В этой статье будут проанализированы основные продукты в отраслевой цепочке C3 Китая, а также текущие направления исследований и разработок технологий.

(1)Текущее состояние и тенденции развития технологии полипропилена (ПП)

Согласно нашему исследованию, в Китае существуют различные способы производства полипропилена (ПП), среди которых наиболее важные процессы включают процесс производства экологически чистых труб внутри страны, процесс Unipol компании Daoju, процесс Spheriol компании LyondellBasell, процесс Innovene компании Ineos, процесс Novolen. Nordic Chemical Company и процесс Spherizone компании LyondellBasell.Эти процессы также широко применяются китайскими предприятиями по производству полипропилена.Эти технологии в основном контролируют степень конверсии пропилена в диапазоне 1,01-1,02.

В отечественном процессе производства кольцевых труб используется независимо разработанный катализатор ZN, в котором в настоящее время преобладает технология кольцевых труб второго поколения.Этот процесс основан на независимо разработанных катализаторах, технологии асимметричных доноров электронов и технологии бинарной статистической сополимеризации пропилена и бутадиена и может производить гомополимеризацию, статистическую сополимеризацию этилена и пропилена, статистическую сополимеризацию пропилена и бутадиена и ударопрочную сополимеризацию ПП.Например, такие компании, как Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First и Second Lines и Maoming Second Line, применили этот процесс.Ожидается, что с увеличением количества новых производственных мощностей в будущем процесс производства экологических труб третьего поколения постепенно станет доминирующим процессом производства экологических труб в стране.

Процесс Unipol позволяет промышленно производить гомополимеры со скоростью течения расплава (MFR) в диапазоне 0,5–100 г/10 мин.Кроме того, массовая доля мономеров сополимера этилена в статистических сополимерах может достигать 5,5%.Этот процесс также позволяет производить промышленный статистический сополимер пропилена и 1-бутена (торговое название CE-FOR) с массовой долей каучука до 14%.Массовая доля этилена в ударном сополимере, полученном по технологии Unipol, может достигать 21 % (массовая доля каучука — 35 %).Этот процесс был применен на объектах таких предприятий, как Fushun Petrochemical и Sichuan Petrochemical.

Процесс Innovene позволяет производить гомополимерные продукты с широким диапазоном скорости течения расплава (MFR), которая может достигать 0,5-100 г/10 мин.Прочность его продукта выше, чем у других процессов газофазной полимеризации.MFR продуктов статистического сополимера составляет 2-35 г/10 мин, массовая доля этилена составляет от 7% до 8%.ПТР ударопрочных сополимерных изделий составляет 1-35 г/10 мин, массовая доля этилена составляет от 5% до 17%.

В настоящее время основная технология производства полипропилена в Китае очень развита.Если взять в качестве примера предприятия по производству полипропилена на основе нефти, то между каждым предприятием нет существенной разницы в потреблении единицы продукции, затратах на переработку, прибыли и т. д.С точки зрения производственных категорий, охватываемых различными процессами, основные процессы могут охватывать всю категорию продуктов.Однако, учитывая фактические категории выпуска существующих предприятий, существуют значительные различия в продукции ПП среди разных предприятий из-за таких факторов, как география, технологические барьеры и сырье.

(2)Текущее состояние и тенденции развития технологии акриловой кислоты

Акриловая кислота является важным органическим химическим сырьем, широко используемым в производстве клеев и водорастворимых покрытий, а также обычно перерабатывается в бутилакрилат и другие продукты.Согласно исследованиям, существуют различные процессы производства акриловой кислоты, в том числе метод хлорэтанола, метод цианоэтанола, метод Реппе под высоким давлением, еноновый метод, улучшенный метод Реппе, метод формальдегидного этанола, метод гидролиза акрилонитрила, метод этилена, метод окисления пропилена и биологический метод. метод.Хотя существуют различные методы получения акриловой кислоты, и большинство из них применяются в промышленности, наиболее распространенным производственным процессом во всем мире по-прежнему является процесс прямого окисления пропилена до акриловой кислоты.

Сырьем для производства акриловой кислоты путем окисления пропилена в основном являются водяной пар, воздух и пропилен.В процессе производства эти три продукта в определенной пропорции подвергаются реакциям окисления через слой катализатора.Пропилен сначала окисляется до акролеина в первом реакторе, а затем дополнительно окисляется до акриловой кислоты во втором реакторе.Водяной пар играет в этом процессе роль разбавления, предотвращая возникновение взрывов и подавляя возникновение побочных реакций.Однако, помимо производства акриловой кислоты, в результате побочных реакций в этом реакционном процессе также образуются уксусная кислота и оксиды углерода.

Согласно исследованию Пинтоу Гэ, ключ к технологии процесса окисления акриловой кислоты заключается в выборе катализаторов.В настоящее время к компаниям, которые могут предоставить технологию акриловой кислоты путем окисления пропилена, относятся Sohio в США, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company в Японии, BASF в Германии и Japan Chemical Technology.

Процесс Сохио в США является важным процессом производства акриловой кислоты путем окисления пропилена, характеризующимся одновременным введением пропилена, воздуха и водяного пара в два последовательно соединенных реактора с неподвижным слоем и использованием многокомпонентного металла Mo Bi и Mo-V. оксиды в качестве катализаторов соответственно.При этом методе односторонний выход акриловой кислоты может достигать около 80% (молярное соотношение).Преимущество метода Сохио в том, что два последовательных реактора позволяют увеличить срок службы катализатора, достигающий 2 лет.Однако этот метод имеет тот недостаток, что непрореагировавший пропилен не может быть восстановлен.

Метод BASF: С конца 1960-х годов компания BASF проводит исследования по производству акриловой кислоты путем окисления пропилена.В методе BASF для реакции окисления пропилена используются катализаторы Mo Bi или Mo Co, а односторонний выход полученного акролеина может достигать около 80% (молярное соотношение).Впоследствии с использованием катализаторов на основе Mo, W, V и Fe акролеин был дополнительно окислен до акриловой кислоты с максимальным односторонним выходом около 90% (молярное соотношение).Срок службы катализатора метода BASF может достигать 4 лет, а процесс прост.Однако этот метод имеет такие недостатки, как высокая температура кипения растворителя, частая очистка оборудования и высокие общие энергозатраты.

Японский каталитический метод: также используются два стационарных реактора последовательно и соответствующая семибашенная сепарационная система.Первым шагом является внедрение элемента Co в катализатор Mo Bi в качестве катализатора реакции, а затем использование композитных оксидов металлов Mo, V и Cu в качестве основных катализаторов во втором реакторе, поддерживаемых кремнеземом и монооксидом свинца.В этом процессе односторонний выход акриловой кислоты составляет примерно 83-86% (молярное соотношение).В японском каталитическом методе используется один многоярусный реактор с неподвижным слоем и 7-башенная сепарационная система с усовершенствованными катализаторами, высоким общим выходом и низким энергопотреблением.Этот метод в настоящее время является одним из наиболее совершенных производственных процессов, наравне с процессом Mitsubishi в Японии.

(3)Текущее состояние и тенденции развития технологии бутилакрилата

Бутилакрилат — бесцветная прозрачная жидкость, нерастворимая в воде, которую можно смешивать с этанолом и эфиром.Этот состав необходимо хранить в прохладном и вентилируемом складе.Акриловая кислота и ее эфиры широко используются в промышленности.Они не только используются для производства мягких мономеров клеев на основе акрилатных растворителей и лосьонов, но также могут подвергаться гомополимеризации, сополимеризации и привитой сополимеризации с образованием полимерных мономеров и использоваться в качестве промежуточных продуктов органического синтеза.

В настоящее время процесс производства бутилакрилата в основном включает реакцию акриловой кислоты и бутанола в присутствии толуолсульфокислоты с образованием бутилакрилата и воды.Реакция этерификации, участвующая в этом процессе, является типичной обратимой реакцией, а температуры кипения акриловой кислоты и образующегося бутилакрилата очень близки.Поэтому акриловую кислоту сложно отделить перегонкой, а непрореагировавшую акриловую кислоту невозможно переработать.

Этот процесс называется методом этерификации бутилакрилата, в основном в Цзилиньском научно-исследовательском институте нефтехимического машиностроения и других связанных с ним учреждениях.Эта технология уже очень развита, а контроль удельного расхода акриловой кислоты и н-бутанола очень точен и позволяет контролировать расход единицы продукции в пределах 0,6.Более того, эта технология уже достигла сотрудничества и передачи.

(4)Текущее состояние и тенденции развития технологии CPP

Пленка CPP изготавливается из полипропилена в качестве основного сырья с помощью специальных методов обработки, таких как Т-образное литье под давлением.Эта пленка обладает превосходной термостойкостью и благодаря присущим ей свойствам быстрого охлаждения может образовывать превосходную гладкость и прозрачность.Поэтому для упаковочных применений, требующих высокой прозрачности, пленка CPP является предпочтительным материалом.Наибольшее распространение пленка CPP находит в упаковке пищевых продуктов, а также при производстве алюминиевого покрытия, фармацевтической упаковки и консервации фруктов и овощей.

В настоящее время процесс производства пленок CPP в основном представляет собой коэкструзионное литье.Этот производственный процесс состоит из нескольких экструдеров, многоканальных распределителей (широко известных как «питатели»), Т-образных головок, систем литья, систем горизонтальной тяги, осцилляторов и систем намотки.Основными характеристиками этого производственного процесса являются хорошая глянцевость поверхности, высокая плоскостность, небольшой допуск по толщине, хорошие характеристики механического растяжения, хорошая гибкость и хорошая прозрачность получаемых тонкопленочных изделий.Большинство мировых производителей CPP используют для производства метод коэкструзионного литья, а технология оборудования является отработанной.

С середины 1980-х годов в Китае начали внедрять зарубежное оборудование для производства литейных пленок, однако большинство из них представляют собой однослойные конструкции и относятся к первичному этапу.В 1990-е годы Китай представил линии по производству многослойной сополимерной пленки из таких стран, как Германия, Япония, Италия и Австрия.Это импортированное оборудование и технологии являются основной силой китайской киноиндустрии.Основными поставщиками оборудования являются немецкие компании Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer и австрийская Orchid.С 2000 года в Китае были внедрены более совершенные производственные линии, и оборудование отечественного производства также претерпело быстрое развитие.

Тем не менее, по сравнению с передовым международным уровнем, все еще существует определенный разрыв в уровне автоматизации, экструзионной системе контроля взвешивания, автоматической регулировке фильерной головки, контроле толщины пленки, онлайн-системе восстановления кромочного материала и автоматической намотке отечественного оборудования для литья пленки.В настоящее время основными поставщиками оборудования для пленочной технологии CPP являются, среди прочего, немецкие компании Bruckner, Leifenhauser и австрийская Lanzin.Эти иностранные поставщики имеют значительные преимущества с точки зрения автоматизации и других аспектов.Однако текущий процесс уже достаточно зрелый, скорость совершенствования технологий оборудования медленная, и порога для сотрудничества практически нет.

(5)Текущее состояние и тенденции развития акрилонитриловой технологии

Технология окисления пропилена аммиака в настоящее время является основным коммерческим направлением производства акрилонитрила, и почти все производители акрилонитрила используют катализаторы BP (SOHIO).Однако существует также множество других поставщиков катализаторов, таких как Mitsubishi Rayon (ранее Nitto) и Asahi Kasei из Японии, Ascend Performance Material (ранее Solutia) из США и Sinopec.

Более 95% заводов по производству акрилонитрила во всем мире используют технологию окисления пропилена аммиака (также известную как процесс Сохио), впервые разработанную компанией BP.В этой технологии в качестве сырья используются пропилен, аммиак, воздух и вода, которые в определенной пропорции поступают в реактор.Под действием фосфор-молибден-висмута или сурьмяно-железных катализаторов, нанесенных на силикагель, образуется акрилонитрил при температуре 400-500°С.℃и атмосферное давление.Затем, после ряда стадий нейтрализации, абсорбции, экстракции, дегидроцианирования и дистилляции, получают конечный продукт акрилонитрила.Односторонний выход этого метода может достигать 75%, а побочные продукты включают ацетонитрил, цианистый водород и сульфат аммония.Этот метод имеет наибольшую ценность в промышленном производстве.

С 1984 года Sinopec подписала долгосрочное соглашение с INEOS и получила право использовать запатентованную технологию акрилонитрила INEOS в Китае.После многих лет разработок Шанхайский нефтехимический научно-исследовательский институт Sinopec успешно разработал технический маршрут окисления пропилена аммиака для производства акрилонитрила и построил вторую фазу проекта Sinopec Anqing Branch по производству акрилонитрила мощностью 130 000 тонн.Проект был успешно введен в эксплуатацию в январе 2014 года, увеличив годовую мощность производства акрилонитрила с 80 000 тонн до 210 000 тонн, став важной частью производственной базы Sinopec по производству акрилонитрила.

В настоящее время в число компаний по всему миру, имеющих патенты на технологию окисления пропилена аммиака, входят BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical и Sinopec.Этот производственный процесс является зрелым и легко доступным, Китай также добился локализации этой технологии, и ее производительность не уступает зарубежным технологиям производства.

(6)Текущее состояние и тенденции развития технологии АБС

Согласно исследованию, технологический маршрут устройства ABS в основном делится на метод прививки лосьоном и метод непрерывного объемного производства.АБС-смола была разработана на основе модификации полистироловой смолы.В 1947 году американская резиновая компания внедрила процесс смешивания для промышленного производства смолы АБС;В 1954 году компания BORG-WAMER в США разработала лосьон-прививочную полимеризованную АБС-смолу и осуществила промышленное производство.Появление лосьон-прививки способствовало быстрому развитию индустрии АБС.С 1970-х годов технология производства АБС вступила в период большого развития.

Метод прививки лосьоном представляет собой усовершенствованный производственный процесс, который включает четыре этапа: синтез бутадиенового латекса, синтез привитого полимера, синтез стирольных и акрилонитрильных полимеров и последующую обработку смешиванием.Конкретный технологический процесс включает установку PBL, установку прививки, установку SAN и установку смешивания.Этот производственный процесс имеет высокий уровень технологической зрелости и широко применяется во всем мире.

В настоящее время развитые технологии ABS в основном производятся такими компаниями, как LG в Южной Корее, JSR в Японии, Dow в США, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. в Южной Корее и Kellogg Technology в США. которые имеют глобальный ведущий уровень технологической зрелости.Благодаря постоянному развитию технологий процесс производства АБС также постоянно совершенствуется и совершенствуется.В будущем могут появиться более эффективные, экологически чистые и энергосберегающие производственные процессы, что принесет больше возможностей и вызовов для развития химической промышленности.

(7)Техническое состояние и тенденции развития н-бутанола

Согласно наблюдениям, основной технологией синтеза бутанола и октанола во всем мире является жидкофазный циклический процесс синтеза карбонила низкого давления.Основным сырьем для этого процесса являются пропилен и синтез-газ.Среди них пропилен в основном поступает за счет комплексного самообеспечения, при этом удельный расход пропилена составляет от 0,6 до 0,62 тонны.Синтетический газ в основном получают из выхлопных газов или синтетического газа на основе угля, с удельным расходом от 700 до 720 кубических метров.

Технология синтеза карбонила под низким давлением, разработанная компанией Dow/David – жидкофазный циркуляционный процесс, имеет такие преимущества, как высокая степень конверсии пропилена, длительный срок службы катализатора и снижение выбросов трех видов отходов.Этот процесс в настоящее время является самой передовой технологией производства и широко используется на китайских предприятиях по производству бутанола и октанола.

Учитывая, что технология Dow/David является относительно зрелой и может использоваться в сотрудничестве с отечественными предприятиями, многие предприятия будут отдавать предпочтение этой технологии при выборе инвестиций в строительство установок бутанол-октанол, а затем отечественных технологий.

(8)Современное состояние и тенденции развития полиакрилонитриловой технологии

Полиакрилонитрил (ПАН) получают путем радикальной полимеризации акрилонитрила и является важным промежуточным продуктом при получении акрилонитрильных волокон (акриловых волокон) и углеродных волокон на основе полиакрилонитрила.Он представляет собой белый или слегка желтоватый непрозрачный порошок с температурой стеклования около 90°С.℃.Его можно растворить в полярных органических растворителях, таких как диметилформамид (ДМФ) и диметилсульфоксид (ДМСО), а также в концентрированных водных растворах неорганических солей, таких как тиоцианат и перхлорат.Получение полиакрилонитрила в основном включает полимеризацию акрилонитрила (АН) в растворе или полимеризацию осаждения в воде с неионными вторыми мономерами и ионными третьими мономерами.

Полиакрилонитрил в основном используется для производства акриловых волокон, которые представляют собой синтетические волокна, изготовленные из сополимеров акрилонитрила с массовой долей более 85%.По растворителям, используемым в процессе производства, их можно разделить на диметилсульфоксид (ДМСО), диметилацетамид (ДМАц), тиоцианат натрия (NaSCN) и диметилформамид (ДМФ).Основным отличием различных растворителей является их растворимость в полиакрилонитриле, что не оказывает существенного влияния на конкретный процесс полимеризационного производства.Кроме того, по разным сомономерам их можно разделить на итаконовую кислоту (ИА), метилакрилат (МА), акриламид (АМ), метилметакрилат (ММА) и т. д. Разные сомономеры по-разному влияют на кинетику и Свойства продуктов реакций полимеризации.

Процесс агрегирования может быть одноэтапным или двухэтапным.Одностадийный метод относится к полимеризации акрилонитрила и сомономеров одновременно в состоянии раствора, и продукты могут быть непосредственно приготовлены в прядильный раствор без разделения.Правило двух стадий относится к суспензионной полимеризации акрилонитрила и сомономеров в воде для получения полимера, который отделяется, промывается, дегидратируется и выполняется другие этапы для образования прядильного раствора.В настоящее время мировой процесс производства полиакрилонитрила в основном одинаков, с разницей в методах последующей полимеризации и сомономерах.В настоящее время большинство полиакрилонитрильных волокон в различных странах мира изготавливаются из тройных сополимеров, при этом доля акрилонитрила составляет 90%, а доля второго мономера составляет от 5% до 8%.Целью добавления второго мономера является повышение механической прочности, эластичности и текстуры волокон, а также улучшение характеристик окрашивания.Обычно используемые методы включают ММА, МА, винилацетат и т. д. Количество добавления третьего мономера составляет 0,3%-2%, с целью введения определенного количества гидрофильных групп красителя для повышения сродства волокон к красителям, которые делятся на группы катионных красителей и группы кислотных красителей.

В настоящее время Япония является основным представителем мирового процесса получения полиакрилонитрила, за ней следуют такие страны, как Германия и США.Предприятия-представители включают Zoltek, Hexcel, Cytec и Aldila из Японии, Dongbang, Mitsubishi и США, SGL из Германии и Formosa Plastics Group из Тайваня, Китая, Китая.В настоящее время глобальная технология производства полиакрилонитрила является зрелой, и возможностей для совершенствования продукции мало.