前沿科技 ｜ AI赋能高端聚烯烃：技术革新与市场前景展望

聚烯烃凭借其轻量化、耐腐蚀和可塑性强的特点，广泛应用于包装、汽车、电子、医疗等领域。然而，随着市场对材料性能需求的不断提升，传统聚烯烃产品已难以满足高端应用场景的要求。在此背景下，高端聚烯烃凭借其高技术含量、优异物化性能（如高机械强度、耐热性、光学性能）和高附加值，成为行业转型升级的核心方向。

一、全球及中国聚乙烯及聚丙烯产能分析

2023年，全球聚乙烯产能达到1.41亿吨/年，聚丙烯产能为1.05亿吨/年，预计到2028年，两者产能将分别增至1.98亿吨和1.57亿吨，年均增长率约为6%和8%。中国、美国、沙特、印度和韩国五国聚乙烯产能合计占比约为55%。中国、印度、美国、沙特和伊朗五国聚丙烯产能合计占比达59%。

2023年，国内聚乙烯产能达到3173万吨/年，产量为2810万吨，全年平均开工率约为85%，产能主要分布在沿海炼化一体化基地和西北煤化工基地。我国聚乙烯表观消费量达到4070万吨，自给率约为69.0%。中国石化、中国石油、浙江石化、中海壳牌、延长集团、国家能源集团等前十大聚乙烯企业产能占比达到85.4%。

2023年中国聚乙烯市场概况

数据来源：石油和化学工业规划院

2023年，国内聚丙烯产能达到4375万吨/年，产量为3234万吨，全年平均开工率约为79.6%，产能主要分布在浙江、广东、山东、福建和宁夏等。我国聚丙烯表观消费量达到3515万吨，自给率约为92.0%。中国石化、中国石油、国家能源集团、福建中景石化、东华能源、浙江石化等，前十大聚丙烯企业产能占比达到65.7%。

二、聚烯烃行业趋向高端化发展

2023年，全球高端聚烯烃市场规模约为864亿美元，预计2024年可达到916亿美元。生产主要集中在西欧、东北亚以及北美地区。主要生产企业包括北欧化工、陶氏化学、利安德巴塞尔、道达尔、三井化学、住友化学等。

2023年，我国高端聚烯烃市场规模约为1928亿元，产量约为567万吨，需求量约为1397万吨，2024年市场规模预计可达2106亿元，产量达653万吨，需求量达1555万吨。自给率在40%左右，远低于其他化工新材料。中国石油和化学工业联合会发布的《化工新材料产业“十四五”发展指南》中，提出要重点发展、提升的八大系列化工新材料种类中包括高端聚烯烃塑料，并明确提出，2025年，高端聚烯烃塑料自给率力争提升到近70%。目前，国内多个企业在聚烯烃产业化技术积累及硬件和软件方面已开始布局，正在加速推进聚烯烃产业高端化进程，部分产品（如茂金属聚乙烯）已实现工业化量产。

从国内看，近年来，在新能源汽车、光伏等战略性新兴产业快速发展的驱动下，高端聚烯烃材料需求持续攀升，市场规模不断扩大。2024年至今，国内多个重大项目开工和投产，标志着我国高端聚烯烃市场正在迎来前所未有的发展机遇。

（1）2024年6月，卫星化学在连云港投资的国内首个α-烯烃综合利用高端新材料产业园项目启动，项目总投资266亿元，采用自主研发的高碳 α-烯烃技术向下游延伸至高端聚烯烃、聚乙烯弹性体等领域，形成完整的产业链条。

（2）2024年6月，万华化学新材料事业部一期20万吨/年POE项目实现全流程贯通，标志着中国首套大规模自主研发的POE工业化装置的成功投产。

（3）2024年12月，北京化工研究院天津科学试验基地建设的国内首套聚丙烯基弹性体（PBE）中试装置顺利投用。采用中国石化自主研发的溶液聚合技术及自主研发的催化剂，可制备系列丙烯基弹性体新产品。

（4）2025年2月，山东东明石化世界首台套30万吨/年乙烯基聚烯烃弹性体（E-POE）项目开工建设。E-POE采用镍系催化剂技术，仅以乙烯为单一原料直接聚合生成。该项目标志着我国在高端聚烯烃领域实现重大突破。

（5）2025年3月，中国石油蓝海新材料公司举行高端聚烯烃新材料项目开工仪式，标志着项目建设正式迈入关键核心装置全面建设的新阶段。该项目拟新建5套装置，包括电解水制氢装置、乙丙橡胶装置、POE 装置、FDPE装置和1-己烯/1-辛烯装置。

三、高端聚烯烃技术发展分析

1. 热点技术方向

为了直观了解高端聚烯烃领域专利申请的技术方向，基于Orbit专利分析平台，通过聚类分析，采用专利地图对专利技术主题进行分析，得出全球高端聚烯烃行业技术热点方向如下：

● 聚合物和方法：嵌段共聚物、聚乙烯和聚丙烯共聚物、无规共聚物、组分材料、共聚、齐聚、气相聚合等

● 聚合催化剂：茂金属催化剂、非茂金属催化剂、铬、钒等过渡金属催化剂、金属配体复合物等

● 聚合物改性和加工：烯烃聚合物制备、气相聚合反应器、循环反应器、链转移、发泡成型、热塑弹性体、热塑聚烯烃、共混材料、组分固有粘度等

● 聚合物应用：汽车、太阳能电池模件、薄膜、包装、管道、阀门、供电、半导体基底、绝缘膜等

2. 国外领先企业专利布局

（1）北欧化工

北欧化工公司是全球主要的聚烯烃生产商，以其拥有的先进的聚烯烃双峰聚合技术，在欧洲、中东及亚太石化产品市场占有重要地位。凭借专有的Borstar和Borlink^TM等技术，产品在汽车、能源、医疗保健和包装等领域得到广泛的应用。

● Borstar是北欧化工独有的聚烯烃生产技术，生产双峰或多峰的聚乙烯和聚丙烯，产品具有出色的机械强度和可加工性。

● Borlink^TM技术可生产高品质洁净交联聚乙烯（XLPE）材料，产品具有高水平化学和物理清洁度、优良的导电性能等，可应用于超高压、高压和中压电缆。

● Borceed^TM技术制造的Queo塑性体和弹性体系列产品，结合了许多橡胶的物理特性和热塑性材料的加工优势，主要用于高端汽车、包装、家用器皿和电线电缆等领域。

从北欧化工公开专利数据拟合的技术成熟度曲线可以看出，得益于专有的Borstar和Borlink^TM等技术，在聚烯烃相关方面已趋于成熟，目前已进入稳定成长阶段。近年来在聚乙烯、聚丙烯领域一直保持着较高且稳定的申请量。

北欧化工聚烯烃基于专利的技术成熟度曲线

(2) 利安德巴塞尔

利安德巴塞尔是全球聚乙烯和聚丙烯生产领域的头部企业。生产的聚合物用于挤出、吹塑和注塑工艺，适用于各种终端市场，包括食品和饮料包装、建筑、电线和电缆、医疗和汽车市场。

生产聚丙烯的工艺有Spheripol工艺和Spherizone工艺。

● Spheripol工艺是一种液相预聚合、液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺，采用模块化设计，可分步建设生产不同产品。

● Spherizone工艺采用多区循环反应器，生产的聚丙烯具有更良好的性能，主要用于生产高端牌号产品。

● Hyperzone聚乙烯技术是基于公司的多区域循环反应器技术的级联气相工艺，用于生产高密度聚乙烯，可生产定制的聚合物结构，满足客户的加工和产品要求。

从利安德巴塞尔公开专利数据拟合的技术成熟度曲线可以看出，利安德巴塞尔在聚烯烃相关方面已基本成熟，目前已进入稳定成长阶段。近年来在聚乙烯、聚丙烯领域一直保持着稳定的申请量。

利安德巴塞尔聚烯烃基于专利的技术成熟度曲线

四、AI助力高端聚烯烃行业发展

近年来，随着以ChatGPT、DeepSeek为代表的基础模型研究的突破，AI技术正迅速渗透到各行各业，其中化工行业也是重要的应用场景之一。

AI技术对化工行业的赋能体现在两大维度：

（1）在材料的应用方面，AI产业快速发展直接推动轻量化与高性能材料需求爆发。如随着AR/VR（增强现实与虚拟现实）技术的快速发展，环烯烃共聚物（COC/COP）因具备低吸水性和高透光性等优势，正在逐步替代传统材料，在光学镜片领域的应用需求也显著增加。

（2）在材料的研发生产方面，AI深度融入全产业链，推动研发与运营效率跃升。研发方面，从传统“实验-理论-实践”向“数据-模型-实践”转型，通过机器学习分析海量数据优化分子设计与工艺参数，缩短研发周期、降低研发成本。生产运营方面，智能控制系统、数字孪生技术等AI应用实现设备参数优化、质量检测升级等，提升资源配置效率与安全生产水平。

从全球范围看，一些领先企业已开始积极探索AI技术在聚烯烃工业生产和资源管理中的创新应用。

（1）加拿大石化公司NOVA Chemicals，是聚乙烯制造业的主要参与者，在研究如何通过云端AI技术改进聚乙烯生产过程。如，数据规范化和情境化是制造运营中成功应用生成式人工智能的关键基础，为AI模型提供高质量、结构化的输入。自动化与人工智能的深度融合能够实现端到端业务流程的优化，显著提升整体的运营效率和决策能力。

（2）欧洲企业Recycleye、TotalEnergies和 Valorplast 合作开展 OMNI 项目，利用人工智能提高聚丙烯食品包装的可回收性，为聚丙烯包装的循环利用开辟新的机遇。如，英国机器人企业 Recycleye 建立并训练一个人工智能模型，应用人工智能和计算机视觉分类来识别和回收聚丙烯食品包装。能源企业TotalEnergies 利用其聚合物专业知识生产无味、清洁、可回收的聚丙烯 (rPP)，应用于高端包装。

（3）中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司（镇海炼化）通过深度应用AI技术，打造“一体化、智能化、孪生化、国产化、平台化”的智能工厂3.0示范标杆。生产经营过程中深度应用AI技术，丰富设备健康管理平台、智能机器人、智能立体库等AI应用场景。如，设备健康管理平台实现24小时实时监控，提升设备运行可靠性和安全性。智能机器人结合AI识别技术，替代人工巡检，及时发现故障，降低运维风险。智能立体库实现入库、出库、存储的智能化，有效提高聚烯烃产品库存周转率，实现仓储环节降本增效。

五、结语

过去几十年中，我国聚烯烃技术实现了快速的发展，总体技术水平与国际先进水平缩短了距离，在高端化产品的产业发展方面取得了显著成效。但产业仍面临诸多挑战：产品结构不合理，大宗通用产品同质化严重、产能过剩，而高端领域应用产品供给不足，部分关键产品依赖进口，核心技术受制于人，自主创新能力亟待提升。未来，我国聚烯烃产业将重点推进技术创新与产品结构优化，通过原料多元化、催化剂技术突破、聚合工艺升级和设备大型化等举措，加速高端牌号材料的研发与生产，推动产品向高端化、差异化、功能化方向发展，实现进口替代。

（本篇整理自中国化信在2025高端聚烯烃+石化下游产业国际大会上的报告）

联系我们

更多精彩内容，可登录中国化工信息网：进行查阅。

如您有进一步需求，请联系工作人员，联系方式：/。