□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。

技术迭代

●我国第一代聚乙烯技术：消化吸收、从无到有

1999年，攻关团队自主研发的第一代气相法聚乙烯冷凝技术在天津石化聚乙烯装置一次开车成功。该装置产能实现翻倍提升，运行可靠性显著增强，标志着我国聚乙烯技术实现“从无到有”的跨越，打破国外长期垄断。

●我国第二代聚乙烯技术：自主研发、从有到优

2014年，攻关团队成功研发出第二代持液颗粒流化床乙烯聚合反应新技术，在天津石化聚乙烯装置上实现气相冷凝工况下碳六共聚单体POF专用树脂的首次生产，赋予聚乙烯材料刚性与韧性的更优平衡，推动产品从通用型向高性能专用型升级。

●我国第三代聚乙烯技术：迭代创新、从优到强

2024年，团队自主研发的第三代乙烯原位自增强聚合成套技术进入试生产阶段，目前已在天津石化落地推进，产品性能向超高性能层级跃升，标志着我国聚乙烯技术由“并跑”加速迈向“领跑”。

从消化吸收到自主创新的系统攻坚

□天津石化化工工艺高级专家 吴文清

天津石化攻关团队历经数十年持续深耕，实现了聚乙烯装置从引进技术消化吸收到全面自主创新的跨越升级，为国内聚烯烃产业发展提供了实践样本。

装置工艺精进是创新的根基。攻关团队在逐步吃透原有引进技术基础上，持续优化装置运行模式，从单一气相流化床乙烯聚合技术革新升级为气液固/气固复合流型流化床乙烯聚合技术，完成了工艺机理的根本性变革。

立足生产现场是创新的前提。旧装置老工艺往往物耗能耗高、产品性能单一，这些短板恰恰是创新的发力点。攻关团队以装置运行大数据、历次运行异常工况为研究核心，让一线生产难题成为“第一课题”，在科研攻关中不断总结装置运行规律，为工艺优化和新品研发筑牢了实操基础。

产学研协同攻关是创新的路径。依托产学研协同攻关，攻关团队开展模拟试验并寻找规律，找出核心理论，创新构建了全新的持液聚合技术体系，为产品结构升级拓展了理论支撑新空间。

工程落地是创新的“最后一公里”。从颗粒不持液到持液，攻关团队配套完善成套技术，生产出低、超低、极低密度聚乙烯产品，而且可多元共聚生产新材料。

打破固有观念探索聚合创新方法

□浙江大学教授 王靖岱

持液颗粒流化床乙烯聚合反应新技术是一项典型的、立足底层机理创新的原创性工艺技术。攻关团队突破多重瓶颈，为聚乙烯产业高端化发展开辟了新路径。

聚乙烯材料性能提升的核心在于精准调控分子链结构。长期以来，齐格勒-纳塔催化体系下聚乙烯存在“长链难支化、支链分布难调控”的行业共性难题，创新攻关挑战重重。传统流化床理论认定反应器无法持液运行，相关设计、操作体系已成固化标准，突破固有认知、建立全新机理难度极大。而催化活性颗粒在持液状态下的乙烯聚合缺乏成熟理论支撑，其传质传热特性、反应动力学等基础理论需从头探索。同时，该技术落地需工艺、装备、催化剂协同适配，从理论推演到工业化应用链条长、试错成本高，跨学科攻坚难度突出。

攻关团队迎难而上，通过技术创新，生成了具有“短链低支化、长链高支化”理想目标结构的乙烯-α烯烃共聚物，破解了行业难题。该原创成果意义深远，不仅成功开发了多个高端聚乙烯新牌号，补齐了高端材料供给短板，而且打破了国外技术垄断，形成了自主可控的高性能聚乙烯工艺成套技术，实现了科技自立自强。另外，在行业层面，开辟了工艺创新驱动聚烯烃产品高性能化的新途径，为石化行业开展源头性理论创新与实践提供了示范。

让原创成果实现产业化应用

□工程建设公司技术副总监 李晓霞

原创技术只有突破工程化瓶颈，实现安全、稳定、经济运行，才能真正转化为产业核心竞争力。攻关团队聚焦聚烯烃领域技术转化，深耕工程化攻关与产业化落地，全力打通从科研创新到工业应用完整链条。

技术攻坚初期，攻关团队以引进装置扩能改造为契机，在工程实践中不断消化吸收、迭代创新，逐步掌握了核心工艺技术，完成了成套工艺包开发、专有设备研制及关键核心设备设计选型，形成了具有自主知识产权的成套工艺技术，实现了首次工业化应用。

随着技术日趋成熟，工程化攻关重心转向装备国产化、装置大型化升级与节能降本优化。攻关团队围绕循环气压缩机、挤压机、膜回收深冷系统等关键核心装备持续攻坚，不断提升关键设备自主可控和安全保障能力。

在工程设计环节，攻关团队坚持大型化、低能耗、高效率的发展方向，持续优化工艺流程和设备配置，有效降低物耗、能耗，减少建设投资，全面提升装置运行效率与整体经济性。

目前，该技术已成功应用于多套工业装置。下一步，攻关团队将持续推进工艺技术、关键装备与工程设计协同创新，不断破解技术落地难题，推动更多原创科技成果高效实现产业化、规模化应用。

催化剂创新拓宽产品应用领域

□上海化工研究院有机所所长 叶晓峰

在α-烯烃聚合技术体系中，催化剂居于核心地位，其性能直接决定工艺先进性与产品品质，堪比芯片之于电子工业。攻关团队聚焦催化剂迭代创新，坚持以核心材料突破带动工艺革新与产品升级，持续拓宽高端聚烯烃产品应用领域。

在国产气相流化床乙烯聚合技术的开发历程中，催化剂的研发从小试、中试到工业化应用，历经数十年持续攻关，先后实现多项关键跨越：从干粉形态到淤浆进料方式、从低密度聚乙烯到高密度聚乙烯专用、从窄分子量分布向宽分子量分布聚乙烯结构调控、从单一活性组分到多元素杂化体系，持续推动聚乙烯品种丰富与质量提升。目前，产品不仅全面满足国内生产装置需求，更实现稳定批量出口。

伴随下游行业快速发展，市场对聚乙烯材料的差异化、高端化、高性能化需求日益提升。攻关团队聚焦催化剂功能化、长寿命化、单元纯一化、多元复杂化等方向持续创新升级，依托工艺参数精准调控，实现产品性能精准定制。在从气相法向持液颗粒流化床乙烯聚合反应新工艺升级的过程中，团队同步开展配套催化剂创新优化，精准适配新型聚合反应工况，成功开发出低、超低、极低密度聚乙烯系列产品，拓宽了应用领域，有力响应了多元市场需求。下一步，攻关团队将以催化剂创新为引擎，持续突破高端合成材料技术瓶颈，为我国聚烯烃产业高质量发展贡献科技力量。

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。

理论突破 颠覆传统，原创持液颗粒流化床自主新工艺

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。

成效显著 高端产品填补国内空白，实现经济效益与社会效益双赢

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。