Ovaj članak će analizirati glavne proizvode u kineskom lancu C3 industrije i trenutni smjer istraživanja i razvoja tehnologije.

(1)Trenutno stanje i trendovi razvoja tehnologije polipropilena (PP)

Prema našem istraživanju, u Kini postoje različiti načini proizvodnje polipropilena (PP), među kojima najvažniji procesi uključuju domaći proces proizvodnje cijevi iz okoliša, Unipol proces tvrtke Daoju, Spheriol proces tvrtke LyondellBasell, Innovene proces tvrtke Ineos, Novolen proces tvrtke Nordic Chemical Company i Spherizone proces tvrtke LyondellBasell. Ove procese također široko primjenjuju kineska PP poduzeća. Ove tehnologije uglavnom kontroliraju stopu konverzije propilena u rasponu od 1,01-1,02.

Domaći proces prstenastih cijevi usvaja neovisno razvijeni ZN katalizator, kojim trenutno dominira tehnologija prstenastih cijevi druge generacije. Ovaj proces temelji se na neovisno razvijenim katalizatorima, tehnologiji asimetričnih donora elektrona i tehnologiji binarne slučajne kopolimerizacije propilen butadiena, te može proizvesti homopolimerizaciju, slučajnu kopolimerizaciju etilen propilena, slučajnu kopolimerizaciju propilen butadiena i udarno otpornu kopolimerizaciju PP-a. Na primjer, tvrtke kao što su Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Lines i Maoming Second Line primijenile su ovaj proces. S povećanjem novih proizvodnih pogona u budućnosti, očekuje se da će proces zaštite okoliša treće generacije postupno postati dominantan domaći proces zaštite okoliša.

Unipol procesom mogu se industrijski proizvoditi homopolimeri s rasponom protoka taline (MFR) od 0,5 do 100 g/10 min. Osim toga, maseni udio monomera etilenskog kopolimera u slučajnim kopolimerima može doseći 5,5%. Ovaj proces također može proizvesti industrijski slučajni kopolimer propilena i 1-butena (trgovački naziv CE-FOR), s masenim udjelom gume do 14%. Maseni udio etilena u kopolimeru otpornom na udar proizvedenom Unipol procesom može doseći 21% (maseni udio gume je 35%). Proces je primijenjen u pogonima poduzeća kao što su Fushun Petrochemical i Sichuan Petrochemical.

Innovene proces može proizvesti homopolimerske proizvode sa širokim rasponom brzine toka taline (MFR), koja može doseći 0,5-100 g/10 min. Njegova žilavost proizvoda je veća nego kod drugih procesa polimerizacije u plinskoj fazi. MFR proizvoda slučajnih kopolimera je 2-35 g/10 min, s masenim udjelom etilena u rasponu od 7% do 8%. MFR proizvoda kopolimera otpornih na udarce je 1-35 g/10 min, s masenim udjelom etilena u rasponu od 5% do 17%.

Trenutno je glavna proizvodna tehnologija PP-a u Kini vrlo zrela. Uzimajući za primjer poduzeća koja se bave polipropilenom na bazi nafte, ne postoji značajna razlika u potrošnji proizvodnih jedinica, troškovima obrade, profitu itd. među pojedinim poduzećima. Iz perspektive proizvodnih kategorija obuhvaćenih različitim procesima, glavni procesi mogu obuhvatiti cijelu kategoriju proizvoda. Međutim, uzimajući u obzir stvarne kategorije proizvodnje postojećih poduzeća, postoje značajne razlike u PP proizvodima među različitim poduzećima zbog čimbenika kao što su geografija, tehnološke barijere i sirovine.

(2)Trenutno stanje i trendovi razvoja tehnologije akrilne kiseline

Akrilna kiselina je važna organska kemijska sirovina koja se široko koristi u proizvodnji ljepila i vodotopivih premaza, a također se često prerađuje u butil akrilat i druge proizvode. Prema istraživanjima, postoje različiti proizvodni procesi za akrilnu kiselinu, uključujući kloroetanolnu metodu, cijanoetanolnu metodu, Reppeovu metodu pod visokim tlakom, enonsku metodu, poboljšanu Reppeovu metodu, metodu formaldehidnog etanola, metodu hidrolize akrilonitrila, etilensku metodu, metodu oksidacije propilena i biološku metodu. Iako postoje različite tehnike pripreme akrilne kiseline, a većina ih se primjenjuje u industriji, najčešći proizvodni proces u svijetu i dalje je postupak izravne oksidacije propilena u akrilnu kiselinu.

Sirovine za proizvodnju akrilne kiseline oksidacijom propilena uglavnom uključuju vodenu paru, zrak i propilen. Tijekom proizvodnog procesa, ova tri elementa prolaze kroz oksidacijske reakcije kroz sloj katalizatora u određenom omjeru. Propilen se prvo oksidira u akrolein u prvom reaktoru, a zatim dalje oksidira u akrilnu kiselinu u drugom reaktoru. Vodena para igra ulogu razrjeđivanja u ovom procesu, izbjegavajući pojavu eksplozija i suzbijajući stvaranje nuspojava. Međutim, osim što proizvodi akrilnu kiselinu, ovaj reakcijski proces također proizvodi octenu kiselinu i ugljikove okside zbog nuspojava.

Prema istraživanju tvrtke Pingtou Ge, ključ tehnologije procesa oksidacije akrilne kiseline leži u odabiru katalizatora. Trenutno, tvrtke koje mogu pružiti tehnologiju akrilne kiseline putem oksidacije propilena uključuju Sohio u Sjedinjenim Državama, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company u Japanu, BASF u Njemačkoj i Japan Chemical Technology.

Sohio proces u Sjedinjenim Državama važan je proces za proizvodnju akrilne kiseline oksidacijom propilena, karakteriziran istovremenim uvođenjem propilena, zraka i vodene pare u dva serijski povezana reaktora s fiksnim slojem, te korištenjem višekomponentnih metalnih oksida MoBi i Mo-V kao katalizatora. Ovom metodom, jednosmjerni prinos akrilne kiseline može doseći oko 80% (molarni omjer). Prednost Sohio metode je u tome što dva serijska reaktora mogu povećati vijek trajanja katalizatora, dosežući i do 2 godine. Međutim, nedostatak ove metode je što se nereagirani propilen ne može oporaviti.

BASF metoda: Od kasnih 1960-ih, BASF provodi istraživanja o proizvodnji akrilne kiseline oksidacijom propilena. BASF metoda koristi MoBi ili MoCo katalizatore za reakciju oksidacije propilena, a jednosmjerni prinos akroleina može doseći oko 80% (molarni omjer). Nakon toga, korištenjem katalizatora na bazi Mo, W, V i Fe, akrolein je dalje oksidiran u akrilnu kiselinu, s maksimalnim jednosmjernim prinosom od oko 90% (molarni omjer). Vijek trajanja katalizatora BASF metodom može doseći 4 godine, a proces je jednostavan. Međutim, ova metoda ima nedostatke kao što su visoka točka vrelišta otapala, često čišćenje opreme i visoka ukupna potrošnja energije.

Japanska metoda katalizatora: Koriste se dva fiksna reaktora u seriji i odgovarajući sustav za separaciju sa sedam tornjeva. Prvi korak je infiltracija elementa Co u katalizator Mo-Bi kao reakcijski katalizator, a zatim korištenje kompozitnih metalnih oksida Mo, V i Cu kao glavnih katalizatora u drugom reaktoru, uz dodatak silicija i olovnog monoksida. U ovom procesu, jednosmjerni prinos akrilne kiseline je približno 83-86% (molarni omjer). Japanska metoda katalizatora koristi jedan reaktor s fiksnim slojem i sustav za separaciju sa 7 tornjeva, s naprednim katalizatorima, visokim ukupnim prinosom i niskom potrošnjom energije. Ova metoda je trenutno jedan od naprednijih proizvodnih procesa, u rangu s Mitsubishi procesom u Japanu.

(3)Trenutno stanje i trendovi razvoja tehnologije butil akrilata

Butil akrilat je bezbojna prozirna tekućina koja je netopljiva u vodi i može se miješati s etanolom i eterom. Ovaj spoj treba čuvati na hladnom i prozračenom mjestu. Akrilna kiselina i njezini esteri široko se koriste u industriji. Ne koriste se samo za proizvodnju mekih monomera akrilatnih ljepila na bazi otapala i losiona, već se mogu homopolimerizirati, kopolimerizirati i cijepljeno kopolimerizirati u polimerne monomere i koristiti kao međuprodukti organske sinteze.

Trenutno, proces proizvodnje butil akrilata uglavnom uključuje reakciju akrilne kiseline i butanola u prisutnosti toluen sulfonske kiseline kako bi se stvorili butil akrilat i voda. Reakcija esterifikacije uključena u ovaj proces je tipična reverzibilna reakcija, a vrelišta akrilne kiseline i produkta butil akrilata su vrlo blizu. Stoga je teško odvojiti akrilnu kiselinu destilacijom, a nereagirana akrilna kiselina se ne može reciklirati.

Ovaj proces se naziva metoda esterifikacije butil akrilata, uglavnom od strane Istraživačkog instituta za petrokemijsko inženjerstvo Jilin i drugih srodnih institucija. Ova je tehnologija već vrlo zrela, a kontrola potrošnje jedinice za akrilnu kiselinu i n-butanol je vrlo precizna, sposobna kontrolirati potrošnju jedinice unutar 0,6. Štoviše, ova je tehnologija već postigla suradnju i transfer.

(4)Trenutno stanje i trendovi razvoja CPP tehnologije

CPP folija se izrađuje od polipropilena kao glavne sirovine specifičnim metodama obrade poput lijevanja u obliku slova T. Ova folija ima izvrsnu otpornost na toplinu i, zbog svojih inherentnih svojstava brzog hlađenja, može postići izvrsnu glatkoću i prozirnost. Stoga je CPP folija preferirani materijal za pakiranje koje zahtijeva visoku prozirnost. Najraširenija upotreba CPP folije je u pakiranju hrane, kao i u proizvodnji aluminijskih premaza, farmaceutskoj ambalaži i konzerviranju voća i povrća.

Trenutno se proizvodni proces CPP filmova uglavnom sastoji od koekstruzijskog lijevanja. Ovaj proizvodni proces sastoji se od više ekstrudera, višekanalnih distributera (obično poznatih kao "dodavači"), T-oblikovanih glava za rezanje, sustava lijevanja, horizontalnih sustava vuče, oscilatora i sustava za namatanje. Glavne karakteristike ovog proizvodnog procesa su dobar površinski sjaj, visoka ravnost, mala tolerancija debljine, dobre mehaničke performanse istezanja, dobra fleksibilnost i dobra transparentnost proizvedenih tankih filmova. Većina globalnih proizvođača CPP-a koristi metodu koekstruzijskog lijevanja za proizvodnju, a tehnologija opreme je zrela.

Od sredine 1980-ih, Kina je počela uvoditi stranu opremu za proizvodnju lijevanih filmova, ali većina njih su jednoslojne strukture i pripadaju primarnoj fazi. Nakon ulaska u 1990-e, Kina je uvela proizvodne linije za lijevane filmove od višeslojnih kopolimera iz zemalja poput Njemačke, Japana, Italije i Austrije. Ova uvezena oprema i tehnologije glavna su snaga kineske industrije lijevanih filmova. Glavni dobavljači opreme uključuju njemačke tvrtke Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer i austrijski Orchid. Od 2000. godine Kina je uvela naprednije proizvodne linije, a domaća oprema također je doživjela brzi razvoj.

Međutim, u usporedbi s međunarodnom naprednom razinom, još uvijek postoji određeni jaz u razini automatizacije, sustavu kontrole vaganja i ekstruzije, automatskom podešavanju glave za rezanje, kontroli debljine folije, online sustavu za oporavak rubnog materijala i automatskom namotavanju domaće opreme za lijevanje folije. Trenutno su glavni dobavljači opreme za CPP tehnologiju folije, između ostalih, njemački Bruckner, Leifenhauser i austrijski Lanzin. Ovi strani dobavljači imaju značajne prednosti u smislu automatizacije i drugih aspekata. Međutim, trenutni proces je već prilično zreo, a brzina poboljšanja tehnologije opreme je spora i praktički ne postoji prag za suradnju.

(5)Trenutno stanje i trendovi razvoja tehnologije akrilonitrila

Tehnologija oksidacije propilen amonijaka trenutno je glavni komercijalni proizvodni put za akrilonitril, a gotovo svi proizvođači akrilonitrila koriste BP (SOHIO) katalizatore. Međutim, postoje i mnogi drugi dobavljači katalizatora koje možete izabrati, kao što su Mitsubishi Rayon (prije Nitto) i Asahi Kasei iz Japana, Ascend Performance Material (prije Solutia) iz Sjedinjenih Država i Sinopec.

Više od 95% tvornica akrilonitrila diljem svijeta koristi tehnologiju oksidacije propilena i amonijaka (također poznatu kao Sohio proces) koju je pionirski razvio i razvio BP. Ova tehnologija koristi propilen, amonijak, zrak i vodu kao sirovine, a u reaktor ulazi u određenom omjeru. Pod djelovanjem katalizatora fosfora, molibdena, bizmuta ili antimona i željeza nanesenih na silikagel, akrilonitril se stvara na temperaturi od 400-500°C.℃i atmosferskog tlaka. Zatim, nakon niza koraka neutralizacije, apsorpcije, ekstrakcije, dehidrocijanacije i destilacije, dobiva se konačni produkt akrilonitrila. Jednosmjerni prinos ove metode može doseći 75%, a nusprodukti uključuju acetonitril, vodikov cijanid i amonijev sulfat. Ova metoda ima najveću industrijsku proizvodnu vrijednost.

Od 1984. godine, Sinopec je potpisao dugoročni ugovor s INEOS-om i ovlašten je za korištenje INEOS-ove patentirane tehnologije akrilonitrila u Kini. Nakon godina razvoja, Sinopec Šangajski institut za petrokemijska istraživanja uspješno je razvio tehnički put za oksidaciju propilen-amonijaka za proizvodnju akrilonitrila i izgradio drugu fazu projekta Sinopec Anqing Branch akrilonitrila kapaciteta 130 000 tona. Projekt je uspješno pušten u rad u siječnju 2014. godine, povećavajući godišnji proizvodni kapacitet akrilonitrila s 80 000 tona na 210 000 tona, postajući važan dio Sinopecove proizvodne baze akrilonitrila.

Trenutno, tvrtke diljem svijeta s patentima za tehnologiju oksidacije propilen-amonijaka uključuju BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical i Sinopec. Ovaj proizvodni proces je zreo i lako ga je nabaviti, a Kina je također postigla lokalizaciju ove tehnologije, a njezine performanse nisu inferiorne u odnosu na strane proizvodne tehnologije.

(6)Trenutno stanje i trendovi razvoja ABS tehnologije

Prema istraživanju, procesni put ABS uređaja uglavnom se dijeli na metodu cijepljenja losionom i metodu kontinuiranog rasutog materijala. ABS smola razvijena je na temelju modifikacije polistirenske smole. Godine 1947. američka tvrtka za gumu usvojila je proces miješanja kako bi postigla industrijsku proizvodnju ABS smole; Godine 1954. tvrtka BORG-WAMER u Sjedinjenim Državama razvila je ABS smolu polimeriziranu cijepljenjem losionom i ostvarila industrijsku proizvodnju. Pojava cijepljenja losionom potaknula je brzi razvoj ABS industrije. Od 1970-ih, tehnologija proizvodnog procesa ABS-a ušla je u razdoblje velikog razvoja.

Metoda cijepljenja losionom je napredni proizvodni proces koji uključuje četiri koraka: sintezu butadienskog lateksa, sintezu cijepljenog polimera, sintezu stirenskih i akrilonitrilnih polimera te naknadnu obradu miješanjem. Specifični tijek procesa uključuje PBL jedinicu, jedinicu za cijepljenje, SAN jedinicu i jedinicu za miješanje. Ovaj proizvodni proces ima visoku razinu tehnološke zrelosti i široko se primjenjuje u cijelom svijetu.

Trenutno, zrela ABS tehnologija uglavnom dolazi od tvrtki kao što su LG u Južnoj Koreji, JSR u Japanu, Dow u Sjedinjenim Državama, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. u Južnoj Koreji i Kellogg Technology u Sjedinjenim Državama, koje sve imaju vodeću globalnu razinu tehnološke zrelosti. Kontinuiranim razvojem tehnologije, proizvodni proces ABS-a također se stalno poboljšava. U budućnosti bi se mogli pojaviti učinkovitiji, ekološki prihvatljiviji i energetski štedljiviji proizvodni procesi, što bi donijelo više prilika i izazova razvoju kemijske industrije.

(7)Tehnički status i trend razvoja n-butanola

Prema opažanjima, glavna tehnologija za sintezu butanola i oktanola diljem svijeta je tekućefazni ciklički niskotlačni karbonilni sintezni proces. Glavne sirovine za ovaj proces su propilen i sintetski plin. Među njima, propilen uglavnom dolazi iz integrirane samoopskrbe, s jediničnom potrošnjom propilena između 0,6 i 0,62 tone. Sintetički plin se uglavnom priprema iz ispušnih plinova ili sintetičkog plina na bazi ugljena, s jediničnom potrošnjom između 700 i 720 kubičnih metara.

Tehnologija sinteze karbonila pod niskim tlakom koju je razvio Dow/David – proces cirkulacije tekuće faze – ima prednosti kao što su visoka stopa konverzije propilena, dugi vijek trajanja katalizatora i smanjene emisije triju vrsta otpada. Ovaj proces je trenutno najnaprednija proizvodna tehnologija i široko se koristi u kineskim poduzećima za butanol i oktanol.

S obzirom na to da je Dow/David tehnologija relativno zrela i da se može koristiti u suradnji s domaćim poduzećima, mnoga će poduzeća dati prioritet ovoj tehnologiji prilikom odabira ulaganja u izgradnju jedinica za butanol oktanol, a zatim će slijediti domaća tehnologija.

(8)Trenutno stanje i trendovi razvoja tehnologije poliakrilonitrila

Poliakrilonitril (PAN) se dobiva polimerizacijom akrilonitrila slobodnim radikalima i važan je međuprodukt u pripremi akrilonitrilnih vlakana (akrilnih vlakana) i ugljičnih vlakana na bazi poliakrilonitrila. Pojavljuje se u obliku bijelog ili blago žutog neprozirnog praha, s temperaturom staklastog prijelaza od oko 90℃Može se otopiti u polarnim organskim otapalima kao što su dimetilformamid (DMF) i dimetilsulfoksid (DMSO), kao i u koncentriranim vodenim otopinama anorganskih soli kao što su tiocijanat i perklorat. Priprava poliakrilonitrila uglavnom uključuje polimerizaciju u otopini ili vodenu taložnu polimerizaciju akrilonitrila (AN) s neionskim drugim monomerima i ionskim trećim monomerima.

Poliakrilonitril se uglavnom koristi za proizvodnju akrilnih vlakana, sintetičkih vlakana izrađenih od akrilonitrilnih kopolimera s masenim udjelom većim od 85%. Prema otapalima koja se koriste u proizvodnom procesu, mogu se razlikovati kao dimetil sulfoksid (DMSO), dimetil acetamid (DMAc), natrijev tiocijanat (NaSCN) i dimetil formamid (DMF). Glavna razlika između različitih otapala je njihova topljivost u poliakrilonitrilu, koja nema značajan utjecaj na specifični proces polimerizacije. Osim toga, prema različitim komonomerima, mogu se podijeliti na itakonsku kiselinu (IA), metil akrilat (MA), akrilamid (AM) i metil metakrilat (MMA) itd. Različiti komonomeri imaju različite učinke na kinetiku i svojstva produkta reakcija polimerizacije.

Proces agregacije može biti jednostupanjski ili dvostupanjski. Jednostupanjska metoda odnosi se na polimerizaciju akrilonitrila i komonomera u otopini odjednom, a produkti se mogu izravno pripremiti u otopinu za predenje bez odvajanja. Pravilo dvostupanjskog postupka odnosi se na suspenzijsku polimerizaciju akrilonitrila i komonomera u vodi kako bi se dobio polimer, koji se zatim odvaja, ispire, dehidrira i poduzimaju drugi koraci za formiranje otopine za predenje. Trenutno je globalni proces proizvodnje poliakrilonitrila u osnovi isti, s razlikom u metodama nizvodne polimerizacije i komonomerima. Trenutno se većina poliakrilonitrilnih vlakana u raznim zemljama svijeta izrađuje od ternarnih kopolimera, pri čemu akrilonitril čini 90%, a dodatak drugog monomera kreće se od 5% do 8%. Svrha dodavanja drugog monomera je poboljšanje mehaničke čvrstoće, elastičnosti i teksture vlakana, kao i poboljšanje performansi bojenja. Uobičajeno korištene metode uključuju MMA, MA, vinil acetat itd. Dodana količina trećeg monomera je 0,3% -2%, s ciljem uvođenja određenog broja hidrofilnih skupina boja kako bi se povećao afinitet vlakana s bojama, koje se dijele na kationske skupine boja i kisele skupine boja.

Trenutno je Japan glavni predstavnik globalnog procesa proizvodnje poliakrilonitrila, a slijede ga zemlje poput Njemačke i Sjedinjenih Američkih Država. Reprezentativna poduzeća uključuju Zoltek, Hexcel, Cytec i Aldila iz Japana, Dongbang, Mitsubishi iz Sjedinjenih Američkih Država, SGL iz Njemačke i Formosa Plastics Group iz Tajvana, Kine i Kine. Trenutno je globalna tehnologija proizvodnog procesa poliakrilonitrila zrela i nema puno prostora za poboljšanje proizvoda.