W tym artykule zostaną przeanalizowane główne produkty chińskiego łańcucha przemysłowego C3 oraz obecny kierunek badań i rozwoju technologii.

(1)Aktualny stan i trendy rozwojowe technologii polipropylenu (PP).

Według naszego badania istnieją różne sposoby produkcji polipropylenu (PP) w Chinach, wśród których najważniejsze procesy obejmują proces rur krajowych, proces Unipol firmy Daoju, proces Spheriol firmy LyondellBasell, proces Innovene firmy Ineos, proces Novolen Nordic Chemical Company i proces Spherizone firmy LyondellBasell Company.Procesy te są również powszechnie stosowane przez chińskie przedsiębiorstwa PP.Technologie te w większości regulują stopień konwersji propylenu w zakresie 1,01-1,02.

W krajowym procesie rur pierścieniowych wykorzystuje się niezależnie opracowany katalizator ZN, obecnie zdominowany przez technologię procesu rur pierścieniowych drugiej generacji.Proces ten opiera się na niezależnie opracowanych katalizatorach, technologii asymetrycznego donora elektronów i technologii binarnej bezładnej kopolimeryzacji propylen-butadien i może powodować homopolimeryzację, bezładną kopolimeryzację etylen-propylen, bezładną kopolimeryzację propylen-butadien i kopolimeryzację PP odporną na uderzenia.Na przykład takie firmy, jak trzecia linia petrochemiczna w Szanghaju, pierwsza i druga linia rafinacji i chemii w Zhenhai oraz druga linia Maoming, zastosowały ten proces.Oczekuje się, że wraz z rozwojem nowych zakładów produkcyjnych w przyszłości, proces rur środowiskowych trzeciej generacji stopniowo stanie się dominującym krajowym procesem rurociągów środowiskowych.

Proces Unipolu umożliwia przemysłową produkcję homopolimerów o zakresie szybkości płynięcia (MFR) wynoszącym 0,5 ~ 100 g/10 min.Ponadto udział masowy monomerów kopolimeru etylenu w losowych kopolimerach może osiągnąć 5,5%.W procesie tym można również wytworzyć przemysłowy bezładny kopolimer propylenu i 1-butenu (nazwa handlowa CE-FOR) o udziale masowym kauczuku do 14%.Udział masowy etylenu w kopolimerze udarowym wytwarzanym w procesie Unipol może sięgać 21% (udział masowy gumy wynosi 35%).Proces ten został zastosowany w obiektach takich przedsiębiorstw jak Fushun Petrochemical i Sichuan Petrochemical.

W procesie Innovene można wytwarzać produkty homopolimerowe o szerokim zakresie szybkości płynięcia (MFR), który może osiągnąć 0,5-100 g/10 min.Jego wytrzymałość produktu jest wyższa niż w przypadku innych procesów polimeryzacji w fazie gazowej.MFR produktów kopolimerów losowych wynosi 2-35 g/10 min, przy udziale masowym etylenu w zakresie od 7% do 8%.MFR produktów z kopolimerów odpornych na uderzenia wynosi 1-35 g/10 min, przy udziale masowym etylenu w zakresie od 5% do 17%.

Obecnie główny nurt technologii produkcji PP w Chinach jest bardzo dojrzały.Biorąc za przykład przedsiębiorstwa produkujące polipropylen na bazie ropy naftowej, nie ma znaczących różnic w zużyciu jednostki produkcyjnej, kosztach przetwarzania, zyskach itp. pomiędzy każdym przedsiębiorstwem.Z punktu widzenia kategorii produkcji objętych różnymi procesami, procesy głównego nurtu mogą obejmować całą kategorię produktu.Jednakże, biorąc pod uwagę rzeczywiste kategorie produkcji istniejących przedsiębiorstw, istnieją znaczne różnice w produktach PP pomiędzy różnymi przedsiębiorstwami ze względu na takie czynniki, jak położenie geograficzne, bariery technologiczne i surowce.

(2)Aktualny stan i trendy rozwojowe technologii kwasu akrylowego

Kwas akrylowy jest ważnym organicznym surowcem chemicznym, szeroko stosowanym w produkcji klejów i powłok rozpuszczalnych w wodzie, a także powszechnie przetwarzanym na akrylan butylu i inne produkty.Według badań istnieją różne procesy produkcji kwasu akrylowego, w tym metoda chloroetanolowa, metoda cyjanoetanolowa, wysokociśnieniowa metoda Reppe, metoda enonowa, ulepszona metoda Reppe, metoda formaldehydowo-etanolowa, metoda hydrolizy akrylonitrylu, metoda etylenowa, metoda utleniania propylenu i metoda biologiczna metoda.Chociaż istnieją różne techniki przygotowania kwasu akrylowego i większość z nich została zastosowana w przemyśle, najbardziej popularnym procesem produkcyjnym na świecie jest nadal bezpośredni proces utleniania propylenu do kwasu akrylowego.

Surowce do produkcji kwasu akrylowego poprzez utlenianie propylenu obejmują głównie parę wodną, ​​powietrze i propylen.Podczas procesu produkcyjnego te trzy ulegają w określonej proporcji reakcjom utleniania przez złoże katalizatora.Propylen jest najpierw utleniany do akroleiny w pierwszym reaktorze, a następnie dalej utleniany do kwasu akrylowego w drugim reaktorze.Para wodna pełni w tym procesie rolę rozcieńczającą, zapobiegając powstawaniu eksplozji i ograniczając powstawanie reakcji ubocznych.Jednak oprócz wytwarzania kwasu akrylowego w tym procesie reakcji powstają również kwas octowy i tlenki węgla w wyniku reakcji ubocznych.

Według badań Pingtou Ge kluczem do technologii procesu utleniania kwasu akrylowego jest dobór katalizatorów.Obecnie do firm, które mogą dostarczać technologię kwasu akrylowego poprzez utlenianie propylenu, należą Sohio w Stanach Zjednoczonych, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company w Japonii, BASF w Niemczech i Japan Chemical Technology.

Proces Sohio w Stanach Zjednoczonych jest ważnym procesem wytwarzania kwasu akrylowego poprzez utlenianie propylenu, charakteryzującym się jednoczesnym wprowadzaniem propylenu, powietrza i pary wodnej do dwóch połączonych szeregowo reaktorów ze złożem stałym oraz wykorzystaniem wieloskładnikowego metalu Mo Bi i Mo-V tlenki jako katalizatory, odpowiednio.W tej metodzie jednokierunkowa wydajność kwasu akrylowego może osiągnąć około 80% (stosunek molowy).Zaletą metody Sohio jest to, że dwa reaktory szeregowe mogą wydłużyć żywotność katalizatora nawet do 2 lat.Jednakże metoda ta ma tę wadę, że nie można odzyskać nieprzereagowanego propylenu.

Metoda BASF: Od końca lat 60-tych firma BASF prowadzi badania nad produkcją kwasu akrylowego poprzez utlenianie propylenu.W metodzie BASF do reakcji utleniania propylenu wykorzystuje się katalizatory Mo Bi lub Mo Co, a jednokierunkowa wydajność otrzymanej akroleiny może sięgać około 80% (stosunek molowy).Następnie, stosując katalizatory na bazie Mo, W, V i Fe, akroleinę utleniano dalej do kwasu akrylowego, z maksymalną jednokierunkową wydajnością około 90% (stosunek molowy).Żywotność katalizatora metodą BASF może sięgać 4 lat, a proces jest prosty.Jednakże metoda ta ma wady, takie jak wysoka temperatura wrzenia rozpuszczalnika, częste czyszczenie sprzętu i wysokie całkowite zużycie energii.

Japońska metoda katalityczna: Stosuje się również dwa stałe reaktory połączone szeregowo i pasujący system separacji z siedmioma wieżami.Pierwszy etap polega na infiltracji pierwiastka Co do katalizatora Mo Bi jako katalizatora reakcji, a następnie zastosowanie kompozytowych tlenków metali Mo, V i Cu jako głównych katalizatorów w drugim reaktorze, wspomaganych krzemionką i tlenkiem ołowiu.W tym procesie jednokierunkowa wydajność kwasu akrylowego wynosi około 83-86% (stosunek molowy).W japońskiej metodzie katalitycznej stosuje się jeden ułożony reaktor ze stałym złożem i system separacji z siedmioma wieżami, z zaawansowanymi katalizatorami, wysoką ogólną wydajnością i niskim zużyciem energii.Metoda ta jest obecnie jednym z bardziej zaawansowanych procesów produkcyjnych, dorównującym procesowi Mitsubishi w Japonii.

(3)Aktualny stan i trendy rozwojowe technologii akrylanu butylu

Akrylan butylu jest bezbarwną, przezroczystą cieczą, która jest nierozpuszczalna w wodzie i można ją mieszać z etanolem i eterem.Związek ten należy przechowywać w chłodnym i wentylowanym magazynie.Kwas akrylowy i jego estry są szeroko stosowane w przemyśle.Stosuje się je nie tylko do wytwarzania miękkich monomerów klejów na bazie rozpuszczalników akrylowych i lotionów, ale można je również homopolimeryzować, kopolimeryzować i kopolimeryzować szczepić, aby uzyskać monomery polimerowe i stosować jako półprodukty do syntezy organicznej.

Obecnie proces produkcji akrylanu butylu obejmuje głównie reakcję kwasu akrylowego i butanolu w obecności kwasu toluenosulfonowego w celu wytworzenia akrylanu butylu i wody.Reakcja estryfikacji zachodząca w tym procesie jest typową reakcją odwracalną, a temperatury wrzenia kwasu akrylowego i powstałego akrylanu butylu są bardzo zbliżone.Dlatego trudno jest oddzielić kwas akrylowy na drodze destylacji, a nieprzereagowany kwas akrylowy nie może zostać poddany recyklingowi.

Proces ten nazywany jest metodą estryfikacji akrylanu butylu i jest stosowany głównie przez Instytut Badań nad Inżynierią Petrochemiczną Jilin i inne powiązane instytucje.Technologia ta jest już bardzo dojrzała, a kontrola jednostkowego zużycia kwasu akrylowego i n-butanolu jest bardzo precyzyjna i pozwala na kontrolę jednostkowego zużycia w zakresie 0,6.Co więcej, technologia ta osiągnęła już współpracę i transfer.

(4)Aktualny stan i trendy rozwojowe technologii CPP

Folia CPP jest wytwarzana z polipropylenu jako głównego surowca za pomocą specjalnych metod przetwarzania, takich jak odlewanie metodą wytłaczania w kształcie litery T.Folia ta ma doskonałą odporność na ciepło i dzięki swoim nieodłącznym właściwościom szybkiego chłodzenia może tworzyć doskonałą gładkość i przezroczystość.Dlatego w przypadku zastosowań opakowaniowych wymagających dużej przezroczystości preferowanym materiałem jest folia CPP.Najbardziej powszechne zastosowanie folii CPP znajduje się w opakowaniach do żywności, a także w produkcji powłok aluminiowych, opakowaniach farmaceutycznych oraz konserwowaniu owoców i warzyw.

Obecnie proces produkcji folii CPP to głównie odlewanie metodą współwytłaczania.Ten proces produkcyjny obejmuje wiele wytłaczarek, dystrybutorów wielokanałowych (powszechnie znanych jako „podajniki”), głowice matrycowe w kształcie litery T, systemy odlewnicze, poziome systemy trakcyjne, oscylatory i systemy nawijania.Głównymi cechami tego procesu produkcyjnego są dobry połysk powierzchni, wysoka płaskość, mała tolerancja grubości, dobre właściwości mechaniczne przy rozciąganiu, dobra elastyczność i dobra przezroczystość wytwarzanych produktów cienkowarstwowych.Większość światowych producentów ŚOR stosuje do produkcji metodę współwytłaczania, a technologia sprzętu jest dojrzała.

Od połowy lat 80. Chiny zaczęły wprowadzać zagraniczne urządzenia do produkcji folii odlewniczych, ale większość z nich to konstrukcje jednowarstwowe i należą do etapu pierwotnego.Po wejściu w lata 90. Chiny wprowadziły linie do produkcji wielowarstwowych folii wylewanych z kopolimeru z takich krajów, jak Niemcy, Japonia, Włochy i Austria.Ten importowany sprzęt i technologie są główną siłą chińskiego przemysłu folii lanych.Do głównych dostawców sprzętu należą niemiecka firma Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer i austriacka Orchid.Od 2000 roku Chiny wprowadziły bardziej zaawansowane linie produkcyjne, a sprzęt produkowany w kraju również doświadczył szybkiego rozwoju.

Jednak w porównaniu z międzynarodowym poziomem zaawansowanym nadal istnieje pewna luka w poziomie automatyzacji, systemie wytłaczania z kontrolą ważenia, automatycznej regulacji grubości folii sterującej głowicą gwinciarską, systemie odzyskiwania materiału krawędziowego online i automatycznym nawijaniu domowego sprzętu do folii odlewniczej.Obecnie głównymi dostawcami sprzętu do technologii folii CPP są m.in. niemiecka Bruckner, Leifenhauser i austriacka Lanzin.Ci zagraniczni dostawcy mają znaczną przewagę pod względem automatyzacji i innych aspektów.Jednak obecny proces jest już dość dojrzały, a tempo doskonalenia technologii sprzętu jest powolne i zasadniczo nie ma progu współpracy.

(5)Aktualny stan i trendy rozwojowe technologii akrylonitrylu

Technologia utleniania propylenu amoniaku jest obecnie główną komercyjną metodą produkcji akrylonitrylu, a prawie wszyscy producenci akrylonitrylu stosują katalizatory BP (SOHIO).Jednakże istnieje również wielu innych dostawców katalizatorów do wyboru, takich jak Mitsubishi Rayon (dawniej Nitto) i Asahi Kasei z Japonii, Ascend Performance Material (dawniej Solutia) ze Stanów Zjednoczonych i Sinopec.

Ponad 95% fabryk akrylonitrylu na całym świecie wykorzystuje technologię utleniania propylenu amoniaku (znaną również jako proces sohio), której pionierem i rozwinięciem jest firma BP.W tej technologii jako surowce wykorzystuje się propylen, amoniak, powietrze i wodę, które wprowadzane są do reaktora w określonej proporcji.Pod wpływem katalizatorów fosforowo-molibdenowo-bizmutowych lub antymonowo-żelazowych osadzonych na żelu krzemionkowym powstaje akrylonitryl w temperaturze 400-500°C℃i ciśnienie atmosferyczne.Następnie, po serii etapów zobojętniania, absorpcji, ekstrakcji, odwodornienia i destylacji, otrzymuje się końcowy produkt w postaci akrylonitrylu.Jednostronna wydajność tej metody może sięgać 75%, a produktami ubocznymi są acetonitryl, cyjanowodór i siarczan amonu.Metoda ta ma najwyższą wartość produkcji przemysłowej.

Od 1984 roku firma Sinopec podpisała długoterminową umowę z firmą INEOS i uzyskała zezwolenie na stosowanie opatentowanej przez firmę INEOS technologii akrylonitrylu w Chinach.Po latach rozwoju, Szanghajski Instytut Badań Petrochemicznych Sinopec z sukcesem opracował technologię utleniania propylenu amoniaku w celu wytworzenia akrylonitrylu i zbudował drugą fazę projektu akrylonitrylu o masie 130 000 ton w oddziale Sinopec Anqing.Projekt został pomyślnie oddany do użytku w styczniu 2014 roku, zwiększając roczne zdolności produkcyjne akrylonitrylu z 80 000 ton do 210 000 ton, stając się ważną częścią bazy produkcyjnej akrylonitrylu Sinopec.

Obecnie do firm na całym świecie posiadających patenty na technologię utleniania propylenu amoniaku należą BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical i Sinopec.Ten proces produkcyjny jest dojrzały i łatwy do uzyskania, a Chiny również osiągnęły lokalizację tej technologii, a jej wydajność nie ustępuje zagranicznym technologiom produkcyjnym.

(6)Aktualny stan i trendy rozwojowe technologii ABS

Według badania, proces urządzenia ABS dzieli się głównie na metodę szczepienia balsamem i metodę ciągłego masowego.Żywica ABS została opracowana w oparciu o modyfikację żywicy polistyrenowej.W 1947 roku amerykańska firma gumowa przyjęła proces mieszania w celu uzyskania przemysłowej produkcji żywicy ABS;W 1954 roku firma BORG-WAMER w Stanach Zjednoczonych opracowała polimeryzowaną żywicę ABS szczepioną w płynie i rozpoczęła produkcję przemysłową.Pojawienie się szczepień balsamem sprzyjało szybkiemu rozwojowi przemysłu ABS.Od lat 70-tych technologia procesu produkcji ABS weszła w okres wielkiego rozwoju.

Metoda szczepienia balsamem to zaawansowany proces produkcyjny, który obejmuje cztery etapy: syntezę lateksu butadienowego, syntezę polimeru szczepionego, syntezę polimerów styrenowych i akrylonitrylowych oraz obróbkę końcową mieszania.Konkretny przebieg procesu obejmuje jednostkę PBL, jednostkę szczepienia, jednostkę SAN i jednostkę mieszającą.Ten proces produkcyjny charakteryzuje się wysokim poziomem dojrzałości technologicznej i jest szeroko stosowany na całym świecie.

Obecnie dojrzała technologia ABS pochodzi głównie od takich firm, jak LG w Korei Południowej, JSR w Japonii, Dow w Stanach Zjednoczonych, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. w Korei Południowej i Kellogg Technology w Stanach Zjednoczonych, wszystkie które charakteryzują się wiodącym na świecie poziomem dojrzałości technologicznej.Wraz z ciągłym rozwojem technologii, proces produkcji ABS jest również stale udoskonalany i udoskonalany.W przyszłości mogą pojawić się bardziej wydajne, przyjazne dla środowiska i energooszczędne procesy produkcyjne, niosące ze sobą więcej możliwości i wyzwań dla rozwoju przemysłu chemicznego.

(7)Stan techniczny i kierunki rozwoju n-butanolu

Z obserwacji wynika, że ​​na świecie dominującą technologią syntezy butanolu i oktanolu jest proces cyklicznej niskociśnieniowej syntezy karbonylu w fazie ciekłej.Głównymi surowcami w tym procesie są propylen i gaz syntezowy.Wśród nich propylen pochodzi głównie ze zintegrowanych dostaw własnych, a jednostkowe zużycie propylenu waha się od 0,6 do 0,62 tony.Gaz syntetyczny wytwarza się głównie ze spalin lub gazu syntetycznego na bazie węgla, a jego jednostkowe zużycie wynosi od 700 do 720 metrów sześciennych.

Opracowana przez Dow/David technologia niskociśnieniowej syntezy karbonylu – proces z cyrkulacją w fazie ciekłej, ma takie zalety, jak wysoki stopień konwersji propylenu, długa żywotność katalizatora i zmniejszona emisja trzech odpadów.Proces ten jest obecnie najbardziej zaawansowaną technologią produkcji i jest szeroko stosowany w chińskich przedsiębiorstwach produkujących butanol i oktanol.

Biorąc pod uwagę, że technologia Dow/David jest stosunkowo dojrzała i może być stosowana we współpracy z krajowymi przedsiębiorstwami, wiele przedsiębiorstw będzie preferować tę technologię przy wyborze inwestycji w budowę instalacji butanol-oktanol, a następnie technologię krajową.

(8)Aktualny stan i trendy rozwojowe technologii poliakrylonitrylu

Poliakrylonitryl (PAN) otrzymywany jest w procesie wolnorodnikowej polimeryzacji akrylonitrylu i jest ważnym półproduktem w wytwarzaniu włókien akrylonitrylowych (włókien akrylowych) i włókien węglowych na bazie poliakrylonitrylu.Występuje w postaci białego lub lekko żółtego, nieprzezroczystego proszku o temperaturze zeszklenia około 90℃.Można go rozpuścić w polarnych rozpuszczalnikach organicznych, takich jak dimetyloformamid (DMF) i sulfotlenek dimetylu (DMSO), a także w stężonych wodnych roztworach soli nieorganicznych, takich jak tiocyjanian i nadchloran.Wytwarzanie poliakrylonitrylu obejmuje głównie polimeryzację w roztworze lub wodną polimeryzację strącającą akrylonitrylu (AN) z niejonowymi drugimi monomerami i jonowymi trzecimi monomerami.

Poliakrylonitryl stosowany jest głównie do produkcji włókien akrylowych, czyli włókien syntetycznych wytwarzanych z kopolimerów akrylonitrylu o zawartości masowej przekraczającej 85%.Ze względu na rozpuszczalniki użyte w procesie produkcyjnym można je rozróżnić na sulfotlenek dimetylu (DMSO), acetamid dimetylu (DMAc), tiocyjanian sodu (NaSCN) i formamid dimetylu (DMF).Główną różnicą pomiędzy różnymi rozpuszczalnikami jest ich rozpuszczalność w poliakrylonitrylu, która nie ma istotnego wpływu na specyficzny proces produkcji polimeryzacji.Ponadto, według różnych komonomerów, można je podzielić na kwas itakonowy (IA), akrylan metylu (MA), akrylamid (AM) i metakrylan metylu (MMA) itp. Różne komonomery mają różny wpływ na kinetykę i właściwości produktów reakcji polimeryzacji.

Proces agregacji może być jednoetapowy lub dwuetapowy.Metoda jednoetapowa odnosi się do polimeryzacji akrylonitrylu i komonomerów w stanie roztworu jednocześnie, a produkty można bezpośrednio przygotować do roztworu przędzalniczego bez rozdzielania.Zasada dwóch etapów odnosi się do polimeryzacji suspensyjnej akrylonitrylu i komonomerów w wodzie w celu otrzymania polimeru, który oddziela się, przemywa, odwadnia i wykonuje inne etapy w celu wytworzenia roztworu przędzalniczego.Obecnie globalny proces produkcji poliakrylonitrylu jest w zasadzie taki sam, z różnicą w dalszych metodach polimeryzacji i komonomerach.Obecnie większość włókien poliakrylonitrylowych w różnych krajach świata wytwarzana jest z kopolimerów trójskładnikowych, w których akrylonitryl stanowi 90% i dodatek drugiego monomeru waha się od 5% do 8%.Celem dodania drugiego monomeru jest zwiększenie wytrzymałości mechanicznej, elastyczności i tekstury włókien, a także poprawa wydajności barwienia.Powszechnie stosowane metody obejmują MMA, MA, octan winylu itp. Ilość dodatku trzeciego monomeru wynosi 0,3% -2% w celu wprowadzenia określonej liczby hydrofilowych grup barwnika w celu zwiększenia powinowactwa włókien do barwników, które są dzieli się na kationowe grupy barwników i kwasowe grupy barwników.

Obecnie głównym przedstawicielem światowego procesu wytwarzania poliakrylonitrylu jest Japonia, a za nią plasują się takie kraje jak Niemcy i Stany Zjednoczone.Reprezentatywne przedsiębiorstwa to Zoltek, Hexcel, Cytec i Aldila z Japonii, Dongbang, Mitsubishi i Stanów Zjednoczonych, SGL z Niemiec oraz Formosa Plastics Group z Tajwanu, Chin i Chin.Obecnie światowa technologia procesu produkcji poliakrylonitrylu jest dojrzała i nie ma zbyt wiele miejsca na ulepszenie produktu.