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 za zaštitu okoliša, Unipol proces kompanije Daoju, Spheriol proces kompanije LyondellBasell, Innovene proces kompanije Ineos, Novolen proces kompanije Nordic Chemical i Spherizone proces kompanije LyondellBasell. Ove procese također široko primjenjuju kineska PP preduzeća. Ove tehnologije uglavnom kontroliraju stopu konverzije propilena u rasponu od 1,01-1,02.

Domaći proces prstenastih cijevi usvaja nezavisno razvijeni ZN katalizator, kojim trenutno dominira tehnologija prstenastih cijevi druge generacije. Ovaj proces se zasniva na nezavisno 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 kopolimerizaciju PP otpornu na udarce. Na primjer, kompanije kao što su Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Lines i Maoming Second Line su sve primijenile ovaj proces. S povećanjem novih proizvodnih pogona u budućnosti, očekuje se da će proces ekoloških cijevi treće generacije postepeno postati dominantan domaći proces ekoloških cijevi.

Unipol proces omogućava industrijsku proizvodnju homopolimera sa brzinom protoka taline (MFR) u rasponu od 0,5~100g/10min. 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), sa 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 postrojenjima preduzeća kao što su Fushun Petrochemical i Sichuan Petrochemical.

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

Trenutno je glavna proizvodna tehnologija PP u Kini vrlo zrela. Uzimajući za primjer preduzeća koja se bave polipropilenom na bazi nafte, ne postoji značajna razlika u potrošnji proizvodnih jedinica, troškovima obrade, profitu itd. među svakim preduzećem. Iz perspektive proizvodnih kategorija koje pokrivaju različiti procesi, glavni procesi mogu pokriti cijelu kategoriju proizvoda. Međutim, uzimajući u obzir stvarne kategorije proizvodnje postojećih preduzeća, postoje značajne razlike u PP proizvodima među različitim preduzećima zbog faktora kao što su geografija, tehnološke barijere i sirovine.

(2)Trenutno stanje i trendovi razvoja tehnologije akrilne kiseline

Akrilna kiselina je važna organska hemijska 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 hloroetanolnu metodu, cijanoetanolnu metodu, Reppeovu metodu pod visokim pritiskom, 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 njih se primjenjuje u industriji, najčešći proizvodni proces u svijetu je i dalje direktna oksidacija propilena u akrilnu kiselinu.

Sirovine za proizvodnju akrilne kiseline oksidacijom propilena uglavnom uključuju vodenu paru, zrak i propilen. Tokom 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 sporednih reakcija. Međutim, pored proizvodnje akrilne kiseline, ovaj reakcijski proces također proizvodi sirćetnu kiselinu i ugljikove okside zbog sporednih reakcija.

Prema istraživanju kompanije Pingtou Ge, ključ tehnologije procesa oksidacije akrilne kiseline leži u odabiru katalizatora. Trenutno, kompanije 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 Američkim Državama je važan proces za proizvodnju akrilne kiseline oksidacijom propilena, koji karakterizira istovremeni unos propilena, zraka i vodene pare u dva serijski povezana reaktora s fiksnim slojem, te korištenje višekomponentnih metalnih oksida MoBi i Mo-V kao katalizatora. Prema ovoj metodi, jednosmjerni prinos akrilne kiseline može doseći oko 80% (molarni omjer). Prednost Sohio metode je u tome što dva serijski reaktora mogu povećati vijek trajanja katalizatora, dostižući i do 2 godine. Međutim, ova metoda ima nedostatak što se nereagirani propilen ne može regenerirati.

BASF metoda: Od kasnih 1960-ih, BASF provodi istraživanja o proizvodnji akrilne kiseline putem oksidacije 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 tačka ključanja rastvarača, često čišćenje opreme i visoka ukupna potrošnja energije.

Japanska katalitička metoda: Koriste se dva fiksna reaktora u seriji i odgovarajući sistem za separaciju sa sedam tornjeva. Prvi korak je infiltracija elementa Co u Mo-Bi katalizator kao reakcijski katalizator, a zatim korištenje kompozitnih metalnih oksida Mo, V i Cu kao glavnih katalizatora u drugom reaktoru, uz dodatak silicijum dioksida i olovnog monoksida. U ovom procesu, jednosmjerni prinos akrilne kiseline je približno 83-86% (molarni omjer). Japanska katalitička metoda koristi jedan reaktor sa fiksnim slojem i sistem za separaciju sa 7 tornjeva, s naprednim katalizatorima, visokim ukupnim prinosom i niskom potrošnjom energije. Ova metoda je trenutno jedna 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 nerastvorljiva u vodi i može se miješati s etanolom i etrom. Ovaj spoj treba čuvati na hladnom i prozračenom mjestu. Akrilna kiselina i njeni esteri se široko koriste u industriji. Ne koriste se samo za proizvodnju mekih monomera akrilatnih ljepila na bazi rastvarača 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 prisustvu toluensulfonske kiseline, čime se dobija butil akrilat i voda. Reakcija esterifikacije u ovom procesu je tipična reverzibilna reakcija, a tačke ključanja akrilne kiseline i produkta butil akrilata su veoma bliske. Stoga je teško odvojiti akrilnu kiselinu destilacijom, a nereagovana akrilna kiselina se ne može reciklirati.

Ovaj proces se naziva metoda esterifikacije butil akrilata, uglavnom od strane Istraživačkog instituta za petrohemijski inženjering Jilin i drugih srodnih institucija. Ova tehnologija je već veoma zrela, a kontrola potrošnje jedinice za akrilnu kiselinu i n-butanol je veoma precizna, sposobna da kontroliše potrošnju jedinice unutar 0,6. Štaviše, ova tehnologija je već postigla saradnju i transfer.

(4)Trenutno stanje i trendovi razvoja CPP tehnologije

CPP folija se izrađuje od polipropilena kao glavne sirovine specifičnim metodama obrade, kao što je livenje pod pritiskom u obliku slova T. Ova folija ima odličnu otpornost na toplotu i, zahvaljujući svojim svojstvima brzog hlađenja, može postići odličnu glatkoću i prozirnost. Stoga je CPP folija preferirani materijal za primjenu u pakovanju koje zahtijeva visoku prozirnost. Najraširenija upotreba CPP folije je u pakovanju hrane, kao i u proizvodnji aluminijumskih premaza, farmaceutskoj ambalaži i konzerviranju voća i povrća.

Trenutno, proces proizvodnje CPP filmova je uglavnom koekstruziono livenje. Ovaj proizvodni proces se sastoji od više ekstrudera, višekanalnih distributera (poznatih kao "dodavači"), glava za rezanje u obliku slova T, sistema za livenje, horizontalnih sistema za vuču, oscilatora i sistema za namotavanje. 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 koekstruzionog livenja za proizvodnju, a tehnologija opreme je zrela.

Od sredine 1980-ih, Kina je počela uvoditi stranu opremu za proizvodnju livenih filmova, ali većina njih su jednoslojne strukture i pripadaju primarnoj fazi. Nakon ulaska u 1990-e, Kina je uvela proizvodne linije za višeslojne kopolimerne livene filmove iz zemalja kao što su Njemačka, Japan, Italija i Austrija. Ova uvezena oprema i tehnologije su glavna snaga kineske industrije livenih filmova. Glavni dobavljači opreme uključuju njemačke Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer i austrijsku Orchid. Od 2000. godine, Kina je uvela naprednije proizvodne linije, a domaća oprema je također doživjela brz razvoj.

Međutim, u poređenju sa međunarodnim naprednim nivoom, još uvijek postoji određeni jaz u nivou automatizacije, sistemu kontrole vaganja i ekstruzije, automatskom podešavanju glave za rezanje, kontroli debljine filma, online sistemu za obnavljanje materijala za ivice i automatskom namotavanju domaće opreme za lijevanje filma. Trenutno, glavni dobavljači opreme za CPP tehnologiju filma uključuju, između ostalih, njemačke kompanije Bruckner, Leifenhauser i austrijski Lanzin. Ovi strani dobavljači imaju značajne prednosti u pogledu automatizacije i drugih aspekata. Međutim, trenutni proces je već prilično zreo, a brzina unapređenja tehnologije opreme je spora i praktično ne postoji prag za saradnju.

(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 (ranije Nitto) i Asahi Kasei iz Japana, Ascend Performance Material (ranije Solutia) iz Sjedinjenih Država i Sinopec.

Više od 95% postrojenja za akrilonitrile širom 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 silika gel, akrilonitril se stvara na temperaturi od 400-500°C.℃i atmosferskog pritiska. Zatim, nakon niza koraka neutralizacije, apsorpcije, ekstrakcije, dehidrocijanizacije i destilacije, dobija se konačni proizvod akrilonitrila. Jednosmjerni prinos ove metode može doseći 75%, a nusproizvodi uključuju acetonitril, cijanovodonik i amonijum sulfat. Ova metoda ima najveću industrijsku proizvodnu vrijednost.

Od 1984. godine, Sinopec je potpisao dugoročni ugovor sa INEOS-om i ovlašten je za korištenje INEOS-ove patentirane tehnologije akrilonitrila u Kini. Nakon godina razvoja, Sinopec Šangajski institut za petrohemijska istraživanja uspješno je razvio tehnički put za oksidaciju propilen amonijaka za proizvodnju akrilonitrila i izgradio drugu fazu projekta akrilonitrila od 130.000 tona, podružnice Sinopec u Anqingu. Projekat je uspješno pušten u rad u januaru 2014. godine, povećavajući godišnji proizvodni kapacitet akrilonitrila sa 80.000 tona na 210.000 tona, postajući važan dio Sinopec-ove proizvodne baze akrilonitrila.

Trenutno, kompanije širom 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 njene 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 losionskog kalemljenja i kontinuiranu metodu rasutog materijala. ABS smola je razvijena na osnovu modifikacije polistirenske smole. Godine 1947. američka kompanija za gumu usvojila je proces miješanja kako bi postigla industrijsku proizvodnju ABS smole; Godine 1954. kompanija BORG-WAMER u Sjedinjenim Državama razvila je losionski kalemljenu polimeriziranu ABS smolu i ostvarila industrijsku proizvodnju. Pojava losionskog kalemljenja dovela je do brzog razvoja ABS industrije. Od 1970-ih, tehnologija proizvodnog procesa ABS-a ušla je u period velikog razvoja.

Metoda losionskog kalemljenja je napredni proizvodni proces koji uključuje četiri koraka: sintezu butadienskog lateksa, sintezu kalemljenog polimera, sintezu stirenskih i akrilonitrilnih polimera i naknadnu obradu miješanjem. Specifični tok procesa uključuje PBL jedinicu, jedinicu za kalemljenje, SAN jedinicu i jedinicu za miješanje. Ovaj proizvodni proces ima visok nivo tehnološke zrelosti i široko se primjenjuje širom svijeta.

Trenutno, zrela ABS tehnologija uglavnom dolazi od kompanija kao što su LG u Južnoj Koreji, JSR u Japanu, Dow u Sjedinjenim Američkim Državama, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. u Južnoj Koreji i Kellogg Technology u Sjedinjenim Američkim Državama, koje sve imaju vodeći globalni nivo tehnološke zrelosti. Kontinuiranim razvojem tehnologije, proizvodni proces ABS-a se također stalno poboljšava i unapređuje. U budućnosti bi se mogli pojaviti efikasniji, ekološki prihvatljiviji i energetski štedljiviji proizvodni procesi, što bi donijelo više mogućnosti i izazova za razvoj hemijske industrije.

(7)Tehnički status i trend razvoja n-butanola

Prema zapažanjima, glavna tehnologija za sintezu butanola i oktanola širom svijeta je proces ciklične sinteze karbonila u tečnoj fazi pod niskim pritiskom. Glavne sirovine za ovaj proces su propilen i sintetički gas. Među njima, propilen uglavnom dolazi iz integriranog samostalnog snabdijevanja, sa jediničnom potrošnjom propilena između 0,6 i 0,62 tone. Sintetički gas se uglavnom priprema iz ispušnih gasova ili sintetičkog gasa na bazi uglja, sa jediničnom potrošnjom između 700 i 720 kubnih metara.

Tehnologija sinteze karbonila pod niskim pritiskom koju je razvio Dow/David - proces cirkulacije tečne faze - ima prednosti kao što su visoka stopa konverzije propilena, dug vijek trajanja katalizatora i smanjene emisije tri vrste otpada. Ovaj proces je trenutno najnaprednija proizvodna tehnologija i široko se koristi u kineskim preduzećima za butanol i oktanol.

S obzirom na to da je Dow/David tehnologija relativno zrela i da se može koristiti u saradnji s domaćim preduzećima, mnoga preduzeća će dati prioritet ovoj tehnologiji prilikom odlučivanja o ulaganju u izgradnju postrojenja za proizvodnju butanol-oktanola, a zatim će slijediti domaća tehnologija.

(8)Trenutno stanje i trendovi razvoja tehnologije poliakrilonitrila

Poliakrilonitril (PAN) se dobija 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, sa temperaturom staklastog prijelaza od oko 90°C.℃Može se rastvoriti u polarnim organskim rastvaračima kao što su dimetilformamid (DMF) i dimetilsulfoksid (DMSO), kao i u koncentrovanim vodenim rastvorima neorganskih soli kao što su tiocijanat i perhlorat. Priprema poliakrilonitrila uglavnom uključuje polimerizaciju u rastvoru ili vodenu taložnu polimerizaciju akrilonitrila (AN) sa nejonskim drugim monomerima i jonskim trećim monomerima.

Poliakrilonitril se uglavnom koristi za proizvodnju akrilnih vlakana, koja su sintetička vlakna napravljena od akrilonitrilnih kopolimera s masenim udjelom većim od 85%. Prema rastvaračima koji se koriste u proizvodnom procesu, mogu se razlikovati kao dimetil sulfoksid (DMSO), dimetil acetamid (DMAc), natrijum tiocijanat (NaSCN) i dimetil formamid (DMF). Glavna razlika između različitih rastvarača je njihova rastvorljivost u poliakrilonitrilu, koja nema značajan utjecaj na specifičan proces proizvodnje polimerizacijom. 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 jednostepeni ili dvostepeni. Jednostepena metoda se odnosi na polimerizaciju akrilonitrila i komonomera u rastvoru odjednom, a proizvodi se mogu direktno pripremiti u rastvor za predenje bez odvajanja. Pravilo dvostepene metode odnosi se na suspenzijsku polimerizaciju akrilonitrila i komonomera u vodi da bi se dobio polimer, koji se zatim odvaja, pere, dehidrira i preduzimaju drugi koraci da bi se formirao rastvor 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 širom svijeta proizvodi 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 grupa boja kako bi se povećao afinitet vlakana s bojama, koje se dijele na kationske grupe boja i kisele grupe boja.

Trenutno je Japan glavni predstavnik globalnog procesa proizvodnje poliakrilonitrila, a slijede ga zemlje poput Njemačke i Sjedinjenih Američkih Država. Reprezentativna preduzeća 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 mnogo prostora za poboljšanje proizvoda.