是一种结合塑料和橡胶双重特性的无规共聚物。它以其优异的耐候性和耐老化性、高弹性、高强度和良好的低温性等广泛的应用于光伏，汽车，塑料改性等领域。近年来受益于光伏，汽车等下游市场的需求增长，POE行业的相关技术不断取得突破，规划产能快速超过400万吨且即将迎来投产高峰，行业亟需持续创新技术，提升产品质量，降低生产成本，迎接挑战。 主办单位： 山西碳和新材信息咨询有限公司 支持单位： 邀请中 支持媒体： 烯烃产业创新与发展研习社（公众号） 高性能树脂及应用（公众号） 电池关键材料（公众号） 高性能膜材料（公众号） 时间：3月14日 地点：江苏省苏州市 POE生产企业、技术研究机构；光伏胶膜，车用塑料等下游生产企业；配套关键设备、催化剂、助剂等；政府园区、金融投资机构等。 1月26日前：报名缴费2500元/人，三人以上2200元/人； 1月26日后：报名缴费2800元/人，三人以上2500元/人。 （注：以上费用包含会议注册费、资料费、会议期间用餐） 发言联系： 张新亮：18511613486（微同） 参会联系： 王宇轩：19103426226（微同） 武改霞：13313515060（微同） 3月13日下午：报到领取资料、展位布置 3月14日全天：论坛发言及技术发布 如何提升POE行业竞争力 光伏行业发展为POE行业带来的机会 更多议题邀请中……
图文来源：高性能树脂及应用编辑整理发布
