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

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

Prema našem istraživanju, postoje različiti načini proizvodnje polipropilena (PP) u Kini, među kojima najvažniji procesi uključuju domaći ekološki postupak cijevi, Unipol proces tvrtke Daoju, Spheriol proces tvrtke LyondellBasell, Innovene proces tvrtke Ineos, Novolen proces Nordic Chemical Company i Spherizone proces LyondellBasell Company.Ovi procesi također su široko prihvaćeni od strane kineskih PP poduzeća.Ove tehnologije uglavnom kontroliraju stopu pretvorbe propilena u rasponu od 1,01-1,02.

Domaći proces prstenastih cijevi usvaja neovisno razvijen ZN katalizator, kojim trenutno dominira druga generacija tehnologije procesa prstenastih cijevi.Ovaj se proces temelji na neovisno razvijenim katalizatorima, tehnologiji asimetričnog donora elektrona i tehnologiji binarne nasumične kopolimerizacije propilen butadiena i može proizvesti homopolimerizaciju, nasumčnu kopolimerizaciju etilen propilena, nasumčnu kopolimerizaciju propilen butadiena i kopolimerizaciju PP otpornu na udarce.Na primjer, tvrtke kao što su Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Lines i Maoming Second Line sve su primijenile ovaj proces.S povećanjem novih proizvodnih pogona u budućnosti, očekuje se da će ekološki postupak cijevi treće generacije postupno postati dominantan domaći ekološki postupak cijevi.

Unipol proces može industrijski proizvoditi homopolimere, s rasponom protoka taline (MFR) od 0,5~100g/10min.Osim toga, maseni udio monomera kopolimera etilena u slučajnim kopolimerima može doseći 5,5%.Ovaj proces također može proizvesti industrijalizirani slučajni kopolimer propilena i 1-butena (trgovački naziv CE-FOR), s masenim udjelom gume do 14%.Maseni udio etilena u udarnom kopolimeru proizvedenom Unipol postupkom 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 homopolimerne proizvode sa širokim rasponom protoka taline (MFR), koji može doseći 0,5-100 g/10 min.Žilavost proizvoda veća je nego kod drugih procesa polimerizacije u plinskoj fazi.MFR proizvoda slučajnog kopolimera je 2-35 g/10 min, s masenim udjelom etilena u rasponu od 7% do 8%.MFR kopolimernih proizvoda otpornih na udarce je 1-35 g/10 min, s masenim udjelom etilena u rasponu od 5% do 17%.

Trenutačno je glavna tehnologija proizvodnje PP-a u Kini vrlo zrela.Uzimajući kao primjer poduzeća s polipropilenom na bazi nafte, nema značajne razlike u potrošnji proizvodne jedinice, troškovima obrade, dobiti itd. između svakog poduzeća.Iz perspektive proizvodnih kategorija obuhvaćenih različitim procesima, glavni procesi mogu pokriti cijelu kategoriju proizvoda.Međutim, s obzirom na stvarne kategorije proizvodnje postojećih poduzeća, postoje značajne razlike u PP proizvodima među različitim poduzećima zbog čimbenika kao što su geografski položaj, tehnološke prepreke 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 butilakrilat i druge proizvode.Prema istraživanju, postoje različiti proizvodni procesi za akrilnu kiselinu, uključujući metodu kloroetanola, metodu cijanoetanola, visokotlačnu Reppe metodu, enonsku metodu, poboljšanu Reppe metodu, metodu formaldehid etanola, metodu hidrolize akrilonitrila, etilensku metodu, metodu propilen oksidacije i biološku metoda.Iako postoje različite tehnike pripreme akrilne kiseline, a većina ih je primijenjena u industriji, najčešći proizvodni proces u svijetu još uvijek je izravna oksidacija propilena u akrilnu kiselinu.

Sirovine za proizvodnju akrilne kiseline oksidacijom propilena uglavnom uključuju vodenu paru, zrak i propilen.Tijekom proizvodnog procesa, ovo troje prolazi kroz oksidacijske reakcije kroz sloj katalizatora u određenom omjeru.Propilen se najprije oksidira u akrolein u prvom reaktoru, a zatim se dalje oksidira u akrilnu kiselinu u drugom reaktoru.Vodena para ima ulogu razrjeđivača u ovom procesu, izbjegavajući pojavu eksplozija i potiskujući stvaranje nuspojava.Međutim, osim proizvodnje akrilne kiseline, ovaj reakcijski proces također proizvodi octenu kiselinu i ugljikove okside zbog nusreakcija.

Prema istraživanju Pingtou Gea, ključ tehnologije procesa oksidacije akrilne kiseline leži u odabiru katalizatora.Trenutno, tvrtke koje mogu ponuditi 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 Američkim Državama važan je proces za proizvodnju akrilne kiseline oksidacijom propilena, karakteriziran istodobnim uvođenjem propilena, zraka i vodene pare u dva serijski povezana reaktora s fiksnim slojem, te korištenjem Mo Bi i Mo-V višekomponentnog metala oksidi kao katalizatori, respektivno.Prema ovoj metodi, jednosmjerni prinos akrilne kiseline može doseći oko 80% (molarni omjer).Prednost Sohio metode je u tome što dva reaktora u nizu mogu produžiti životni vijek katalizatora, do 2 godine.Međutim, ova metoda ima nedostatak da se neizreagirani propilen ne može povratiti.

BASF metoda: Od kasnih 1960-ih, BASF provodi istraživanje o proizvodnji akrilne kiseline oksidacijom propilena.BASF metoda koristi Mo Bi ili Mo Co katalizatore za reakciju oksidacije propilena, a jednosmjerni prinos dobivenog 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).Životni vijek katalizatora BASF metode može doseći 4 godine, a proces je jednostavan.Međutim, ova metoda ima nedostatke kao što su visoko vrelište otapala, često čišćenje opreme i visoka ukupna potrošnja energije.

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

(3)Trenutno stanje i razvojni trendovi tehnologije butil akrilata

Butilakrilat je bezbojna prozirna tekućina koja je netopljiva u vodi i može se miješati s etanolom i eterom.Ovaj spoj treba čuvati u hladnom i prozračenom skladištu.Akrilna kiselina i njezini esteri naširoko se koriste u industriji.Ne koriste se samo za proizvodnju mekih monomera ljepila na bazi akrilatnih otapala i losiona, već se također mogu homopolimerizirati, kopolimerizirati i graft kopolimerizirati da postanu polimerni monomeri i koriste se kao intermedijeri organske sinteze.

Trenutačno proizvodni proces butilakrilata uglavnom uključuje reakciju akrilne kiseline i butanola u prisutnosti toluensulfonske kiseline kako bi se dobili butilakrilat i voda.Reakcija esterifikacije koja je uključena u ovaj proces tipična je reverzibilna reakcija, a vrelišta akrilne kiseline i produkta butilakrilata vrlo su bliska.Stoga je teško odvojiti akrilnu kiselinu destilacijom, a neizreagirana akrilna kiselina ne može se reciklirati.

Ovaj proces se naziva metoda esterifikacije butil akrilata, uglavnom od Instituta za istraživanje petrokemijskog inženjerstva Jilin i drugih srodnih institucija.Ova tehnologija je već vrlo zrela, a kontrola potrošnje jedinice za akrilnu kiselinu i n-butanol je vrlo precizna, može kontrolirati potrošnju jedinice unutar 0,6.Štoviše, ova je tehnologija već ostvarila suradnju i prijenos.

(4)Trenutno stanje i trendovi razvoja CPP tehnologije

CPP folija se izrađuje od polipropilena kao glavne sirovine kroz specifične metode obrade kao što je lijevanje pod pritiskom u obliku slova T.Ovaj film ima izvrsnu otpornost na toplinu i, zbog svojstvenih svojstava brzog hlađenja, može stvoriti izvrsnu glatkoću i prozirnost.Stoga, za aplikacije pakiranja koje zahtijevaju visoku jasnoću, CPP folija je poželjan materijal.Najraširenija uporaba CPP folije je u pakiranju hrane, kao iu proizvodnji aluminijske presvlake, farmaceutskoj ambalaži te konzerviranju voća i povrća.

Trenutačno je proizvodni proces CPP filmova uglavnom koekstruzijsko lijevanje.Ovaj proizvodni proces sastoji se od višestrukih ekstrudera, višekanalnih distributera (općenito poznatih kao "dodavači"), glava kalupa u obliku slova T, sustava za lijevanje, horizontalnih vučnih sustava, oscilatora i sustava za namatanje.Glavne karakteristike ovog proizvodnog procesa su dobar površinski sjaj, visoka ravnost, mala tolerancija debljine, dobra mehanička izvedba istezanja, dobra fleksibilnost i dobra prozirnost proizvedenih tankoslojnih proizvoda.Većina svjetskih proizvođača CPP-a koristi metodu koekstruzijskog lijevanja za proizvodnju, a tehnologija opreme je zrela.

Od sredine 1980-ih, Kina je počela uvoditi inozemnu opremu za proizvodnju filmova za lijevanje, ali većina njih su jednoslojne strukture i pripadaju primarnoj fazi.Nakon ulaska u 1990-e, Kina je uvela proizvodne linije višeslojnog kopolimernog lijevanog filma iz zemalja kao što su Njemačka, Japan, Italija i Austrija.Ova uvezena oprema i tehnologije glavna su snaga kineske glumačke filmske industrije.Glavni dobavljači opreme su njemački Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer i austrijski Orchid.Od 2000. Kina je uvela naprednije proizvodne linije, a oprema domaće proizvodnje također je doživjela brzi razvoj.

Međutim, u usporedbi s međunarodnom naprednom razinom, još uvijek postoji određeni jaz u razini automatizacije, sustavu ekstruzije za kontrolu vaganja, automatskom podešavanju glave matrice za kontrolu debljine filma, mrežnom sustavu za oporavak rubnog materijala i automatskom namatanju domaće opreme za lijevanje filmova.Trenutačno, među ostalima, glavni dobavljači opreme za CPP filmsku tehnologiju su 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 u osnovi ne postoji prag za suradnju.

(5)Trenutno stanje i razvojni trendovi tehnologije akrilonitrila

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

Više od 95% tvornica akrilonitrila diljem svijeta koristi tehnologiju oksidacije propilen amonijaka (poznatu i kao sohio proces) koju je uveo i razvio BP.Ova tehnologija kao sirovine koristi propilen, amonijak, zrak i vodu, koji u određenom omjeru ulaze u reaktor.Pod djelovanjem katalizatora fosfora, molibdena, bizmuta ili antimona, željeza nanesenih na silikagel, nastaje akrilonitril na temperaturi od 400-500 °C.℃i atmosferski tlak.Zatim, nakon niza koraka neutralizacije, apsorpcije, ekstrakcije, dehidrocijanacije i destilacije, dobiva se konačni proizvod akrilonitrila.Jednosmjerni prinos ove metode može doseći 75%, a nusproizvodi uključuju acetonitril, vodikov cijanid i amonijev sulfat.Ova metoda ima najveću vrijednost industrijske proizvodnje.

Od 1984. Sinopec je potpisao dugoročni ugovor s INEOS-om i ovlašten je koristiti INEOS-ovu patentiranu tehnologiju akrilonitrila u Kini.Nakon godina razvoja, Sinopec Shanghai Petrochemical Research Institute uspješno je razvio tehnički put za oksidaciju propilen amonijaka za proizvodnju akrilonitrila i konstruirao drugu fazu Sinopec Anqing Branch projekta akrilonitrila od 130 000 tona.Projekt je uspješno pušten u rad u siječnju 2014., čime je godišnji proizvodni kapacitet akrilonitrila povećan s 80 000 tona na 210 000 tona, postavši 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 niže od stranih proizvodnih tehnologija.

(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 gumarska tvrtka usvojila je postupak miješanja kako bi postigla industrijsku proizvodnju ABS smole;Godine 1954. tvrtka BORG-WAMER u Sjedinjenim Američkim Državama razvila je losion graft polimeriziranu ABS smolu i ostvarila industrijsku proizvodnju.Pojava cijepljenja losionom promicala 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 butadien lateksa, sintezu cijepljenog polimera, sintezu polimera stirena i akrilonitrila i naknadnu obradu miješanjem.Specifični tijek procesa uključuje jedinicu PBL, jedinicu za cijepljenje, jedinicu SAN i jedinicu za miješanje.Ovaj proizvodni proces ima visoku razinu tehnološke zrelosti i široko je primijenjen u cijelom svijetu.

Trenutačno 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, sve koji imaju globalnu vodeću razinu tehnološke zrelosti.Uz kontinuirani razvoj tehnologije, proizvodni proces ABS-a također se stalno poboljšava i poboljšava.U budućnosti bi se mogli pojaviti učinkovitiji, ekološki prihvatljiviji i energetski štedljiviji proizvodni procesi, koji će donijeti više mogućnosti i izazova za razvoj kemijske industrije.

(7)Tehnički status i trend razvoja n-butanola

Prema opažanjima, glavna tehnologija za sintezu butanola i oktanola u cijelom svijetu je ciklički proces sinteze karbonila u tekućoj fazi pod niskim tlakom.Glavne sirovine za ovaj proces su propilen i sintezni plin.Među njima, propilen uglavnom dolazi iz integrirane samoopskrbe, s jediničnom potrošnjom propilena između 0,6 i 0,62 tone.Sintetski plin većinom se priprema iz ispušnog plina ili sintetskog plina na bazi ugljena, s jediničnom potrošnjom između 700 i 720 kubnih metara.

Tehnologija sinteze karbonila pod niskim pritiskom koju je razvio Dow/David – proces cirkulacije tekuće faze ima prednosti kao što su visoka stopa pretvorbe propilena, dug životni vijek katalizatora i smanjene emisije tri otpada.Ovaj proces trenutno je najnaprednija proizvodna tehnologija i naširoko 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 prednost dati ovoj tehnologiji pri odabiru ulaganja u izgradnju butanol oktanol jedinica, a zatim domaćoj tehnologiji.

(8)Trenutačni status i trendovi razvoja tehnologije poliakrilonitrila

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

Poliakrilonitril se uglavnom koristi za proizvodnju akrilnih vlakana, koja su sintetička vlakna izrađena od kopolimera akrilonitrila s masenim postotkom većim od 85%.Prema otapalima koja se koriste u procesu proizvodnje, razlikuju se dimetil sulfoksid (DMSO), dimetil acetamid (DMAc), natrijev tiocijanat (NaSCN) i dimetil formamid (DMF).Glavna razlika između različitih otapala je njihova topljivost u poliakrilonitrilu, što nema značajan utjecaj na konkretan proizvodni 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 proizvoda reakcija polimerizacije.

Proces agregacije može biti jednofazni ili dvofazni.Metoda jednog koraka odnosi se na polimerizaciju akrilonitrila i komonomera u stanju otopine odjednom, a proizvodi se mogu izravno pripremiti u otopinu za predenje bez odvajanja.Pravilo dva koraka odnosi se na suspenzijsku polimerizaciju akrilonitrila i komonomera u vodi kako bi se dobio polimer, koji se odvaja, ispire, dehidrira i drugi koraci da se formira otopina za predenje.Trenutačno je globalni proizvodni proces poliakrilonitrila u osnovi isti, s razlikom u nizvodnim metodama polimerizacije i komonomerima.Trenutačno se većina poliakrilonitrilnih vlakana u raznim zemljama diljem svijeta izrađuje od ternarnih kopolimera, pri čemu akrilonitril čini 90%, a dodatak drugog monomera u rasponu od 5% do 8%.Svrha dodavanja drugog monomera je povećati mehaničku čvrstoću, elastičnost i teksturu vlakana, kao i poboljšati učinak bojenja.Uobičajeno korištene metode uključuju MMA, MA, vinil acetat, itd. Dodatna količina trećeg monomera je 0,3% -2%, s ciljem uvođenja određenog broja hidrofilnih skupina boja kako bi se povećao afinitet vlakana s bojama, koje su podijeljeni u skupine kationskih boja i skupine kiselih boja.

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