Aquest article analitzarà els principals productes de la cadena de la indústria C3 de la Xina i la direcció de recerca i desenvolupament actual de la tecnologia.

(1)L’estat actual i les tendències de desenvolupament de la tecnologia de polipropilè (PP)

Segons la nostra investigació, hi ha diverses maneres de produir polipropilè (PP) a la Xina, entre els quals els processos més importants inclouen el procés de canonades mediambientals domèstiques, el procés Unipol de la companyia Daoju, el procés de Spheriol de Lyondellbasell Company, Procés Innovene of Ineos Company, Novellen Process, procés de Nordic Chemical Company i Spherizone Process de Lyondellbasell Company. Aquests processos també són àmpliament adoptats per les empreses del PP xinès. Aquestes tecnologies controlen principalment la taxa de conversió del propilè dins del rang de 1.01-1.02.

El procés domèstic de canonades d'anells adopta el catalitzador ZN desenvolupat de manera independent, actualment dominat per la tecnologia de processos de canonades d'anells de segona generació. Aquest procés es basa en catalitzadors desenvolupats de manera independent, tecnologia de donants d’electrons asimètrics i tecnologia de copolimerització aleatòria binària de propilè butadiene i pot produir una homopolimerització, una copolimerització aleatòria de l’etilè propilè, la copolimerització aleatòria de propilè butadiè i una copolimerització resistent a l’impacte PP. Per exemple, empreses com Shanghai Petroquímica tercera línia, Zhenhai Refining i Chemical First and Second Lines, i la segona línia de Maoming han aplicat aquest procés. Amb l’augment de les noves instal·lacions de producció en el futur, s’espera que el procés de canonades ambientals de tercera generació es converteixi gradualment en el procés domèstic ambiental domèstic.

El procés Unipol pot produir industrialment homopolímers, amb un rang de cabal de fusió (MFR) de 0,5 ~ 100g/10min. A més, la fracció de massa de monòmers de copolímer d’etilè en copolímers aleatoris pot arribar al 5,5%. Aquest procés també pot produir un copolímer aleatori industrialitzat de propilè i 1-butè (nom comercial CE-for), amb una fracció de massa de goma de fins a un 14%. La fracció de massa d’etilè en el copolímer d’impacte produït pel procés Unipol pot arribar al 21% (la fracció de massa de cautxú és del 35%). El procés s’ha aplicat a les instal·lacions d’empreses com Fushun Petroquímica i Sichuan Petroquímica.

El procés Innovene pot produir productes d’homopolímer amb una àmplia gamma de cabals de fusió (MFR), que poden arribar a 0,5-100g/10 minuts. La seva duresa del producte és superior a la d’altres processos de polimerització en fase gasosa. La MFR de productes de copolímer aleatori és de 2-35g/10min, amb una fracció massiva d’etilè que oscil·la entre el 7% i el 8%. La MFR de productes de copolímer resistents a l'impacte és de 1-35g/10 minuts, amb una fracció massiva d'etilè que va del 5% al ​​17%.

Actualment, la tecnologia de producció principal de PP a la Xina és molt madura. Prenent com a exemple les empreses de polipropilè a base d’oli, no hi ha cap diferència significativa en el consum d’unitats de producció, els costos de processament, els beneficis, etc., entre cada empresa. Des de la perspectiva de les categories de producció cobertes per diferents processos, els processos principals poden cobrir tota la categoria de productes. No obstant això, tenint en compte les categories de sortida reals de les empreses existents, hi ha diferències significatives en els productes PP entre diferents empreses a causa de factors com la geografia, les barreres tecnològiques i les matèries primeres.

(2)Tendències actuals i de desenvolupament de la tecnologia de l’àcid acrílic

L’àcid acrílic és una important matèria primera química orgànica àmpliament utilitzada en la producció d’adhesius i recobriments solubles en aigua, i també es processa habitualment en acrilat de butil i altres productes. Segons la investigació, hi ha diversos processos de producció per a l’àcid acrílic, inclosos el mètode de cloroetanol, el mètode de cianoethanol, el mètode de Reppe d’alta pressió, el mètode Enone, el mètode Reppe millorat, el mètode formaldehid etanol, el mètode d’hidròlisi d’acrilonitril, el mètode d’etilè, l’oxidació de proilè i el bec Mètode. Tot i que hi ha diverses tècniques de preparació per a l’àcid acrílic, i la majoria s’han aplicat a la indústria, el procés de producció més gran a tot el món és l’oxidació directa del propilè a l’àcid acrílic.

Les matèries primeres per produir àcid acrílic mitjançant l’oxidació de propilè inclouen principalment vapor d’aigua, aire i propilè. Durant el procés de producció, aquests tres es sotmeten a reaccions d’oxidació a través del llit del catalitzador en una proporció determinada. El propilè s’oxida primer a l’acroleïna al primer reactor, i després s’oxida encara més a l’àcid acrílic al segon reactor. El vapor d’aigua té un paper de dilució en aquest procés, evitant l’aparició d’explosions i suprimint la generació de reaccions laterals. Tot i això, a més de produir àcid acrílic, aquest procés de reacció també produeix àcid acètic i òxids de carboni a causa de les reaccions laterals.

Segons la investigació de Pingtou Ge, la clau de la tecnologia del procés d’oxidació de l’àcid acrílic rau en la selecció de catalitzadors. Actualment, les empreses que poden proporcionar tecnologia d’àcid acrílic mitjançant l’oxidació de propilè inclouen Sohio als Estats Units, Japó Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company al Japó, BASF a Alemanya i Japan Chemical Technology.

El procés de Sohio als Estats Units és un procés important per produir àcid acrílic mitjançant l’oxidació de propilè, caracteritzat per introduir simultàniament el propilè, l’aire i el vapor d’aigua en reactors de llit fixos connectats de dues sèries i mitjançant el metall multi-component Mo Bi i Mo-V Els òxids com a catalitzadors, respectivament. Sota aquest mètode, el rendiment únic d’àcid acrílic pot arribar al voltant del 80% (proporció molar). L’avantatge del mètode Sohio és que dos reactors de la sèrie poden augmentar la vida útil del catalitzador, fins a dos anys. Tot i això, aquest mètode té l’inconvenient que no es pot recuperar el propilè no reaccionat.

Mètode BASF: Des de finals dels anys seixanta, BASF ha estat investigant sobre la producció d’àcid acrílic mitjançant l’oxidació de propilè. El mètode BASF utilitza catalitzadors Mo Bi o Mo CO per a la reacció d’oxidació de propilè i el rendiment únic d’acroleïna obtinguda pot arribar al voltant del 80% (proporció molar). Posteriorment, utilitzant catalitzadors basats en Mo, W, V i Fe, l’acroleïna es va oxidar encara més a l’àcid acrílic, amb un rendiment màxim d’un sol sentit d’un 90% (proporció molar). La vida catalitzadora del mètode BASF pot arribar a 4 anys i el procés és senzill. Tot i això, aquest mètode té inconvenients com el punt d’ebullició elevat de dissolvents, la neteja freqüent d’equips i el consum d’energia global elevat.

Mètode catalitzador japonès: també s’utilitzen dos reactors fixos en sèrie i un sistema de separació de set torres que coincideix. El primer pas és infiltrar -se a l’element CO al catalitzador de Mo Bi com a catalitzador de reacció, i després utilitzar els òxids metàl·lics compostos Mo, V i Cu com a catalitzadors principals del segon reactor, recolzat per sílice i monòxid de plom. Sota aquest procés, el rendiment únic d’àcid acrílic és d’aproximadament el 83-86% (proporció molar). El mètode catalitzador japonès adopta un reactor de llit fix apilat i un sistema de separació de 7 torres, amb catalitzadors avançats, un alt rendiment global i un baix consum d’energia. Actualment, aquest mètode és un dels processos de producció més avançats, al mateix temps del procés Mitsubishi al Japó.

(3)Tendències actuals i de desenvolupament de la tecnologia acrilat de butil

L’acrilat de butil és un líquid transparent incolor que és insoluble en aigua i que es pot barrejar amb etanol i èter. Aquest compost s’ha d’emmagatzemar en un magatzem fresc i ventilat. L’àcid acrílic i els seus èsters s’utilitzen àmpliament a la indústria. No només s’utilitzen per fabricar monòmers suaus d’adhesius basats en dissolvents d’acrilat i basats en la loció, sinó que també es poden homopolimeritzar, copolimeritzar i empeltar copolimeritzats per convertir -se en monòmers de polímer i utilitzar -los com a intermedis de síntesi orgànica.

Actualment, el procés de producció d’acrilat de butil implica principalment la reacció de l’àcid acrílic i el butanol en presència d’àcid sulfonic toluen per generar aigua i acrilat de butil. La reacció d’esterificació implicada en aquest procés és una reacció reversible típica i els punts d’ebullició de l’àcid acrílic i el producte acrilat de butil estan molt a prop. Per tant, és difícil separar l’àcid acrílic mitjançant la destil·lació i no es pot reciclar l’àcid acrílic no reaccionat.

Aquest procés s’anomena mètode d’esterificació d’acrilat de butil, principalment de l’Institut de Recerca en Enginyeria Petroquímica Jilin i d’altres institucions relacionades. Aquesta tecnologia ja és molt madura i el control de consum d’unitat per a l’àcid acrílic i el n-butanol és molt precís, capaç de controlar el consum d’unitat dins de 0,6. A més, aquesta tecnologia ja ha aconseguit la cooperació i la transferència.

(4)Tendències actuals i de desenvolupament de la tecnologia CPP

La pel·lícula CPP està fabricada amb polipropilè com la principal matèria primera mitjançant mètodes de processament específics com la colada d’extrusió en forma de T en forma de T. Aquesta pel·lícula té una excel·lent resistència a la calor i, a causa de les seves propietats de refrigeració ràpida inherents, pot formar una excel·lent suavitat i transparència. Per tant, per a aplicacions d’embalatge que requereixen una gran claredat, CPP Film és el material preferit. L’ús més estès de la pel·lícula CPP és en els envasos d’aliments, així com en la producció de recobriment d’alumini, envasos farmacèutics i preservació de fruites i verdures.

Actualment, el procés de producció de CPP Films és principalment el càsting d’extrusió. Aquest procés de producció consisteix en múltiples extrusors, distribuïdors de múltiples canals (comunament coneguts com a "alimentadors"), capçals de matrius en forma de T, sistemes de fosa, sistemes de tracció horitzontal, oscil·ladors i sistemes de bobinatge. Les principals característiques d’aquest procés de producció són una bona brillantor de superfície, una gran plana, una petita tolerància de gruix, un bon rendiment d’extensió mecànica, una bona flexibilitat i una bona transparència dels productes de pel·lícula fina produïdes. La majoria dels fabricants mundials de CPP utilitzen el mètode de colada d’extrusió de CO per a la producció i la tecnologia d’equips és madura.

Des de mitjans dels anys vuitanta, la Xina ha començat a introduir equips de producció de cinema de càsting estranger, però la majoria són estructures d’una sola capa i pertanyen a l’escenari primari. Després d’entrar a la dècada de 1990, la Xina va introduir línies de producció de cinema de polímer de polímer de multicapa de països com Alemanya, Japó, Itàlia i Àustria. Aquests equips i tecnologies importats són la força principal de la indústria cinematogràfica de la Xina. Els principals proveïdors d’equips inclouen Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer i Orquídia d’Àustria. Des del 2000, la Xina ha introduït línies de producció més avançades i els equips produïts al país també han experimentat un ràpid desenvolupament.

No obstant això, en comparació amb el nivell avançat internacional, encara hi ha una certa bretxa en el nivell d'automatització, el sistema d'extrusió de control de control automàtic, el gruix de la pel·lícula de control de capçalera de matrius, el sistema de recuperació de materials en línia i el bobinat automàtic dels equips de cinema domèstic. Actualment, els principals proveïdors d’equips de tecnologia CPP inclouen Bruckner, Leifenhauser i Lanzin d’Austria, entre d’altres. Aquests proveïdors estrangers tenen avantatges importants en termes d’automatització i d’altres aspectes. Tot i això, el procés actual ja és força madur i la velocitat de millora de la tecnologia dels equips és lenta i, bàsicament, no hi ha cap llindar per a la cooperació.

(5)Tendències actuals de l'estat i el desenvolupament de la tecnologia d'acrylonitrile

La tecnologia d’oxidació de propilè amoníac és actualment la principal via de producció comercial per a l’acrilonitril, i gairebé tots els fabricants d’acrilonitril utilitzen catalitzadors BP (SOHIO). Tanmateix, també hi ha molts altres proveïdors de catalitzadors per triar, com Mitsubishi Rayon (abans Nitto) i Asahi Kasei del Japó, Ascend Performance Material (abans Solutia) dels Estats Units i Sinopec.

Més del 95% de les plantes d'acrilonitril utilitzen a tot el món la tecnologia d'oxidació de propilè amoníac (també coneguda com a procés Sohio) pionera i desenvolupada per BP. Aquesta tecnologia utilitza propilè, amoníac, aire i aigua com a matèries primeres, i entra al reactor en una proporció determinada. Sota l’acció del fòsfor molibdè bismut o catalitzadors de ferro antimoni recolzats en gel de sílice, l’acrilonitril es genera a una temperatura de 400-500℃i pressió atmosfèrica. A continuació, després d’una sèrie de neutralització, absorció, extracció, deshidrocianació i destil·lació, s’obté el producte final de l’acrilonitril. El rendiment únic d’aquest mètode pot arribar al 75%i els subproductes inclouen acetonitril, cianur d’hidrogen i sulfat d’amoni. Aquest mètode té el valor de producció industrial més alt.

Des de 1984, Sinopec ha signat un acord a llarg termini amb INEOS i ha estat autoritzat a utilitzar la tecnologia paterlonitril patentada d’INEOS a la Xina. Després d’anys de desenvolupament, l’Institut de Recerca Petroquímica de Sinopec Shanghai ha desenvolupat amb èxit una via tècnica per a l’oxidació de propileni amoníac per produir acrilonitril i ha construït la segona fase del projecte d’acrilonitril de 130000 tones de Sinopec Anqing Branch. El projecte es va posar en funcionament amb èxit el gener del 2014, augmentant la capacitat de producció anual de l’acrilonitril des de 80000 tones fins a 210000 tones, convertint -se en una part important de la base de producció d’acrilonitril de Sinopec.

Actualment, les empreses de tot el món amb patents per a la tecnologia d’oxidació de l’amoníac propileni inclouen BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical i Sinopec. Aquest procés de producció és madur i fàcil d’obtenir, i la Xina també ha aconseguit la localització d’aquesta tecnologia i el seu rendiment no és inferior a les tecnologies de producció estrangera.

(6)Tendències actuals i de desenvolupament de la tecnologia ABS

Segons la investigació, la ruta del procés del dispositiu ABS es divideix principalment en mètode d’empelt de loció i mètode massiu continu. La resina ABS es va desenvolupar a partir de la modificació de la resina de poliestirè. El 1947, la American Rubber Company va adoptar el procés de combinació per aconseguir la producció industrial de resina ABS; El 1954, la companyia Borg-Wamer als Estats Units va desenvolupar la resina ABS polimeritzada per empelt de loció i es va realitzar la producció industrial. L’aparició de l’empelt de la loció va promoure el ràpid desenvolupament de la indústria de l’ABS. Des de la dècada de 1970, la tecnologia del procés de producció de l’ABS ha entrat en un període de gran desenvolupament.

El mètode d’empelt de la loció és un procés de producció avançat, que inclou quatre passos: la síntesi del làtex de butadiè, la síntesi de polímer d’empelt, la síntesi d’estirè i polímers d’acrilonitril i el post-tractament de la combinació. El flux de procés específic inclou la unitat PBL, la unitat d’empelt, la unitat SAN i la unitat de combinació. Aquest procés de producció té un alt nivell de maduresa tecnològica i s’ha aplicat àmpliament a tot el món.

Actualment, la tecnologia ABS madura prové principalment d’empreses com LG a Corea del Sud, JSR al Japó, Dow als Estats Units, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. a Corea del Sud i Kellogg Technology als Estats Units, tots els de que tenen un nivell global de maduresa tecnològica. Amb el desenvolupament continu de la tecnologia, el procés de producció d’ABS també millora i millora constantment. En el futur, poden aparèixer processos de producció més eficients, respectuosos amb el medi ambient i que estalvien energia, aportant més oportunitats i reptes al desenvolupament de la indústria química.

(7)L’estat tècnic i la tendència de desenvolupament de N-Butanol

Segons les observacions, la tecnologia principal per a la síntesi de butanol i octanol a tot el món és el procés de síntesi de carbonil de baixa pressió cíclica en fase líquida. Les principals matèries primeres d’aquest procés són el gas de propilè i síntesi. Entre ells, el propilen prové principalment d’auto -subministrament integrat, amb un consum unitari de propilè entre 0,6 i 0,62 tones. El gas sintètic es prepara principalment a partir de gasos d’escapament o gas sintètic a base de carbó, amb un consum d’unitat entre 700 i 720 metres cúbics.

La tecnologia de síntesi de carbonil de baixa pressió desenvolupada pel procés de circulació en fase líquida Dow/David té avantatges com ara una elevada taxa de conversió de propilè, una llarga vida al servei de catalitzador i una reducció d’emissions de tres residus. Actualment, aquest procés és la tecnologia de producció més avançada i s’utilitza àmpliament a les empreses xineses Butanol i Octanol.

Tenint en compte que la tecnologia Dow/David és relativament madura i es pot utilitzar en cooperació amb empreses domèstiques, moltes empreses prioritzaran aquesta tecnologia quan opten per invertir en la construcció d’unitats d’octanol de butanol, seguides de tecnologia domèstica.

(8)Tendències actuals i de desenvolupament de la tecnologia de poliacrilonitril

El poliacrilonitril (PAN) s’obté mitjançant la polimerització radical lliure d’acrilonitril i és un intermedi important en la preparació de fibres acrilonitriles (fibres acríliques) i fibres de carboni basades en poliacrilonitril. Apareix en una forma de pols opaca blanca o lleugerament groga, amb una temperatura de transició de vidre d’uns 90℃. Es pot dissoldre en dissolvents orgànics polars com la dimetilformamida (DMF) i el dimetil sulfoxid (DMSO), així com en solucions aquoses concentrades de sals inorgàniques com el tiocianat i el perclorat. La preparació de poliacrilonitril implica principalment polimerització de solucions o polimerització de precipitacions aquoses de l’acrilonitril (AN) amb segon monòmers no iònics i tercers iònics.

El poliacrilonitril s’utilitza principalment per fabricar fibres acríliques, que són fibres sintètiques elaborades a partir de copolímers acrilonitrils amb un percentatge de massa de més del 85%. Segons els dissolvents utilitzats en el procés de producció, es poden distingir com a dimetil sulfoxid (DMSO), acetamida de dimetil (DMAC), tiocianat de sodi (NASCN) i dimetil formamida (DMF). La diferència principal entre diversos dissolvents és la seva solubilitat en el poliacrilonitril, que no té un impacte significatiu en el procés específic de producció de polimerització. A més, segons els diferents comonomers, es poden dividir en àcid itacònic (IA), acrilat de metil (MA), acrilamida (AM) i metacrilat de metil (MMA), etc. Diferents monòmers tenen diferents efectes sobre la cinètica i Propietats del producte de les reaccions de polimerització.

El procés d’agregació pot ser d’un o dos passos. Un mètode de pas fa referència a la polimerització d’acrilonitril i comonomers en un estat de solució alhora, i els productes es poden preparar directament en solució de filatura sense separació. La regla en dos passos fa referència a la polimerització de suspensió d’acrilonitril i comonomers en aigua per obtenir el polímer, que es separa, es renta, deshidratat i altres passos per formar la solució de filatura. Actualment, el procés de producció global de poliacrilonitril és bàsicament el mateix, amb la diferència en els mètodes de polimerització aigües avall i els monòmers de co -monòmers. Actualment, la majoria de les fibres de poliacrilonitril de diversos països del món estan elaborades amb copolímers ternaris, amb acrilonitril que representa el 90% i l’addició d’un segon monòmer que oscil·la entre el 5% i el 8%. L’objectiu d’afegir un segon monòmer és millorar la força mecànica, l’elasticitat i la textura de les fibres, així com millorar el rendiment de la tintura. Els mètodes d'ús comú inclouen MMA, MA, acetat de vinil, etc. La quantitat d'addició del tercer monòmer és del 0,3% -2%, amb l'objectiu d'introduir un cert nombre de grups de colorants hidròfils per augmentar l'afinitat de les fibres amb colorants, que són dividit en grups de colorants catiònics i grups de colorants àcids.

Actualment, el Japó és el principal representant del procés global de poliacrilonitril, seguit de països com Alemanya i els Estats Units. Les empreses representatives inclouen Zoltek, Hexcel, Cytec i Aldila de Japó, Dongbang, Mitsubishi i els Estats Units, SGL d'Alemanya i Grup de plàstics Formosa de Taiwan, Xina, Xina. Actualment, la tecnologia de processos de producció global de Poliacrylonitrile és madura i no hi ha gaire marge per a la millora del producte.