Aquest article analitzarà els principals productes de la cadena industrial C3 de la Xina i la direcció actual de recerca i desenvolupament 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 les quals els processos més importants inclouen el procés de canonades ambientals domèstiques, el procés Unipol de la companyia Daoju, el procés Spheriol de la companyia LyondellBasell, el procés Innovene de la companyia Ineos i el procés Novolen. de Nordic Chemical Company, i procés Spherizone de LyondellBasell Company.Aquests processos també són àmpliament adoptats per les empreses de PP xineses.Aquestes tecnologies controlen principalment la taxa de conversió de propilè dins del rang d'1,01-1,02.

El procés de canonada d'anell domèstica adopta el catalitzador ZN desenvolupat de manera independent, actualment dominat per la tecnologia de procés de canonada d'anell de segona generació.Aquest procés es basa en catalitzadors desenvolupats de manera independent, tecnologia de donant d'electrons asimètrics i tecnologia de copolimerització aleatòria binària de propilè butadiè i pot produir homopolimerització, copolimerització aleatòria d'etilè propilè, copolimerització aleatòria de propilè butadiè i copolimerització aleatòria PP resistent a l'impacte.Per exemple, empreses com Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First i Second Line i Maoming Second Line han aplicat aquest procés.Amb l'augment de noves instal·lacions de producció en el futur, s'espera que el procés de canonada ambiental de tercera generació es converteixi gradualment en el procés de canonada ambiental domèstica dominant.

El procés Unipol pot produir homopolímers industrialment, amb un rang de flux de fusió (MFR) de 0,5 ~ 100 g/10 min.A més, la fracció de massa dels monòmers de copolímers 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 cautxú 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 del cautxú és del 35%).El procés s'ha aplicat a les instal·lacions d'empreses com Fushun Petrochemical i Sichuan Petrochemical.

El procés Innovene pot produir productes homopolímers amb una àmplia gamma de velocitat de flux de fusió (MFR), que pot arribar a 0,5-100 g/10 min.La seva duresa del producte és superior a la d'altres processos de polimerització en fase gasosa.El MFR dels productes de copolímers aleatoris és de 2-35 g/10 min, amb una fracció de massa d'etilè que oscil·la entre el 7% i el 8%.El MFR dels productes copolímers resistents a l'impacte és d'1-35 g/10 min, amb una fracció massiva d'etilè que oscil·la entre el 5% i el 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 de la unitat 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 producte.Tanmateix, tenint en compte les categories de producció reals de les empreses existents, hi ha diferències significatives en els productes de PP entre les diferents empreses a causa de factors com ara la geografia, les barreres tecnològiques i les matèries primeres.

(2)Estat actual i tendències de desenvolupament de la tecnologia de l'àcid acrílic

L'àcid acrílic és una matèria primera química orgànica important 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 d'àcid acrílic, inclòs el mètode del cloroetanol, el mètode del cianoetanol, el mètode Reppe d'alta pressió, el mètode enona, el mètode Reppe millorat, el mètode d'etanol de formaldehid, el mètode d'hidròlisi d'acrilonitril, el mètode d'etilè, el mètode d'oxidació de propilè i el mètode biològic. mètode.Tot i que hi ha diverses tècniques de preparació de l'àcid acrílic, i la majoria d'elles s'han aplicat a la indústria, el procés de producció més habitual a tot el món segueix sent el procés d'oxidació directa de propilè a 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 experimenten reaccions d'oxidació a través del llit catalitzador en una certa proporció.El propilè s'oxida primer a acroleïna al primer reactor, i després s'oxida a àcid acrílic al segon reactor.El vapor d'aigua juga un paper de dilució en aquest procés, evitant l'aparició d'explosions i suprimint la generació de reaccions secundaries.Tanmateix, a més de produir àcid acrílic, aquest procés de reacció també produeix àcid acètic i òxids de carboni a causa de reaccions secundaries.

Segons la investigació de Pingtou Ge, la clau de la tecnologia del procés d'oxidació d'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, Japan 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 propilè, aire i vapor d'aigua en dos reactors de llit fix connectats en sèrie i utilitzant metalls multicomponent Mo Bi i Mo-V. òxids com a catalitzadors, respectivament.Amb aquest mètode, el rendiment unidireccional d'àcid acrílic pot arribar al voltant del 80% (proporció molar).L'avantatge del mètode Sohio és que dues sèries de reactors poden augmentar la vida útil del catalitzador, arribant fins als 2 anys.Tanmateix, aquest mètode té l'inconvenient que el propilè no reaccionat no es pot recuperar.

Mètode BASF: des de finals de la dècada de 1960, BASF porta a terme investigacions sobre la producció d'àcid acrílic mitjançant l'oxidació del propilè.El mètode BASF utilitza catalitzadors Mo Bi o Mo Co per a la reacció d'oxidació del propilè, i el rendiment unidireccional d'acroleïna obtingut 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 àcid acrílic, amb un rendiment màxim unidireccional d'aproximadament el 90% (proporció molar).La vida del catalitzador del mètode BASF pot arribar als 4 anys i el procés és senzill.No obstant això, aquest mètode té inconvenients com ara un alt punt d'ebullició del dissolvent, una neteja freqüent d'equips i un alt consum d'energia global.

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

(3)Estat actual i tendències de desenvolupament de la tecnologia d'acrilat de butil

L'acrilat de butil és un líquid transparent incolor que és insoluble en aigua i 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 a base de dissolvents d'acrilat i de loció, sinó que també es poden homopolimeritzar, copolimeritzar i copolimeritzar per empelt per convertir-se en monòmers de polímers i utilitzar-los com a intermedis de síntesi orgànica.

Actualment, el procés de producció d'acrilat de butil implica principalment la reacció d'àcid acrílic i butanol en presència d'àcid toluensulfònic per generar acrilat de butil i aigua.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 l'àcid acrílic no reaccionat no es pot reciclar.

Aquest procés s'anomena mètode d'esterificació d'acrilat de butil, principalment del Jilin Petrochemical Engineering Research Institute i altres institucions relacionades.Aquesta tecnologia ja és molt madura, i el control del consum unitari d'àcid acrílic i n-butanol és molt precís, capaç de controlar el consum de la unitat en 0,6.A més, aquesta tecnologia ja ha aconseguit cooperació i transferència.

(4)Estat actual i tendències de desenvolupament de la tecnologia CPP

La pel·lícula CPP està feta de polipropilè com a matèria primera principal mitjançant mètodes de processament específics, com ara la fosa per extrusió 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 suavitat i transparència excel·lents.Per tant, per a aplicacions d'embalatge que requereixen una gran claredat, la pel·lícula CPP és el material preferit.L'ús més estès de la pel·lícula CPP és en envasos d'aliments, així com en la producció de recobriments d'alumini, envasos farmacèutics i conservació de fruites i verdures.

Actualment, el procés de producció de pel·lícules CPP és principalment la fosa per co-extrusió.Aquest procés de producció consta de múltiples extrusores, distribuïdors multicanal (comunament coneguts com "alimentadors"), capçals de matriu en forma de T, sistemes de fosa, sistemes de tracció horitzontal, oscil·ladors i sistemes de bobinat.Les característiques principals d'aquest procés de producció són una bona brillantor de la superfície, una gran planitud, una tolerància al gruix petit, un bon rendiment d'extensió mecànica, una bona flexibilitat i una bona transparència dels productes de pel·lícula fina produïts.La majoria dels fabricants globals de CPP utilitzen el mètode de fosa per extrusió conjunta per a la producció i la tecnologia dels equips és madura.

Des de mitjans de la dècada de 1980, la Xina ha començat a introduir equips de producció de pel·lícules de fosa estrangers, però la majoria d'ells són estructures d'una sola capa i pertanyen a l'etapa principal.Després d'entrar a la dècada de 1990, la Xina va introduir línies de producció de pel·lícules de fosa de copolímer 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 l'alemanya Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer i l'Àustria Orchid.Des de l'any 2000, la Xina ha introduït línies de producció més avançades i els equips de producció nacional també han experimentat un ràpid desenvolupament.

Tanmateix, 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 pesatge, el gruix de la pel·lícula de control d'ajust automàtic del capçal, el sistema de recuperació de material de vora en línia i l'enrotllament automàtic d'equips domèstics de pel·lícula de fosa.Actualment, els principals proveïdors d'equips per a la tecnologia de pel·lícules CPP són l'alemanya Bruckner, Leifenhauser i l'austríaca Lanzin, entre d'altres.Aquests proveïdors estrangers tenen importants avantatges pel que fa a l'automatització i altres aspectes.Tanmateix, el procés actual ja és bastant 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)Estat actual i tendències de desenvolupament de la tecnologia d'acrilonitril

La tecnologia d'oxidació d'amoníac de propilè és actualment la principal ruta comercial de producció d'acrilonitril, i gairebé tots els fabricants d'acrilonitril utilitzen catalitzadors BP (SOHIO).Tanmateix, també hi ha molts altres proveïdors de catalitzadors per triar, com ara 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 a tot el món utilitzen la tecnologia d'oxidació d'amoníac de propilè (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 certa proporció.Sota l'acció dels catalitzadors de fòsfor-molibdè bismut o ferro d'antimoni recolzats en gel de sílice, l'acrilonitril es genera a una temperatura de 400-500ºC.℃i la pressió atmosfèrica.Després, després d'una sèrie d'etapes de neutralització, absorció, extracció, deshidrocianació i destil·lació, s'obté el producte final d'acrilonitril.El rendiment unidireccional 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 s'ha autoritzat a utilitzar la tecnologia patentada d'acrilonitril d'INEOS a la Xina.Després d'anys de desenvolupament, Sinopec Shanghai Petrochemical Research Institute ha desenvolupat amb èxit una ruta tècnica per a l'oxidació de propilè amoníac per produir acrilonitril i ha construït la segona fase del projecte d'acrilonitril de 130.000 tones de Sinopec Anqing Branch.El projecte es va posar en funcionament amb èxit el gener de 2014, augmentant la capacitat de producció anual d'acrilonitril de 80.000 tones a 210.000 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 d'amoníac de propilè 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 estrangeres.

(6)Estat actual i tendències de desenvolupament de la tecnologia ABS

Segons la investigació, la ruta del procés del dispositiu ABS es divideix principalment en mètode d'empelt de locions i mètode a granel continu.La resina ABS es va desenvolupar a partir de la modificació de la resina de poliestirè.El 1947, l'empresa nord-americana de cautxú va adoptar el procés de barreja per aconseguir la producció industrial de resina ABS;El 1954, l'empresa BORG-WAMER als Estats Units va desenvolupar resina ABS polimeritzada amb empelt de loció i va realitzar una producció industrial.L'aparició de l'empelt de locions va promoure el ràpid desenvolupament de la indústria 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 locions és un procés de producció avançat, que inclou quatre passos: la síntesi de làtex de butadiè, la síntesi de polímer d'empelt, la síntesi de polímers d'estirè i acrilonitril i el posttractament de barreja.El flux de procés específic inclou la unitat PBL, la unitat d'empelt, la unitat SAN i la unitat de barreja.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, totes elles. que tenen un nivell de maduresa tecnològic líder mundial.Amb el desenvolupament continu de la tecnologia, el procés de producció d'ABS també millora i millora constantment.En el futur, poden sorgir processos de producció més eficients, respectuosos amb el medi ambient i que estalvien energia, que comportaran més oportunitats i reptes per 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 cíclic a baixa pressió en fase líquida.Les principals matèries primeres per a aquest procés són el propilè i el gas de síntesi.Entre ells, el propilè prové principalment de l'autoabastament integrat, amb un consum unitari de propilè entre 0,6 i 0,62 tones.El gas sintètic es prepara majoritàriament a partir de gasos d'escapament o gas sintètic a base de carbó, amb un consum unitari entre 700 i 720 metres cúbics.

La tecnologia de síntesi de carbonil a baixa pressió desenvolupada per Dow/David: el procés de circulació en fase líquida té avantatges com ara una alta taxa de conversió de propilè, una llarga vida útil del catalitzador i la reducció de les emissions de tres residus.Aquest procés és actualment la tecnologia de producció més avançada i s'utilitza àmpliament a les empreses xineses de butanol i octanol.

Tenint en compte que la tecnologia Dow/David és relativament madura i es pot utilitzar en cooperació amb empreses nacionals, moltes empreses prioritzaran aquesta tecnologia a l'hora d'escollir invertir en la construcció d'unitats d'octanol de butanol, seguida de la tecnologia domèstica.

(8)Estat actual i tendències de desenvolupament de la tecnologia del poliacrilonitril

El poliacrilonitril (PAN) s'obté mitjançant la polimerització de radicals lliures de l'acrilonitril i és un intermedi important en la preparació de fibres d'acrilonitril (fibres acríliques) i fibres de carboni a base de poliacrilonitril.Apareix en forma de pols opaca blanca o lleugerament groga, amb una temperatura de transició vítrea d'uns 90ºC.℃.Es pot dissoldre en dissolvents orgànics polars com la dimetilformamida (DMF) i el dimetil sulfòxid (DMSO), així com en solucions aquoses concentrades de sals inorgàniques com el tiocianat i el perclorat.La preparació de poliacrilonitril implica principalment la polimerització en solució o la polimerització per precipitació aquosa d'acrilonitril (AN) amb segones monòmers no iònics i tercers monòmers iònics.

El poliacrilonitril s'utilitza principalment per fabricar fibres acríliques, que són fibres sintètiques fetes de copolímers d'acrilonitril amb un percentatge de massa superior al 85%.Segons els dissolvents utilitzats en el procés de producció, es poden distingir com dimetilsulfòxid (DMSO), dimetilacetamida (DMAc), tiocianat de sodi (NaSCN) i dimetilformamida (DMF).La principal diferència entre diversos dissolvents és la seva solubilitat en poliacrilonitril, que no té un impacte significatiu en el procés de producció de polimerització específic.A més, segons els diferents comonòmers, es poden dividir en àcid itacònic (IA), acrilat de metil (MA), acrilamida (AM) i metacrilat de metil (MMA), etc. Els diferents comonòmers 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.El mètode d'un pas es refereix a la polimerització d'acrilonitril i comonòmers en estat de solució alhora, i els productes es poden preparar directament en solució de filatura sense separació.La regla de dos passos es refereix a la polimerització en suspensió d'acrilonitril i comonòmers en aigua per obtenir el polímer, que es separa, es renta, es deshidrata i altres passos per formar la solució de filatura.Actualment, el procés de producció global de poliacrilonitril és bàsicament el mateix, amb la diferència entre els mètodes de polimerització aigües avall i els comonòmers.Actualment, la majoria de fibres de poliacrilonitril de diversos països del món estan fetes de copolímers ternaris, amb l'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 resistència mecànica, l'elasticitat i la textura de les fibres, així com millorar el rendiment del tint.Els mètodes comunament utilitzats 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 els colorants, que són dividit en grups de colorants catiònics i grups de colorants àcids.

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