張雅群，朱佩，熊進蘇，孫麗娟，葉文瑩，孫婧元

（1 浙江大學圖書館，浙江 杭州 310027；2 浙江大學化工工程與生物工程學院，浙江 杭州 310027）

隨著國民經濟的快速發(fā)展，中國已經成為世界聚烯烴的第一生產大國，聚烯烴技術進展已引起科學界和產業(yè)界的廣泛關注。采用流化床反應器進行烯烴聚合是其生產的主流工藝，不僅具有簡單、穩(wěn)定、安全環(huán)保的優(yōu)勢，同時還能降低生產成本，受到眾多工業(yè)企業(yè)的青睞。圍繞聚烯烴流化床技術領域，國內外學者從多個角度進行分析研究。

在工藝技術研究方面，吳瑾等針對氣相聚乙烯裝置，研究聚合反應溫度控制的優(yōu)化；時強等以烯烴聚合流化床反應器為研究對象，對氣固流化床中顆粒團聚的形成和演化進行研究；Sbaaei等從動態(tài)建模的角度對聚烯烴流化床進行分析研究；舒巍等對氣相法聚丙烯工藝技術的發(fā)展進行分析研究；董陽陽等對中國聚烯烴產業(yè)現(xiàn)狀及工藝特點進行分析。

在催化劑技術研究方面，周浪嶼等對聚丙烯、聚乙烯中催化劑計量系統(tǒng)運行以及催化劑變化對烯烴聚合工藝及產品性能的影響開展研究分析；Yang等對流化床反應器中采用茂金屬催化劑進行聚乙烯、聚丙烯聚合反應進行研究；Shamiri等對Ziegler-Natta 和茂金屬催化劑對聚烯烴結構、性能和加工能力的影響開展研究；張麗霞對Unipol氣相法聚乙烯工藝技術進展進行分析，得出該技術工藝的核心是氣相流化床反應技術和催化劑技術，兩個技術伴隨發(fā)展。

這些研究雖然在一定程度上反映了聚烯烴流化床領域技術的發(fā)展狀況，但仍然存在著一些不足。國內外相關的研究主要集中在聚烯烴流化床領域具體技術的發(fā)展，或是針對聚乙烯或聚丙烯等生產技術開展技術進展分析，但對于整個領域的技術發(fā)展全貌以及世界競爭格局方面缺乏相關的研究。聚烯烴作為最具廣泛應用價值的工業(yè)產品，把握領域研究動態(tài)，掌握世界競爭格局，對于我國相關企業(yè)發(fā)展具有重要意義。因此，本文以Innography專利數(shù)據(jù)庫中的聚烯烴流化床領域專利為數(shù)據(jù)源，通過專利計量進行聚烯烴流化床領域技術的可視化研究，綜合運用Derwent Innovation 以及Derwent Data Analyzer，探索聚烯烴流化床領域全球發(fā)展態(tài)勢、競爭格局以及技術創(chuàng)新前沿。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

專利是科研產出的重要表現(xiàn)形式之一，是科技研發(fā)活動中定義明確的發(fā)明成果的法定代表，普遍認為是表征科技創(chuàng)新的強有力的指標。專利信息計量是將專利分析、文獻計量和信息計量學的原理和方法用于專利文獻和專利信息的定量分析，從而為從事專利活動、科技創(chuàng)新、市場競爭和管理決策提供服務。本文采用專利信息計量法對聚烯烴流化床領域的專利信息進行采集、處理和統(tǒng)計分析，以報表、圖表、矩陣和網(wǎng)絡等方式提供可視化的分析結果，不僅能夠準確揭示全球及各個國家（地區(qū)）、組織機構等技術研發(fā)的重點，探析當前全球聚烯烴流化床領域專利分布格局和前沿熱點，也能為我國聚烯烴流化床技術發(fā)展提供決策參考。

經過對聚烯烴流化床工藝技術的背景調研后，確定流化床和烯烴聚合為該技術領域兩個主要的檢索要素，制訂檢索要素表，如表1所示。

表1 流化床聚烯烴技術工藝的檢索要素表

本文采用Innography 專利數(shù)據(jù)庫，基于上述檢索要素形成檢索策略。由于聚烯烴流化床技術歷史沿革長，近二十年的專利申請難以形成領域技術全貌，因此本文分析20 世紀50 年代至今領域內的專利，并針對不同發(fā)展階段的專利進一步進行分析，探究聚烯烴領域的研究發(fā)展動向。經檢索，獲得1951—2020 年跨度70 年期間基于流化床反應器的烯烴聚合反應工藝技術領域的專利14628件。專利文獻檢索時間為2021年4月15日。

2 總體分析

2.1 專利年度申請及授權趨勢

全球范圍內聚烯烴流化床技術專利申請及授權量情況如圖1所示，該領域專利申請大致可以分為三個階段：①技術萌芽期，早在1951 年便出現(xiàn)了該領域的專利申請，1977年以前，每年有零星的專利申請，技術不斷萌芽；②技術發(fā)展期，從1978—1999 年，專利申請量在經過一段時間的低速增長后，開始快速增長，尤其是在1986—1999年，該領域的專利申請量增長速度加快，呈現(xiàn)一個指數(shù)增長的趨勢；③技術穩(wěn)定期，聚烯烴流化床技術歷時半個多世紀的發(fā)展，從2000年開始經過短暫的回調，技術發(fā)展相對成熟，每年的專利申請量在400件上下浮動。發(fā)明專利的審查周期通常為2～3年，因此專利的授權量整體趨勢相比申請趨勢后延，且經過審查后獲得授權的專利量相比于申請量有所下降，尤其是1996—2000年出現(xiàn)的申請高峰，在授權專利上并未出現(xiàn)如此大的起伏。由于2018年之后的專利申請還未全部公開，近兩年的專利申請量無法準確統(tǒng)計，聚烯烴流化床技術目前屬于技術穩(wěn)定期，預測其專利申請會維持在四五百件上下。

圖1 全球流化床聚烯烴技術工藝專利申請和授權年度趨勢

2.2 專利技術原創(chuàng)國與技術目標國

2.2.1 專利技術原創(chuàng)國家/地區(qū)

專利發(fā)明人的國家（inventor location）可以體現(xiàn)專利技術的原創(chuàng)地區(qū)，衡量各個國家在領域內的技術創(chuàng)新實力。經分析，來自全球55個國家/地區(qū)的發(fā)明人為聚烯烴流化床領域的專利技術創(chuàng)新做出貢獻，其中排名前十的發(fā)明人國家/地區(qū)如圖2 所示。領域內主要發(fā)明人國家為美國、法國、日本、德國等，其中來自美國的發(fā)明人技術創(chuàng)新能力強勁，實力突出，占專利申請總量的41.6%，可見美國在該領域上有強大的研發(fā)能力，并且遠遠超過德國、法國和日本等國家。中國發(fā)明人的專利量為603 件，排名第7，僅占總申請量的4.1%，我國在該領域的研發(fā)能力與美國有著極大的差距。

圖2 聚烯烴流化床領域原創(chuàng)國家/地區(qū)排名前十分布圖

2.2.2 專利技術目標國家/地區(qū)

專利申請國（source jurisdiction）可以體現(xiàn)專利權人需要在哪些國家或地區(qū)保護該發(fā)明，這一參數(shù)也反映了該發(fā)明未來可能的實施國家或地區(qū)。聚烯烴流化床專利申請國的分布如圖3所示，可以發(fā)現(xiàn)其全球專利主要分布在美國、歐盟、日本、中國等地，且該領域的專利技術在美國應用稍微居多外，在各國的技術應用較為平均，該技術領域在全球的專利申請都較為廣泛。這同樣也可以從流化床聚烯烴工藝技術領域的PCT （專利合作條約，patent cooperation treaty） 國際專利申請（WIPO）（1494 件）、歐洲專利局（EPO）申請（1882 件）中得出，說明很多專利權人都非常注重技術的區(qū)域保護，利用WIPO和EPO的專利申請同時對多個國家或者地區(qū)申請保護。對比于原創(chuàng)國家/地區(qū)分布（占比4.1%），我國在目標國家/地區(qū)的占比增加到11.8%，且與排名首位的美國差距較小，表明各申請人非常重視聚烯烴在中國的市場。進一步分析中國專利的發(fā)明人來源，1720 件中國專利，發(fā)明人來自美國有545件，排名首位，可見美國企業(yè)非常關注中國市場，在聚烯烴流化床領域布局大量專利，國內研發(fā)單位與企業(yè)需要引起重視。

圖3 專利技術目標國家/地區(qū)分布地圖（單位：件）

主要技術目標國家/地區(qū)專利申請趨勢如圖4所示（近兩年的專利申請部分還未公開，相關數(shù)據(jù)不具有太大參考價值），從圖4 中可以看出，美國是技術的先驅者，最早在流化床聚烯烴領域申請專利，隨后是歐盟與日本。中國1985 年正式實施專利法，專利的申請起點相比國外起步較晚。細究專利的技術來源，發(fā)現(xiàn)國內最早的專利申請不是國內研究機構，而是美國聯(lián)合碳化物公司（現(xiàn)為美國陶氏化工全資附屬公司），可見國外相關企業(yè)非常懂得用專利制度來搶占市場先機。近十年，美國與歐盟專利申請穩(wěn)中有降，而中國市場愈發(fā)受到各國重視，專利申請呈現(xiàn)不斷上漲的趨勢，國內相關企業(yè)與研發(fā)機構要加強技術研發(fā)，借鑒美國、歐洲等相關的技術積累，進一步實現(xiàn)技術突破，站穩(wěn)中國市場。

圖4 主要技術目標國家/地區(qū)專利申請趨勢分布

3 聚烯烴流化床技術發(fā)展與技術功效

3.1 全球技術總體分布

專利地圖基于專利資訊，采用統(tǒng)計分析方法，呈現(xiàn)可分析解讀的圖表訊息，使其具有地圖指向功能。通過對專利地圖的分析，可以發(fā)現(xiàn)在技術相對密集領域的技術發(fā)展機會點，進而對現(xiàn)有技術進行改進，激發(fā)創(chuàng)造新的技術。本文采用德溫特專利地圖功能對全球專利技術研發(fā)方向進行了總體揭示，如圖5所示。從圖中不難發(fā)現(xiàn)該領域研發(fā)主要圍繞在三個方面，一是聚合反應過程，包括聚合反應動力學、反應器及聚合過程的優(yōu)化和控制等；二是催化劑及催化劑有關以及助催化劑等；三是以產品應用為導向的聚合物結構與性能關系。進一步觀察，可以發(fā)現(xiàn)涉及催化劑相關部分形成了幾個比較聚類的專利地圖，分別為自由基聚合引發(fā)劑、Ziefler-Natta 催化劑、Phillips 鉻系催化劑和茂金屬催化劑，均是烯烴聚合中使用最廣泛的催化劑類型。同時也可以發(fā)現(xiàn)右下角聚丙烯的集合相對獨立，表明丙烯聚合工藝與乙烯、丁烯聚合的工藝存在較大的差別。

圖5 基于流化床聚烯烴技術工藝的專利地圖

3.2 技術發(fā)展與研究前沿

3.2.1 技術演化

圖6為聚烯烴流化床領域近半個世紀以來專利技術在各個不同時期的文本聚類環(huán)狀圖。圖中的內環(huán)代表一級技術點，外環(huán)代表該一級技術點下的二級技術點，環(huán)的大小代表該技術點的專利量。從圖6 中可以看出，聚烯烴流化床領域，在技術萌芽期，相關專利申請主要集中在聚合過程中對分子量的控制，聚合中的催化劑主要涉及過渡金屬、四氯化鈦、鉻化合物。在技術發(fā)展期，對α-烯烴的相關研發(fā)成為重點，其余的研發(fā)主要集中在涉及過渡金屬、催化體系、助催化劑以及電子供體等催化劑范疇的技術保護與產品開發(fā)。在技術穩(wěn)定期，催化劑的相關研究經歷了技術萌芽期、技術發(fā)展期的不斷發(fā)展，成為技術穩(wěn)定期的重點開發(fā)領域，尤其是茂金屬相關的催化劑，成為專利技術保護的重點方向，同時涉及聚合反應器的專利技術開始涌現(xiàn)。在最近的熱點技術中，聚合反應器的相關專利技術超過茂金屬以及催化系統(tǒng)，成為技術研發(fā)的熱點方向。聚烯烴流化床領域技術歷時近半個世紀的發(fā)展，催化劑的相關研究在各個技術發(fā)展時期都是研究的一個重要方向，其技術的發(fā)展總是將工藝發(fā)展和催化劑技術發(fā)展聯(lián)系起來，以確保新技術的工業(yè)化應用。近幾年聚合反應器逐步成為研發(fā)的一個重點方向，越來越多的領域競爭者在關注催化劑技術的同時，更加注重反應器的研發(fā)保護。

圖6 全球聚烯烴流化床專利技術演進文本聚類環(huán)狀圖

3.2.2 領域內的專利技術分布

為了進一步揭示聚合反應技術研發(fā)的重點與熱點，本文在專利地圖與文本聚類的基礎上，對專利進行了技術上更細致的劃分，分為原料體系、進料工藝、聚合動力學控制、催化劑工藝、冷凝工藝以及分離和回收工藝，并對領域內所有的專利逐一進行人工技術分支的標引，得到了各技術分支的對應專利，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表2所示。從表中可以看出，催化劑工藝相關的專利為10238件，占該領域總專利申請量的69.99%，是該領域的研究重點。其次是聚合動力學的控制，包括對原料濃度、溫度、原料分壓、反應器壓強以及氣體和液體流化速度等的控制，相關專利為7452 件，占比接近總申請量的50.94%，是該領域另一研究核心方向。冷凝工藝是該領域的主要技術難點之一，由于烯烴聚合反應是強放熱反應，反應過程中會放出大量的熱，對聚合熱效應的控制具有重要意義。首先，若反應器撤熱能力差、聚合熱無法及時撤除，反應器內極易產生局部熱點，進一步引起聚合產物團聚結塊并堵塞反應器，嚴重的會導致停車故障。其次，反應器產熱速率與撤熱速率曲線的相互關系決定了反應器的熱穩(wěn)定性，即當操作條件出現(xiàn)偏離定態(tài)擾動時，反應器能否恢復或保持所有定態(tài)所規(guī)定的操作狀態(tài)。最后，反應器的撤熱能力決定了生產負荷的大小，要想提升裝置產能，必須采取措施提高反應器的撤熱能力。因此，如何在冷凝工藝中將聚合熱及時撤除是該領域最關注的技術發(fā)明點之一。此外，該領域的申請專利還相對集中在進料工藝、原料體系構成以及回收和分離工藝等方面。

表2 全球流化床聚烯烴專利技術分支的專利申請量

3.2.3 技術功效矩陣

技術功效矩陣分析是一種可用于尋找解決具體技術問題的專利技術，也可用于尋找技術空白點、技術研發(fā)熱點和突破點。在上述6 個技術分類的基礎上，對專利技術的功效進行劃分，分為烯烴聚合生產速率的控制、烯烴聚合產率的控制、聚烯烴分子量及其分布的可控合成、烯烴聚合過程團聚及結塊控制、聚烯烴結構的可控合成這5個功效。

全球專利的主要技術分支（橫坐標）和功效（縱坐標）如圖7 所示。從技術分支上看，全球專利申請熱點的集中順序為催化劑工藝、聚合動力學控制、進料工藝、原料體系、冷凝工藝以及回收和分離工藝。從功效分類來看，全球專利熱點的集中順序為聚烯烴分子量及其分布的可控合成、烯烴聚合過程團聚及結塊控制、聚烯烴結構的可控合成、烯烴聚合產率的控制以及烯烴聚合生產速率的控制等。

圖7 基于流化床反應器的烯烴聚合工藝功效矩陣

利用催化劑工藝進行烯烴聚合產物的分子量可控合成的專利最多，因為聚烯烴的分子量是影響樹脂產物的性能的重要因素之一，而且利用催化劑調控聚烯烴的分子量是最常用也最有效的方法之一。涉及催化劑工藝的專利數(shù)量最多，催化劑是烯烴聚合過程中很重要的一項工藝，涉及聚合反應的引發(fā)、聚合產物性質的控制等。此外，原料體系構成、原料的進料方式、聚合反應動力學控制、反應熱撤除能力、氣液分離能力等都是影響聚烯烴分子量的重要因素。

從技術功效圖來看，目前在烯烴聚合產率控制和烯烴聚合速率控制這兩個功效分類上專利申請量相對較少，特別是在提高產率節(jié)省成本上還有較大的技術研發(fā)與專利申請空間。

4 領域機構競爭力

4.1 全球專利申請人

對聚烯烴流化床領域內的申請人進行分析，全球專利申請人排名前十如表3所示。從表3中可以發(fā)現(xiàn)，全球排名前十的申請人主要來自美國、歐洲跟日本，沒有一家企業(yè)來自中國。中國申請人排名首位的是中國石化集團有限公司，在全球排名14位，且申請量僅為陶氏公司的5.68%。值得注意的是，陶氏公司、利安德巴塞爾工業(yè)公司、穆巴達拉投資公司、英國石油公司和?？松梨诠九琶拔宓纳暾埲?，專利申請量達到了總申請量的57.36%，其中陶氏公司一個申請人的占比就達到了23.5%，表明該領域存在著較強的技術壟斷現(xiàn)象。

表3 全球專利申請人排名前十

全球排名前五申請人的專利技術布局情況如圖8 所示。從圖8 中可以看出，五家企業(yè)在6 個專利技術領域均有涉及和布局，催化劑工藝是核心申請人重點布局方向，緊隨其后的是聚合動力學控制與進料工藝。陶氏公司作為領域內的領頭羊，在除回收和分離工藝領域外都表現(xiàn)出較強的技術實力，尤其是在催化劑工藝領域，申請了2683 件專利，占到企業(yè)專利申請總量的78%（由于專利一般保護的是一個或多個工藝，故占比之和會超過1）。穆巴達拉投資公司是五家企業(yè)中唯一一家在聚合動力學控制領域專利量超過催化劑工藝的申請人，可見該公司非常注重在聚合動力學控制方面的技術研發(fā)。回收和分離工藝作為6 個技術方向中的冷門技術，專利申請量最少，五大巨頭企業(yè)在該領域內的專利布局實力相當，可以作為中小企業(yè)進入該領域進行技術競爭的一個突破口。

圖8 全球排名前五申請人專利技術布局

圖9為全球核心申請人專利技術效果分布。從圖9中可以發(fā)現(xiàn)，陶氏企業(yè)實力最強，五大技術效果提升都十分關注，尤其是在烯烴聚合生產速率的控制以及烯烴聚合產率的控制方面，在核心申請人中占據(jù)半壁江山。在五大技術效果中，聚烯烴的分子量及其分布的可控合成是各家企業(yè)關注的焦點，尤其是穆巴達拉投資公司，涉及聚烯烴流化床領域的專利有44.3%圍繞這方面。其次是烯烴聚合過程團聚及結塊控制，除陶氏公司外，利安德巴賽爾工業(yè)公司與英國石油公司均十分關注。在聚烯烴結構可控合成方面的效果提升上，五家企業(yè)實力相對均衡。

圖9 全球核心申請人專利技術效果分布

4.2 中國專利申請人

對中國專利申請人進行分析，排名前十的申請人如表4所示。申請量最多的是陶氏公司，前十位中，中國本土申請人僅占三席，分別是中國石化集團有限公司、浙江大學和中國石油天然氣集團公司，其余均為國外企業(yè)，且7家外國企業(yè)均是全球排名前十的申請人，可見外國巨頭公司非?？粗刂袊袌觯烟崆安季执罅繉＠?。

表4 中國專利申請人排名前十

中國專利排名前五申請人的專利技術布局情況如圖10所示，催化劑工藝依舊是重點布局的領域，5 家企業(yè)均有近1/3 專利布局在催化劑領域。陶氏公司在中國布局專利與全球策略相同，重點布局在催化劑工藝，其次是聚合動力學控制以及進料工藝。中國石化集團有限公司作為國內本土企業(yè)中的翹楚，重點方向在聚合動力學控制，其次是催化劑工藝，但兩個方向的專利布局量均不及陶氏公司，僅在回收分離工藝方面有些許優(yōu)勢，專利量超過其余4家企業(yè)，可以作為技術突破的一個方向。

圖10 中國專利排名前五申請人專利技術布局

圖11 為中國專利排名前五申請人的專利技術效果分布。除英力士集團外，其余四家企業(yè)在聚烯烴結構的可控合成技術功效上的關注度相對一致，布局的專利量在40 件上下。其余四個方向，陶氏企業(yè)更具技術優(yōu)勢，尤其是在烯烴聚合生產速率的控制以及聚合產率控制方法方面，陶氏企業(yè)專利布局量遠超其余四家企業(yè)。中國石化集團有限公司在國內申請的專利最注重聚烯烴分子量及其分布的可控合成，其次是聚烯烴結構的可控合成以及聚烯烴聚合過程團聚及結塊控制，在生產速率與產率控制方面相對較少。

圖11 中國專利排名前五申請人專利技術效果分布

4.3 核心申請人技術特點

國內外在聚烯烴流化床技術領域的專利申請人眾多，本研究綜合考慮專利申請數(shù)量、授權情況及技術工業(yè)化程度等因素，選取了陶氏公司、利安德巴塞爾工業(yè)公司以及中國石化集團有限公司作為該領域專利核心申請人代表，對其在該領域的技術特點進行分析。

陶氏公司是在聚烯烴流化床技術領域活躍度最高的企業(yè)，在該領域的專利申請量現(xiàn)居于全球第一，其自1987 年成立以來一直致力于系列化工產品、塑料及農化產品的研制及生產，并于2015 年收購了ExxonMobil 公司在Univation Technologies 公司（之前為ExxonMobil 公司和陶氏公司50/50 的合資公司）中的股權份額，成為其專利權人。陶氏公司在該領域的專利主要涉及四大類，分別是烯烴聚合催化劑體系的制備及應用、流化床反應器制備聚烯烴工藝方法及其優(yōu)化、聚烯烴功能化及改性以及聚合反應過程監(jiān)測方法。其中，在烯烴聚合催化劑體系的制備及應用方面，其核心專利數(shù)量最多，近40 余年來一直有相關專利持續(xù)申請，主要涉及負載型金屬催化劑體系的制備及改進、混合催化劑體系及其使用方法、不相容烯烴聚合催化劑之間的轉換方法等。針對流化床反應制備聚烯烴工藝方面，其專利主要涉及對聚烯烴生產工藝的控制和改進，以達到減少聚烯烴中凝膠、改善流化床反應器中的靜電現(xiàn)象、控制聚合物及其組合物分子量分布、控制流化床反應器溫度等目的。在聚烯烴功能化及改性方面，其專利主要涵蓋高分子量高密度聚乙烯及其薄膜的制造方法、具有改進物理性能的聚烯烴薄膜的制備等方向。此外，陶氏公司還申請了多篇關于聚合反應過程監(jiān)測方法的專利，包括提出無需取樣和測試聚合物特性的快速檢測和控制聚合反應的方法、使用超聲波或微波檢測流化床聚合反應器中的動態(tài)流化床料面、在線監(jiān)測聚合過程和反應器的方法[42-43]等。

利安德巴塞爾工業(yè)公司成立于2000 年，是全球聚烯烴技術、生產和市場的領導者，全球最大的聚烯烴技術許可方。其在該領域的專利可大致劃分為三大類，分別是烯烴聚合方法與裝置、用于烯烴聚合催化劑的制備方法以及聚烯烴功能化及改性。在烯烴聚合方法與裝置方面，利安德巴塞爾工業(yè)公司的核心專利數(shù)量最多，具有強大的國際競爭力，其專利主要涵蓋烯烴聚合的氣相方法和裝置、烯烴（共）聚合的多級方法等。在用于烯烴聚合催化劑的制備方法方面，其專利主要涉及負載型金屬催化劑的制備、基于二氧化鎂加合物及由其得到催化劑組分、用于烯烴聚合反應的鉻基催化劑的制備方法等方向。此外，利安德巴塞爾工業(yè)公司還申請了多篇關于聚烯烴功能化及改性的專利，包括高韌性聚烯烴組合物的制備、具有改進的加工性的軟性聚烯烴組合物的制備、抗沖擊線性低密度聚乙烯（LLDPE）組合物及其薄膜的制備方法、用于吹塑的聚合物組合物制備、低量凝膠的LLDPE 樹脂和膜的制備等。

中國石化集團有限公司是1998年7月在原中國石油化工總公司基礎上重組成立的特大型石油石化企業(yè)集團，是中國最大的成品油和石化產品供應商。其在該領域的專利可大致劃分為三大類，分別是聚烯烴功能化及改性、用于烯烴聚合催化劑的制備及應用以及烯烴聚合反應裝置及方法。在聚烯烴功能化及改性方面，中國石化集團有限公司的核心專利數(shù)量最多，申請時間集中在近20 年，主要涉及管材用聚乙烯樹脂的制備方法、抗沖擊聚丙烯材料的制備方法、線型低密度聚乙烯膜的組合物及其制備方法、透明聚丙烯片材的制備方法、用于熱收縮薄膜的高強度聚乙烯材料的制備方法等。在用于烯烴聚合催化劑的制備及應用方面，其專利主要涵蓋烯烴聚合負載型金屬催化劑的制備及其應用、烯烴聚合用無機/有機復合載體的制備、不相容烯烴聚合催化劑體系之間的轉變方法等方向。此外，在烯烴聚合反應裝置及方法方面，中國石化集團有限公司也申請了多篇涉及臥式流化床反應器、檢測流化床反應器中反應狀態(tài)的方法和裝置等方面的專利。近10 年來，中國石化集團有限公司與浙江大學合作，申請了多篇關于流化床聚合反應器和制備聚合物方法的專利，通過對傳統(tǒng)的烯烴聚合反應器及工藝進行改進，達到在單一反應器中生產具有寬分子量分布的聚合物、保證流化床反應器的穩(wěn)定流化、提高反應器的生產負荷、提高烯烴聚合物的支化度等目的，并在注重在冷凝工藝方面開展體系化研究，取得良好成效。

4.4 全球專利申請人與發(fā)明人合作網(wǎng)絡

為了進一步研究全球申請人與發(fā)明人在聚烯烴流化床領域技術合作的情況，本文采用Gephi可視化軟件分析專利數(shù)量排名前五十的申請人以及發(fā)明人之間的合作關系，如圖12 所示。圖中節(jié)點代表申請人或發(fā)明人，邊代表申請人或發(fā)明人之間的共現(xiàn)觀點。節(jié)點大小體現(xiàn)專利申請人或發(fā)明人在共現(xiàn)網(wǎng)絡中共現(xiàn)程度的高低，節(jié)點越大說明與其共同出現(xiàn)在相同專利中的專利申請人或發(fā)明人數(shù)越多。節(jié)點之間的連線即邊的粗細則體現(xiàn)專利申請人或發(fā)明人之間的共現(xiàn)強度，連線越粗，表示兩位專利申請人或發(fā)明人同時出現(xiàn)在相同專利中的次數(shù)越多，這兩位專利申請人或發(fā)明人之間的聯(lián)系越緊密。

分析全球專利申請量排名前五十的申請人之間的合作關系，如圖12 所示，為了更好地展示公司內部的合作，此部分的專利數(shù)據(jù)未進行申請人的統(tǒng)一規(guī)整。從圖中可以看出，有三個合作比較緊密的集團，一是浙江大學-中國石化集團，二是Univation 技術公司-埃克森美孚公司-陶氏化學-英國石油公司，三是巴塞爾聚烯烴公司-Montell技術公司-巴斯夫股份公司。經分析發(fā)現(xiàn)，Univation 技術公司在2015 年被陶氏化學收購，Montell 技術公司是巴塞爾聚烯烴公司的子公司，因此Univation技術公司的專利權人歸屬陶氏化學，Montell 技術公司的專利權歸屬巴塞爾聚烯烴公司，他們之間的合作屬于內部合作。中國石化集團子公司間的合作也非常頻繁。此外，三個外部合作較為緊密的集團：一是浙江大學-中國石化集團；二是?？松梨诠?陶氏化學-英國石油公司；三是巴塞爾聚烯烴公司-巴斯夫股份公司。其中，?？松梨诠?陶氏化學-英國石油公司和巴塞爾聚烯烴公司-巴斯夫股份公司兩個集團的合作屬于同行之間的合作；浙江大學和中國石化集團之間的合作屬于高校和國有企業(yè)之間的合作?？傮w而言，專利申請數(shù)量較多的申請人之間更加偏向于內部子公司之間的合作，與外部的合作相對較少。

圖12 專利申請量排名前五十的申請人之間的合作關系

分析全球專利申請量排名前五十的發(fā)明人之間的合作關系，如圖13所示，圖中節(jié)點代表發(fā)明人，邊代表發(fā)明人之間的共現(xiàn)關系。從圖中可以明顯看出，有幾個合作關系比較緊密的集團，分別是：以王靖岱為代表的浙江大學團隊，Qing Yang 為代表的雪佛龍菲利普斯化工有限責任公司團隊，Govoni Gabriel 為代表的巴塞爾聚烯烴公司團隊，Goode Gregory Mark 為代表的Univation 技術公司團隊，Wagner Burkhard E. 為 代 表 的 Union Carbide Chemicals Plastic 技術公司團隊，Stephen Kimberley Brian 為代表的Innovene 歐洲有限公司。經分析發(fā)現(xiàn)，這些合作集團都表現(xiàn)出一個共同的特點，即本單位人員的專利合作數(shù)量最多，與外單位人員很少合作或沒有合作。其中尤以王靖岱為代表的浙江大學團隊人員之間的線條最粗，合作最為緊密。

圖13 專利申請量排名前50的發(fā)明人之間的合作關系

5 結語與建議

（1）聚烯烴流化床技術處于技術穩(wěn)定期。經過半個多世紀的發(fā)展，聚烯烴流化床技術經歷了技術萌芽期與快速發(fā)展期，目前已邁入技術的穩(wěn)定期，全球超過七成的專利來自美國、日本、歐盟，美國是技術的先驅者，技術實力最強。美國、日本、歐盟等國家與地區(qū)技術發(fā)展時間長，技術積累豐富，對我國聚烯烴流化床技術的發(fā)展具有重要的借鑒意義。

（2）中國屬于技術輸入國，本土實力不強。美國是技術大國，中國與之差距明顯。各國申請人非常注重聚烯烴在中國的市場，提前布局專利，中國專利申請量排名前十的申請人中，中國本土單位僅占三席，為中國石化集團（排名第二）、浙江大學、中國石油天然氣集團，其余均為國外在華企業(yè)，中國專利來自本土申請的僅占三層，中國市場已被國外搶占先機，國內相關技術研發(fā)要積極借鑒國外先進技術，不斷增加國內的技術實力。

（3）領域技術集中度高，技術壁壘強。全球專利申請量排名前五的申請人為陶氏化學、利安德巴塞爾工業(yè)公司、穆巴達拉投資公司、英國石油公司和?？松梨诠?，五家公司申請量之和超過總申請量一半，其中陶氏化學獨占鰲頭，全球近四分之一的專利來自陶氏。五家公司都傾向于對聚烯烴流化床各個技術分支的全布局，技術保護網(wǎng)嚴密，領域內大量技術掌握在少數(shù)幾家行業(yè)巨頭手里，技術集中度高，技術壁壘強，且這些大型企業(yè)具備獨立的技術研發(fā)實力，申請人合作關系較少。20 世紀90年代聚烯烴流化床技術領域出現(xiàn)技術增長高峰，究其原因是陶氏等幾家巨頭企業(yè)大量申請了專利，使整個領域專利申請上升明顯，從中看出該領域幾家巨頭幾乎左右整個行業(yè)的發(fā)展。國內中小企業(yè)要進入聚烯烴領域參與競爭，靠自身進行研發(fā)，實力不足，難以實現(xiàn)技術突破，可以緊密聯(lián)合高校科研院所，依托高校豐富的科研資源，開展技術研究，中國石化集團有限公司與浙江大學的合作是一個非常好的學習案例。

（4）技術的發(fā)展與前沿。在技術萌芽期，相關專利申請主要集中在聚合過程中對分子量的控制，技術發(fā)展期，α-烯烴的相關研發(fā)成為重點，這兩個時期催化劑技術同樣是研究的重點方向，在技術穩(wěn)定期，催化劑技術實現(xiàn)新的突破，尤其是茂金屬相關的催化劑，成為專利技術保護的重點方向。近五年，聚合反應器逐步成為研發(fā)的一個前沿與熱點，越來越多的領域競爭者在關注催化劑技術的同時，更加注重反應器的研發(fā)保護。

（5）技術創(chuàng)新的布局重點與可突破點。從聚合工藝技術角度看，領域研發(fā)的主要技術集中在催化劑工藝、聚合動力學控制、進料工藝，而冷凝工藝與回收分離工藝相對較少，其中催化劑工藝技術最密集，集中在自由基聚合引發(fā)劑、Ziefler-Natta 催化劑、Phillips 鉻系催化劑和茂金屬催化劑等相關技術。從技術效果角度看，領域研發(fā)關注的主要技術效果包括聚烯烴分子量可控合成、聚烯烴結構可控合成和聚合反應過程中團塊控制三個方面。目前在烯烴聚合產率控制和烯烴聚合速率控制這兩個功效分類上專利申請量相對較少，特別是在提高產率節(jié)省成本上還有較大的專利申請空間。催化劑雖然是聚烯烴的核心技術，但是領域技術布局密集，國內相關研發(fā)機構可以嘗試從冷凝工藝與回收分離工藝方面開展相關研究，進一步關注烯烴聚合產率控制和烯烴聚合速率控制方面的技術，實現(xiàn)技術突破。