Полиолефины

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования 
«Казанский национальный исследовательский 
технологический университет» 

ПОЛИОЛЕФИНЫ

Монография 

Казань 
Издательство КНИТУ 
2021 

УДК 678.742 
ББК 35.712 

П50

Печатается по решению редакционно-издательского совета 
Казанского национального исследовательского технологического университета 

Рецензенты: 
канд. хим. наук М. М. Латыпова 
канд. хим. наук Р. Е. Емелюшин 

П50 

Авторы: Н. Е. Кашапова, Р. Г. Тагашева, Р. Б. Султанова, 
В. Н. Кудряшов 
Полиолефины : монография / Н. Е. Кашапова [и др.]; Минобр-
науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : 
Изд-во КНИТУ, 2021. – 92 с. 

ISBN 978-5-7882-2974-4

Подробно описаны основные процессы получения полиолефинов в мировой 
практике, приведены технологические схемы ведущих химических российских и 
зарубежных компаний. Рассмотрены основные свойства полиолефинов, методы 
их получения и перспективы развития производства. 
Предназначена для бакалавров направления подготовки 18.03.01 «Химиче-
ская технология» (профиль «Химическая технология органических веществ») и 
магистров направления подготовки 18.04.01 «Химическая технология», а также 
для аспирантов, научных сотрудников и преподавателей, выполняющих работы 
в области синтеза и производства низших олефинов и полимеров на их основе. 
Подготовлена на кафедре технологии основного органического и нефтехи-
мического синтеза. 

ISBN 978-5-7882-2974-4 
© Кашапова Н. Е., Тагашева Р. Г., Султанова Р. Б., 

Кудряшов В. Н., 2021

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2021

УДК 678.742 
ББК 35.712

ВВЕДЕНИЕ 

Полиолефины являются одними из самых крупнотоннажных 
продуктов органического и нефтехимического синтеза. Они относятся 
к основным промышленным термопластичным полимерам, являются 
важными компонентами наиболее распространенных термопластич-
ных эластомеров. Два термопласта – полиэтилен и полипропилен – за-
нимают первое место по объему производства. Прочность, термостой-
кость, нетоксичность и возможность переработки этих полимеров 
в изделия в сочетании с небольшим весом материала и относительно 
невысокой стоимостью обусловливают их широкое применение. 
Из полиэтилена и полипропилена производят литые изделия, волокна, 
пленки, листы, трубы, детали технической аппаратуры и автомобилей, 
упаковочные и теплоизоляционные материалы, предметы домашнего 
обихода и др. 
История получения полиэтилена началась с исследований 
А. М. Бутлерова, который впервые начал изучать в 1873 г. процесс по-
лимеризации этилена. Одна из первых попыток превратить газообраз-
ный этилен в высокомолекулярное вещество была сделана в 1884 г. 
русским химиком Г. Г. Густавсоном. Ученый провел синтез полиэти-
лена в лабораторных условиях при температуре 100 °С, применяя 
в качестве катализатора полимеризации бромистый алюминий. Но в 
результате проведенных опытов был получен материал, мало похож 
на полиэтилен, который мы сейчас привыкли видеть. Это был некий 
гелеобразный осадок, не нашедший какого-либо практического при-
менения. В результате этого опыта поставленная цель не была достиг-
нута. Полученные полимеры этилена представляли низкомолекуляр-
ные жидкие продукты. Первый удачный опыт получения полиэтилена 
был совершен в 1936 г. Его провели английский ученый Э. Фосетт и 
русский ученый А. И. Динцес. Независимо от английских исследователей 
примерно в это же время твердый полиэтилен был получен 
А. И. Динцесом с сотрудниками при 1500–2500 атм и 180–230 °С. 
Разработка технологии производства промышленного полиэтилена 
была осуществлена крупной английской химической компанией 
Imperial Chemical Industries (ICI) в 1920–1930-е гг., когда создавалась 
химия высоких давлений на основе работ профессора А. Михельса. 
На протяжении всего периода промышленного производства полиэтилена 
высокого давления этот метод получения постоянно совершен-

ствовался, и владельцы передовых технологий достигли высокого 
технического уровня.  

Вслед за методом высокого давления в 1950-х гг. появился суспензионный 
метод синтеза полиэтилена. Этот метод осуществлен 
в результате открытия немецким ученым К. Циглером металлоорганических 
катализаторов, при использовании которых оказалось возможным 
полимеризовать этилен при низком давлении от 0,3–0,5 МПа и 
сравнительно низкой температуре 80–90 °С. Это на первых порах вызвало 
суждения, что новый метод позволит отказаться от метода высокого 
давления, но вскоре выяснилось, что полученный этим методом 
полиэтилен имеет, в отличие от полиэтилена высокого давления, менее 
разветвленные молекулы и, соответственно, другие характеристики. 

Первые каталитические системы в условиях, предложенных для 

их применения, оказались малоактивными. Для проведения полимеризации 
полиэтилена и полипропилена в среде углеводородных растворителей 
требовались высокие концентрации катализаторов, причем их 
фактическое использование было крайне низким (менее 10 %), основная 
часть катализатора оставалась в полимере. Для очистки полимера 
от остатков катализатора проводились трудоемкие операции промывок. 
Однако, несмотря на то, что первые производства полиэтилена 
низкого давления имели громоздкую технологическую схему, мощности 
их с каждым годом наращивались, а спрос на новый материал 
непрерывно возрастал. Разработка высокоактивных катализаторов 
позволила внести усовершенствование в технологию полиэтилена 
низкого давления, упростить технологическую схему, создать новые 
промышленные процессы.  

Спустя два года после появления первого промышленного производства 
суспензионным методом фирмой Phillips было запущено 
в 1956 г. первое промышленное производство полиэтилена низкого 
давления растворным методом с использованием катализаторов на ос-
нове оксида хрома. Именно в этот период полиэтилены типа ICI стали 
называть полиэтиленами низкой плотности (ПЭНП), а новые материа-
лы, полученные компанией Phillips на основе катализаторов Циглера, 
стали называться полиэтиленами высокой плотности (ПЭВП). Позднее 
в промышленном масштабе начали получать линейные полиэтилены 
низкой плотности (ЛПЭНП). Они представляли собой сополимеры 
этилена с  различным содержанием 1-бутена, 1-пентена, 1-гексена, 1-
октена и таких высших α-олефинов, как 1-децен и 1-октадецен. Значе-
ния плотности этих новых полимеров были близки к плотностям 

ПЭНП ICI (0,92 г/см3). Первая установка была введена в действие 
в 1968 г. фирмой Phillips. На ней производили этиленгексеновые сопо-
лимеры. Коммерческое использование ЛПЭНП началось в 1970-х гг. 
в значительной степени благодаря технологическому процессу, разра-
ботанному компанией Union Carbide. ЛПЭНП постепенно заместил 
ПЭНП, аналогичный производимому фирмой ICI. 
Первые полипропилены были резино- и парафиноподобными, 
но содержали твердый белый материал, который оказался кристалли-
зующимся. Первый кристаллизующийся полипропилен был синтези-
рован Д. Натта с сотрудниками в марте 1954 г. Этот полипропилен 
был назван «изотактическим» (то есть имеющим регулярное молеку-
лярное строение). Производство изотактического полипропилена было 
начато фирмой Montecatini в Италии в 1957 г., немецкие предприятия 
Farbwerke Hoechst и Hercules в 1957 г. и 1958 г. приступили к его вы-
пуску по лицензии Montecatini. С тех пор изотактический полипропи-
лен стал по объему производства вторым в мире термопластом, усту-
пая только полиэтилену. Позже фирмы Hercules и Montecatini объеди-
нили свои разработки, создав компанию Himont. Эта фирма, в свою 
очередь, объединилась с Shell и было создано предприятие Montell, 
к которому позднее присоединилась фирма BASF, и образовалась 
компания Basell. Это был долгий период разработки катализаторов и 
усовершенствования технологий для получения изотактического по-
липропилена. Было испробовано несколько поколений систем, кото-
рые мы называем катализаторами Циглера–Натта. 
В настоящее время ежегодно возрастающий спрос на полимер-
ные материалы, обусловленный их использованием практически во 
всех отраслях промышленности, создает благоприятные условия для 
расширения производств полиолефинов, развития и усовершенствова-
ния технологий по их получению. 

1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ПОЛИОЛЕФИНОВ 

В настоящее время отрасль производства полимеров и полимер-
ной продукции является одной из наиболее динамично развивающих-
ся, а количество отраслей потребителей охватывает практически все 
сферы промышленного производства. 
Развитие отраслей, потребляющих нефтехимическую продук-
цию, и тенденции замещения металла на легкие пластики в авто- 
и строительной индустрии, металлических труб – на пластиковые 
в ЖКХ, натуральных тканей на синтетические и т. п. способствуют 
наращиванию темпов роста нефтехимической отрасли. Большая часть 
прироста спроса на нефтехимическую продукцию приходится на Ки-
тай и другие страны Азии. Тенденции к использованию заменителей 
традиционных материалов обеспечивают возможность дополнитель-
ного роста спроса на пластмассы. Мировой спрос на ПЭНД и ПП рас-
тет быстрее, чем ввод мощностей, поэтому новые производства будут 
удовлетворять рост спроса, а не вытеснять действующие мощности 
(табл. 1.1).  
Таблица 1.1 
Темп роста производства-потребления 
ПЭНД и ПП в РФ в 2006–2020 гг. 

ПЭНД 

Среднегодовой темп

роста, %
ПП 

Среднегодовой темп

роста, %

2006–
2012

2012–
2020

2006–
2012

2012–
2020

Спрос 
+ 8
+ 16
Спрос 
+ 15
+ 18

Мощности 
+ 8
+ 3
Мощности
+ 11
+ 6

В России потребление нефтехимической продукции на душу 
населения отстает от стран с аналогичным уровнем развития. При 
условии преодоления разрыва российское потребление нефтехимиче-
ской продукции может  вырасти в 2,5 раза. В случае сокращения раз-
рыва в удельном потреблении со средними мировыми показателями, 
потребление полипропилена в РФ может составить до 2 млн т. В по-
следние годы в российской нефтехимии наблюдается положительная 

динамика. С 2010 по 2014 гг. объем производства нефтегазохимиче-
ского сырья вырос на 9,6 млн т/г, объем выпуска крупнотоннажных 
полимеров увеличился на 0,9 млн т, или на 27 %. Рост выпуска поли-
меров связан с запуском двух новых производств на ООО «Тобольск-
Полимер» и ООО «Полиом» суммарной годовой мощностью по поли-
пропилену 710 тыс. т/г, а также с наращиванием мощностей на суще-
ствующих производствах. Основные производители полиэтилена и 
полипропилена в РФ с указанием действующих мощностей на пред-
приятиях приведены в табл. 1.2. 

Таблица 1.2 
Мощности производств ПЭ и ПП в РФ 

Производители 

Мощности произ-
водства ПЭ,  

тыс. т/год

Мощности 
производства 
ПП, тыс. т/год
ПЭВД 
ПЭНД 

ПАО «Казаньоргсинтез»
217
540
–

ООО «Ставролен»
–
300
126

ПАО «Нижнекамскнефте-
хим»
– 
230 
190 

ООО «Томскнефтехим»
245
–
140

ОАО «Уфаоргсинтез»
90
–
100

ОАО «Газпром нефтехим 
Салават»
45 
120 
– 

ОАО «Ангарский завод 
полимеров»
76,8 
– 
– 

ОАО «НефтеХимСэвилен», 
в том числе сэвилен

26,4 
12
– 
– 

ООО «Тобольск-Полимер»
–
–
500

ООО «Полиом»
–
–
210

К настоящему времени заявлено значительное число проектов 
по строительству новых комплексов по производству полиолефинов. 
Наиболее крупными проектами, предполагаемыми к реализации яв-
ляются совместные проекты «Газпрома» и «Сибура» в Амурской об-
ласти мощностью до 2,4 млн т/г полиэтилена, в Череповце мощностью 
до 1,5 млн т/г полиэтилена, а также в Восточной нефтехимической 
компании (ВНХК) «Роснефти» на Дальнем Востоке мощностью 

0,9 млн т/г полиэтилена и 0,7 млн т/г полипропилена. Отдельно следует 
выделить строительство комплекса по производству базовых полимеров «
ЗапСибНефтехим» в Тюменской области производственной 
мощностью до 2 млн т/г. Реализованный проект стал крупнейшим 
в истории российской нефтехимии интегрированным комплексом, 
включающим установки пиролиза мощностью 1,5 млн т этилена в год 
(технология компании Linde AG, Германия), а также около 500 тыс. т 
пропилена и 100 тыс. т бутан-бутиленовой фракции в год, установок 
по производству различных марок полиэтилена совокупной мощности 
1,5 млн т/г (технология компании Ineos, Великобритания), установки 
по производству полипропилена мощностью 500 тыс. т/г (технология 
компании LyondellBasell, Нидерланды). Также идет реализация проекта 
по строительству олефинового комплекса на ПАО «Нижнекамскнефтехим», 
который будет включать производство этилена мощностью 
1 млн т/г (технология компании CB&I, США) с последующим 
производством полиэтилена (600 тыс. т/г, технология компании INE-
OS, Великобритания) и полипропилена (400 тыс. т/г, технология компании 
LyondellBasell, Нидерланды). Ввод комплекса в эксплуатацию 
запланирован на 2022–2025 гг. Еще один проект в рамках Волжского 
кластера – создание пиролизного комплекса на базе вошедшего 
в «Роснефть» холдинга САНОРС. Он рассчитан на ежегодный выпуск 
1,5 млн т этилена, 1,1 млн т полиэтилена, 790 тыс. т полипропилена и 
500 тыс. т поливинилхлорида. На нефтехимическом заводе «Ставро-
лен», принадлежащем ПАО «Лукойл», планируется запуск нового 
комплекса, включающего в себя установку пиролиза мощностью 
600 тыс. т/г этилена, 600 тыс. т полиэтилена и 300 тыс. т полипропилена. 
Планируемый срок ввода в эксплуатацию – 2022 год. Не так давно (
2017 г.) на ПАО «Газпром» был введен в эксплуатацию Новоуренгойский 
газохимический комплекс (ГХК). Это первое в мире предприятие 
по производству полиэтилена высокого давления низкой плотности, 
которое работает в условиях Крайнего Севера. Проектная годовая 
мощность производства – до 400 тыс. т полиэтилена низкой плотности 
различных марок. Кроме того, в Тверской обл. строится  газохимический  
комплекс по  производству полиолефинов с первичной переработкой 
природного газа в полиэтилен и полипропилен. Соглашение о 
сотрудничестве в рамках реализации проекта подписало правитель-
ство Тверской обл. и ООО «Синвек» в 2015 г. 

Реализация данных проектов к 2025 г. может привести к профи-

циту на отечественном рынке мощностей ПЭ и ПП. 

2. ПОЛИЭТИЛЕН

2.1. Свойства и применение полиэтилена 

Полиэтилен – это синтетический термопластичный неполярный 
полимер, получаемый в результате полимеризации этилена при низ-
ком и высоком давлениях по реакции: 

Он представляет собой термопластичный прозрачный полимер 
с высокой химической стойкостью, имеет хорошие диэлектрические 
свойства, небольшую поглотительную способность, ударостоек, не 
ломается и не имеет запаха. Обладает  низкой  газопроницаемостью и 
паропроницаемостью. Полиэтилен устойчив к действию щелочей, рас-
творов солей, концентрированной плавиковой и соляной кислот, воде. 
В органических растворителях не растворим, но может ограниченно 
в них набухать. Разрушающее действие на полиэтилен оказывают 
50 % азотная кислота, а также жидкие и газообразные галогены, такие 
как фтор и хлор. Солнечная радиация и ультрафиолетовые лучи могут 
подвергать полиэтилен фотодеструкции, поэтому в производстве по-
лиэтилена в качестве стабилизаторов используются производные бен-
зофенона и сажа. Полиэтилен легко перерабатывается, модифицирует-
ся. Придать ему свойства каучука, улучшить химическую стойкость и 
теплостойкость можно с помощью хлорирования, фторирования, бро-
мирования и сульфирования. Повысить эластичность, прозрачность, 
стойкость к растрескиванию и адгезионные характеристики можно по-
средством сополимеризации с полярными мономерами. Для улучше-
ния ударной вязкости и других физических свойств полиэтилен сме-
шивают с другими полимерами. 
Свойства полиэтилена (физические, химические и эксплуатаци-
онные) зависят исключительно от молекулярной массы и плотности 
полимера, поэтому отличаются для разных его видов. 
Как описывается в литературе, существует четыре основных ви-
да полиэтилена:  
– полиэтилен высокого давления – ПЭВД;
– полиэтилен среднего давления – ПЭСД;
– полиэтилен низкого давления – ПЭНД;
– линейный полиэтилен высокого давления – ЛПЭВД.

*
H2
C

H2
C
*
n
H2C
CH2
n

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) или низкой плотности 
(ПЭНП) – это эластичный мягкий материал, который получают при по-
лимеризации этилена в автоклаве или трубчатом реакторе. Особенно-
стью структуры ПЭВД является большое количество длинных и корот-
ких ответвлений, не позволяющих молекулам с высокой молекулярной 
массой создавать кристаллическую структуру. Связи между ними не 
сильные, поэтому полиэтилен имеет невысокую устойчивость на раз-
рыв и повышенную пластичность, а также высокую текучесть 
в расплаве. Полиэтилен низкой плотности нашел свое применение в из-
готовлении пленки для обертки, контейнеров и пластиковых пакетов. 
Благодаря низкой кристалличности ПЭВД является более гиб-
ким и мягким полимером, в отличие от ПЭНД. Полиэтилен высокого 
давления достаточно пластичен, на ощупь воскообразный, слегка ма-
товый. ПЭВД не выделяет токсичные вещества в окружающую среду, 
безопасен для организма человека при непосредственном с ним кон-
такте. Свойства ПЭВД в соответствии с ГОСТ 16337-77 представлены 
в табл. 2.1. 
Таблица 2.1 
Свойства ПЭВД в соответствии с ГОСТ 16337–77 

Наименование показателя
Норма

1. Плотность, г/см3
0,900–0,939

2. Температура плавления, °С
103–110

3. Насыпная плотность, г/см3
0,5–0,6

4. Твердость по вдавливанию шарика под за-
данной нагрузкой,
Па 
(1,66–2,25)·105

(кгс/см2) 
(1,7–2,3)

5. Усадка при литье, %
1,0–3,5

6. Водопоглощение за 30 сут, %
0,020

7. Разрушающее напряжение при изгибе,
Па 
(117,6–196,07)·105

(кгс/см2) 
(120–200)

8. Предел прочности при среде,
Па 
(137,2–166,6)·105

(кгс/см2) 
(140–170)

9. Удельное объемное электрическое сопро-
тивление, Ом·см
1·1016–1·1017 

10. Удельное поверхностное электрическое
сопротивление, Ом
1·1015