Acest articol va analiza principalele produse din lanțul industrial C3 din China și direcția actuală de cercetare și dezvoltare a tehnologiei.

(1)Starea actuală și tendințele de dezvoltare ale tehnologiei polipropilenei (PP).

Conform investigației noastre, există diferite moduri de a produce polipropilenă (PP) în China, printre care cele mai importante procese includ procesul de țevi de mediu domestic, procesul Unipol al companiei Daoju, procesul Spheriol al companiei LyondellBasell, procesul Innovene al companiei Ineos, procesul Novolen. de Nordic Chemical Company și procesul Spherizone al companiei LyondellBasell.Aceste procese sunt, de asemenea, adoptate pe scară largă de întreprinderile chineze PP.Aceste tehnologii controlează în mare parte rata de conversie a propilenei în intervalul 1,01-1,02.

Procesul intern de conducte inelare adoptă catalizatorul ZN dezvoltat independent, dominat în prezent de tehnologia de procesare a conductelor inelare de a doua generație.Acest proces se bazează pe catalizatori dezvoltați independent, tehnologie donor de electroni asimetric și tehnologie de copolimerizare aleatorie binară de propilen butadienă și poate produce homopolimerizare, copolimerizare aleatorie de etilenă propilenă, copolimerizare aleatorie de propilen butadienă și copolimerizare PP rezistentă la impact.De exemplu, companii precum Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Line și Maoming Second Line au aplicat toate acest proces.Odată cu creșterea noilor instalații de producție în viitor, este de așteptat ca procesul de conducte de mediu din a treia generație să devină treptat procesul dominant de conducte de mediu intern.

Procesul Unipol poate produce industrial homopolimeri, cu un interval de debit de topire (MFR) de 0,5~100g/10min.În plus, fracția de masă a monomerilor de copolimeri de etilenă în copolimerii aleatori poate ajunge la 5,5%.Acest proces poate produce, de asemenea, un copolimer aleator industrializat de propilenă și 1-butenă (denumire comercială CE-FOR), cu o fracțiune de masă a cauciucului de până la 14%.Fracția de masă a etilenei din copolimerul de impact produs prin procedeul Unipol poate ajunge la 21% (fracția de masă a cauciucului este de 35%).Procesul a fost aplicat în instalațiile unor întreprinderi precum Fushun Petrochemical și Sichuan Petrochemical.

Procesul Innovene poate produce produse homopolimeri cu o gamă largă de debit de topire (MFR), care poate ajunge la 0,5-100g/10min.Duritatea produsului său este mai mare decât cea a altor procese de polimerizare în fază gazoasă.MFR-ul produselor copolimeri aleatorii este de 2-35 g/10 min, cu o fracție de masă de etilenă variind de la 7% la 8%.MFR-ul produselor din copolimeri rezistente la impact este de 1-35 g/10 min, cu o fracție de masă de etilenă variind de la 5% la 17%.

În prezent, tehnologia de producție principală a PP în China este foarte matură.Luând ca exemplu întreprinderile din polipropilenă pe bază de ulei, nu există o diferență semnificativă în ceea ce privește consumul unității de producție, costurile de procesare, profiturile etc. între fiecare întreprindere.Din perspectiva categoriilor de producție acoperite de diferite procese, procesele mainstream pot acoperi întreaga categorie de produse.Cu toate acestea, luând în considerare categoriile reale de producție ale întreprinderilor existente, există diferențe semnificative în produsele PP între diferitele întreprinderi din cauza unor factori precum geografia, barierele tehnologice și materiile prime.

(2)Starea actuală și tendințele de dezvoltare ale tehnologiei acidului acrilic

Acidul acrilic este o materie primă chimică organică importantă utilizată pe scară largă în producția de adezivi și acoperiri solubile în apă și este, de asemenea, procesată în mod obișnuit în acrilat de butii și alte produse.Conform cercetărilor, există diferite procese de producție pentru acid acrilic, inclusiv metoda cloroetanolului, metoda cianoetanolului, metoda Reppe de înaltă presiune, metoda enonei, metoda Reppe îmbunătățită, metoda etanolului cu formaldehidă, metoda hidrolizei acrilonitrilului, metoda etilenei, metoda de oxidare a propilenei și metoda biologică. metodă.Deși există diverse tehnici de preparare a acidului acrilic și cele mai multe dintre ele au fost aplicate în industrie, cel mai popular proces de producție la nivel mondial este încă procesul de oxidare directă a propilenei în acid acrilic.

Materiile prime pentru producerea acidului acrilic prin oxidarea propilenei includ în principal vapori de apă, aer și propilenă.În timpul procesului de producție, acești trei suferă reacții de oxidare prin patul de catalizator într-o anumită proporție.Propilena este mai întâi oxidată la acroleină în primul reactor și apoi oxidată în continuare la acid acrilic în al doilea reactor.Vaporii de apă joacă un rol de diluție în acest proces, evitând apariția exploziilor și suprimând generarea de reacții secundare.Cu toate acestea, pe lângă producerea de acid acrilic, acest proces de reacție produce și acid acetic și oxizi de carbon datorită reacțiilor secundare.

Potrivit investigației lui Pingtou Ge, cheia tehnologiei procesului de oxidare a acidului acrilic constă în selectarea catalizatorilor.În prezent, companiile care pot furniza tehnologia acidului acrilic prin oxidarea propilenei includ Sohio în Statele Unite, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company în Japonia, BASF în Germania și Japan Chemical Technology.

Procesul Sohio din Statele Unite este un proces important pentru producerea acidului acrilic prin oxidarea propilenei, caracterizat prin introducerea simultană de propilenă, aer și vapori de apă în două reactoare cu pat fix conectate în serie și prin utilizarea metalului multicomponent Mo Bi și Mo-V. oxizi ca catalizatori, respectiv.Prin această metodă, randamentul unidirecțional al acidului acrilic poate ajunge la aproximativ 80% (raport molar).Avantajul metodei Sohio este că două reactoare în serie pot crește durata de viață a catalizatorului, ajungând până la 2 ani.Cu toate acestea, această metodă are dezavantajul că propilena nereacționată nu poate fi recuperată.

Metoda BASF: De la sfârșitul anilor 1960, BASF a efectuat cercetări privind producerea de acid acrilic prin oxidarea propilenei.Metoda BASF folosește catalizatori Mo Bi sau Mo Co pentru reacția de oxidare a propilenei, iar randamentul unidirecțional de acroleină obținut poate ajunge la aproximativ 80% (raport molar).Ulterior, folosind catalizatori pe bază de Mo, W, V și Fe, acroleina a fost oxidată în continuare la acid acrilic, cu un randament maxim într-o singură direcție de aproximativ 90% (raport molar).Durata de viață a catalizatorului metodei BASF poate ajunge la 4 ani și procesul este simplu.Cu toate acestea, această metodă are dezavantaje, cum ar fi punctul de fierbere ridicat al solvenților, curățarea frecventă a echipamentului și consumul general ridicat de energie.

Metoda japoneză cu catalizator: Se folosesc, de asemenea, două reactoare fixe în serie și un sistem de separare cu șapte turnuri potrivit.Primul pas este infiltrarea elementului Co în catalizatorul Mo Bi ca catalizator de reacție și apoi utilizarea oxizilor metalici compoziți Mo, V și Cu ca catalizatori principali în al doilea reactor, susținut de silice și monoxid de plumb.În cadrul acestui proces, randamentul unidirecțional al acidului acrilic este de aproximativ 83-86% (raport molar).Metoda japoneză cu catalizator adoptă un reactor cu pat fix stivuit și un sistem de separare cu 7 turnuri, cu catalizatori avansați, randament general ridicat și consum redus de energie.Această metodă este în prezent unul dintre cele mai avansate procese de producție, la egalitate cu procesul Mitsubishi din Japonia.

(3)Starea actuală și tendințele de dezvoltare ale tehnologiei acrilatului de butil

Acrilatul de butii este un lichid transparent incolor care este insolubil în apă și poate fi amestecat cu etanol și eter.Acest compus trebuie depozitat într-un depozit răcoros și ventilat.Acidul acrilic și esterii săi sunt utilizați pe scară largă în industrie.Aceștia nu sunt utilizați numai pentru fabricarea de monomeri moi de adezivi pe bază de solvenți acrilat și loțiuni, dar pot fi, de asemenea, homopolimerizați, copolimerizați și copolimerizați prin grefare pentru a deveni monomeri polimerici și utilizați ca intermediari de sinteză organică.

În prezent, procesul de producție a acrilatului de butii implică în principal reacția acidului acrilic și butanolului în prezența acidului toluen sulfonic pentru a genera acrilat de butii și apă.Reacția de esterificare implicată în acest proces este o reacție reversibilă tipică, iar punctele de fierbere ale acidului acrilic și ale produsului acrilat de butii sunt foarte apropiate.Prin urmare, este dificil să se separe acidul acrilic prin distilare, iar acidul acrilic nereacționat nu poate fi reciclat.

Acest proces se numește metoda de esterificare cu acrilat de butil, în principal de la Institutul de Cercetare a Ingineriei Petrochimice din Jilin și alte instituții conexe.Această tehnologie este deja foarte matură, iar controlul consumului unitar pentru acid acrilic și n-butanol este foarte precis, capabil să controleze consumul unitar în termen de 0,6.Mai mult, această tehnologie a realizat deja cooperare și transfer.

(4)Starea curentă și tendințele de dezvoltare ale tehnologiei CPP

Filmul CPP este fabricat din polipropilenă ca materie primă principală prin metode specifice de prelucrare, cum ar fi turnarea prin extrudare sub formă de T.Acest film are o rezistență excelentă la căldură și, datorită proprietăților sale inerente de răcire rapidă, poate forma netezime și transparență excelente.Prin urmare, pentru aplicațiile de ambalare care necesită o claritate ridicată, filmul CPP este materialul preferat.Cea mai răspândită utilizare a foliei CPP este în ambalarea alimentelor, precum și în producția de acoperire din aluminiu, ambalaje farmaceutice și conservarea fructelor și legumelor.

În prezent, procesul de producție a filmelor CPP este în principal turnare prin co-extrudare.Acest proces de producție constă din mai multe extrudere, distribuitoare cu mai multe canale (cunoscute în mod obișnuit ca „alimentatoare”), capete de matriță în formă de T, sisteme de turnare, sisteme de tracțiune orizontale, oscilatoare și sisteme de înfășurare.Principalele caracteristici ale acestui proces de producție sunt luciozitatea bună a suprafeței, planeitatea ridicată, toleranța la grosime mică, performanța bună de extensie mecanică, flexibilitatea bună și transparența bună a produselor de film subțire produse.Majoritatea producătorilor mondiali de CPP folosesc metoda de turnare prin co-extrudare pentru producție, iar tehnologia echipamentului este matură.

De la mijlocul anilor 1980, China a început să introducă echipamente străine de producție de film de turnare, dar cele mai multe dintre ele sunt structuri cu un singur strat și aparțin etapei primare.După intrarea în anii 1990, China a introdus linii de producție de filme turnate cu multi-strat de copolimer din țări precum Germania, Japonia, Italia și Austria.Aceste echipamente și tehnologii importate sunt forța principală a industriei filmului turnat din China.Principalii furnizori de echipamente includ Bruckner din Germania, Bartenfield, Leifenhauer și Orhideea din Austria.Din 2000, China a introdus linii de producție mai avansate, iar echipamentele produse pe plan intern au cunoscut, de asemenea, o dezvoltare rapidă.

Cu toate acestea, în comparație cu nivelul avansat internațional, există încă un anumit decalaj în nivelul de automatizare, sistemul de extrudare de control al cântăririi, reglarea automată a capului matriței de control al grosimii filmului, sistemul online de recuperare a materialului de margine și înfășurarea automată a echipamentelor autohtone de film de turnare.În prezent, principalii furnizori de echipamente pentru tehnologia filmelor CPP includ, printre alții, germanii Bruckner, Leifenhauser și austriac Lanzin.Acești furnizori străini au avantaje semnificative în ceea ce privește automatizarea și alte aspecte.Cu toate acestea, procesul actual este deja destul de matur, iar viteza de îmbunătățire a tehnologiei echipamentelor este lentă și practic nu există un prag pentru cooperare.

(5)Starea curentă și tendințele de dezvoltare ale tehnologiei acrilonitrilului

Tehnologia de oxidare a amoniacului de propilenă este în prezent principala cale comercială de producție pentru acrilonitril și aproape toți producătorii de acrilonitril folosesc catalizatori BP (SOHIO).Cu toate acestea, există și mulți alți furnizori de catalizatori din care să alegeți, cum ar fi Mitsubishi Rayon (fostă Nitto) și Asahi Kasei din Japonia, Ascend Performance Material (fostă Solutia) din Statele Unite și Sinopec.

Peste 95% dintre plantele de acrilonitril din întreaga lume folosesc tehnologia de oxidare a amoniacului propilenă (cunoscută și sub numele de procesul sohio) dezvoltată și dezvoltată de BP.Această tehnologie folosește propilena, amoniacul, aerul și apa ca materii prime și intră în reactor într-o anumită proporție.Sub acțiunea catalizatorilor fosfor-molibden bismut sau antimoniu de fier susținuți pe silicagel, acrilonitrilul este generat la o temperatură de 400-500°C.℃și presiunea atmosferică.Apoi, după o serie de etape de neutralizare, absorbție, extracție, dehidrocianare și distilare, se obține produsul final de acrilonitril.Randamentul unidirecțional al acestei metode poate ajunge la 75%, iar produsele secundare includ acetonitril, cianură de hidrogen și sulfat de amoniu.Această metodă are cea mai mare valoare a producției industriale.

Din 1984, Sinopec a semnat un acord pe termen lung cu INEOS și a fost autorizat să utilizeze tehnologia patentată de acrilonitril de la INEOS în China.După ani de dezvoltare, Institutul de Cercetare Petrochimică Sinopec Shanghai a dezvoltat cu succes o rută tehnică pentru oxidarea propilenei amoniacului pentru a produce acrilonitril și a construit cea de-a doua fază a proiectului de acrilonitril de 130.000 de tone de la Sinopec Anqing Branch.Proiectul a fost pus în funcțiune cu succes în ianuarie 2014, crescând capacitatea anuală de producție de acrilonitril de la 80000 de tone la 210000 de tone, devenind o parte importantă a bazei de producție a acrilonitrilului Sinopec.

În prezent, companiile din întreaga lume cu brevete pentru tehnologia de oxidare a amoniacului propilenă includ BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical și Sinopec.Acest proces de producție este matur și ușor de obținut, iar China a realizat, de asemenea, localizarea acestei tehnologii, iar performanța sa nu este inferioară tehnologiilor de producție străine.

(6)Starea actuală și tendințele de dezvoltare ale tehnologiei ABS

Potrivit investigației, traseul de proces al dispozitivului ABS este împărțit în principal în metoda de altoire a loțiunii și metoda în vrac continuă.Rășina ABS a fost dezvoltată pe baza modificării rășinii de polistiren.În 1947, compania americană de cauciuc a adoptat procesul de amestecare pentru a realiza producția industrială de rășină ABS;În 1954, compania BORG-WAMER din Statele Unite a dezvoltat rășină ABS polimerizată prin grefă de loțiune și a realizat producție industrială.Apariția altoirii loțiunii a promovat dezvoltarea rapidă a industriei ABS.Din anii 1970, tehnologia procesului de producție a ABS a intrat într-o perioadă de mare dezvoltare.

Metoda de altoire a loțiunii este un proces avansat de producție, care include patru etape: sinteza latexului de butadienă, sinteza polimerului grefat, sinteza polimerilor de stiren și acrilonitril și amestecarea post-tratament.Fluxul specific de proces include unitatea PBL, unitatea de altoire, unitatea SAN și unitatea de amestecare.Acest proces de producție are un nivel ridicat de maturitate tehnologică și a fost aplicat pe scară largă în întreaga lume.

În prezent, tehnologia ABS matură provine în principal de la companii precum LG din Coreea de Sud, JSR din Japonia, Dow din Statele Unite, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. din Coreea de Sud și Kellogg Technology din Statele Unite, toate care au un nivel lider mondial de maturitate tehnologică.Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei, procesul de producție a ABS se îmbunătățește și se îmbunătățește constant.În viitor, pot apărea procese de producție mai eficiente, prietenoase cu mediul și economisind energie, aducând mai multe oportunități și provocări pentru dezvoltarea industriei chimice.

(7)Starea tehnică și tendința de dezvoltare a n-butanolului

Conform observațiilor, tehnologia principală pentru sinteza butanolului și octanolului la nivel mondial este procesul de sinteză a carbonilului ciclic de joasă presiune în fază lichidă.Principalele materii prime pentru acest proces sunt propilena și gazul de sinteză.Dintre acestea, propilena provine în principal din autoaprovizionare integrată, cu un consum unitar de propilenă între 0,6 și 0,62 tone.Gazul sintetic este preparat în mare parte din gaze de eșapament sau gaze sintetice pe bază de cărbune, cu un consum unitar între 700 și 720 de metri cubi.

Tehnologia de sinteză a carbonilului la presiune joasă dezvoltată de Dow/David – procesul de circulație în fază lichidă are avantaje precum rata mare de conversie a propilenei, durata de viață lungă a catalizatorului și emisiile reduse de trei deșeuri.Acest proces este în prezent cea mai avansată tehnologie de producție și este utilizat pe scară largă în întreprinderile chineze cu butanol și octanol.

Având în vedere că tehnologia Dow/David este relativ matură și poate fi utilizată în cooperare cu întreprinderile autohtone, multe întreprinderi vor acorda prioritate acestei tehnologii atunci când aleg să investească în construcția de unități de butanol octanol, urmată de tehnologia autohtonă.

(8)Starea actuală și tendințele de dezvoltare ale tehnologiei poliacrilonitrilului

Poliacrilonitrilul (PAN) se obține prin polimerizarea radicalilor liberi a acrilonitrilului și este un intermediar important în prepararea fibrelor de acrilonitril (fibre acrilice) și a fibrelor de carbon pe bază de poliacrilonitril.Apare sub formă de pulbere opac albă sau ușor galbenă, cu o temperatură de tranziție sticloasă de aproximativ 90℃.Poate fi dizolvat în solvenți organici polari, cum ar fi dimetilformamidă (DMF) și dimetil sulfoxid (DMSO), precum și în soluții apoase concentrate de săruri anorganice, cum ar fi tiocianat și perclorat.Prepararea poliacrilonitrilului implică în principal polimerizarea în soluție sau polimerizarea prin precipitare apoasă a acrilonitrilului (AN) cu al doilea monomeri neionici și al treilea monomeri ionic.

Poliacrilonitrilul este utilizat în principal pentru fabricarea fibrelor acrilice, care sunt fibre sintetice realizate din copolimeri acrilonitril cu un procent de masă de peste 85%.În funcție de solvenții utilizați în procesul de producție, aceștia pot fi distinși ca dimetil sulfoxid (DMSO), dimetil acetamidă (DMAc), tiocianat de sodiu (NaSCN) și dimetil formamidă (DMF).Principala diferență dintre diferiți solvenți este solubilitatea lor în poliacrilonitril, care nu are un impact semnificativ asupra procesului specific de producție de polimerizare.În plus, în funcție de diferiții comonomeri, aceștia pot fi împărțiți în acid itaconic (IA), acrilat de metil (MA), acrilamidă (AM) și metacrilat de metil (MMA), etc. Diferiții comonomeri au efecte diferite asupra cineticii și proprietățile produsului ale reacțiilor de polimerizare.

Procesul de agregare poate fi într-o etapă sau în două etape.Metoda într-o etapă se referă la polimerizarea acrilonitrilului și a comonomerilor într-o stare de soluție simultan, iar produsele pot fi preparate direct în soluție de filare fără separare.Regula în două etape se referă la polimerizarea în suspensie a acrilonitrilului și a comonomerilor în apă pentru a obține polimerul, care este separat, spălat, deshidratat și alte etape pentru a forma soluția de filare.În prezent, procesul global de producție de poliacrilonitril este practic același, cu diferența dintre metodele de polimerizare din aval și comonomerii.În prezent, majoritatea fibrelor de poliacrilonitril din diferite țări din lume sunt fabricate din copolimeri ternari, acrilonitrilul reprezentând 90% și adăugarea unui al doilea monomer variind de la 5% la 8%.Scopul adăugării unui al doilea monomer este de a îmbunătăți rezistența mecanică, elasticitatea și textura fibrelor, precum și de a îmbunătăți performanța vopsirii.Metodele utilizate în mod obișnuit includ MMA, MA, acetat de vinil etc. Cantitatea de adăugare a celui de-al treilea monomer este de 0,3% -2%, cu scopul de a introduce un anumit număr de grupe de coloranți hidrofile pentru a crește afinitatea fibrelor cu coloranții, care sunt împărțit în grupe de coloranți cationici și grupe de coloranți acizi.

În prezent, Japonia este principalul reprezentant al procesului global de poliacrilonitril, urmată de țări precum Germania și Statele Unite.Întreprinderile reprezentative includ Zoltek, Hexcel, Cytec și Aldila din Japonia, Dongbang, Mitsubishi și Statele Unite ale Americii, SGL din Germania și Formosa Plastics Group din Taiwan, China, China.În prezent, tehnologia globală a procesului de producție a poliacrilonitrilului este matură și nu există prea mult loc pentru îmbunătățirea produsului.