Denne artikkelen vil analysere hovedproduktene i Kinas C3-industrikjede og den nåværende forsknings- og utviklingsretningen for teknologi.

(1)Gjeldende status og utviklingstrender for polypropylenteknologi (PP).

I følge vår undersøkelse er det forskjellige måter å produsere polypropylen (PP) på i Kina, blant dem de viktigste prosessene inkluderer innenlandsk miljørørprosess, Unipol-prosessen til Daoju Company, Spheriol-prosessen til LyondellBasell Company, Innovene-prosessen til Ineos Company, Novolen-prosessen av Nordic Chemical Company, og Spherizone-prosessen til LyondellBasell Company.Disse prosessene er også mye brukt av kinesiske PP-bedrifter.Disse teknologiene kontrollerer stort sett konverteringshastigheten til propylen innenfor området 1,01-1,02.

Den innenlandske ringrørprosessen tar i bruk den uavhengig utviklede ZN-katalysatoren, for tiden dominert av andregenerasjons ringrørprosessteknologi.Denne prosessen er basert på uavhengig utviklede katalysatorer, asymmetrisk elektrondonorteknologi og propylenbutadien binær tilfeldig kopolymerisasjonsteknologi, og kan produsere homopolymerisasjon, etylenpropylen tilfeldig kopolymerisasjon, propylenbutadien tilfeldig kopolymerisasjon og slagfast kopolymerisasjon PP.For eksempel har selskaper som Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Line, og Maoming Second Line alle brukt denne prosessen.Med økningen av nye produksjonsanlegg i fremtiden, forventes tredje generasjons miljørørprosess gradvis å bli den dominerende innenlandske miljørørprosessen.

Unipol-prosessen kan industrielt produsere homopolymerer, med et smelteflythastighetsområde (MFR) på 0,5~100g/10min.I tillegg kan massefraksjonen av etylenkopolymermonomerer i tilfeldige kopolymerer nå 5,5%.Denne prosessen kan også produsere en industrialisert tilfeldig kopolymer av propylen og 1-buten (varenavn CE-FOR), med en gummimassefraksjon på opptil 14 %.Massefraksjonen av etylen i slagkopolymeren produsert ved Unipol-prosessen kan nå 21% (massefraksjonen av gummi er 35%).Prosessen har blitt brukt i anleggene til bedrifter som Fushun Petrochemical og Sichuan Petrochemical.

Innovene-prosessen kan produsere homopolymerprodukter med et bredt spekter av smeltestrømningshastighet (MFR), som kan nå 0,5-100g/10min.Produktets seighet er høyere enn for andre gassfasepolymerisasjonsprosesser.MFR for tilfeldige kopolymerprodukter er 2-35 g/10 min, med en massefraksjon av etylen som varierer fra 7 % til 8 %.MFR for slagfaste kopolymerprodukter er 1-35 g/10 min, med en massefraksjon av etylen som varierer fra 5 % til 17 %.

For tiden er den vanlige produksjonsteknologien til PP i Kina veldig moden.Med oljebaserte polypropylenbedrifter som et eksempel, er det ingen signifikant forskjell i produksjonsenhetsforbruk, prosesseringskostnader, fortjeneste osv. mellom hver bedrift.Fra perspektivet til produksjonskategorier som dekkes av ulike prosesser, kan mainstream-prosesser dekke hele produktkategorien.Men med tanke på de faktiske produksjonskategoriene til eksisterende foretak, er det betydelige forskjeller i PP-produkter mellom ulike foretak på grunn av faktorer som geografi, teknologiske barrierer og råvarer.

(2)Nåværende status og utviklingstrender for akrylsyreteknologi

Akrylsyre er et viktig organisk kjemisk råmateriale som er mye brukt i produksjon av lim og vannløselige belegg, og er også ofte bearbeidet til butylakrylat og andre produkter.I følge forskning er det ulike produksjonsprosesser for akrylsyre, inkludert kloretanolmetode, cyanoetanolmetode, høytrykks Reppe-metode, enone-metode, forbedret Reppe-metode, formaldehyd-etanolmetode, akrylonitrilhydrolysemetode, etylenmetode, propylenoksidasjonsmetode og biologisk metode.Selv om det finnes ulike fremstillingsteknikker for akrylsyre, og de fleste av dem har blitt brukt i industrien, er den mest vanlige produksjonsprosessen over hele verden fortsatt direkte oksidasjon av propylen til akrylsyreprosessen.

Råvarene for å produsere akrylsyre gjennom propylenoksidasjon inkluderer hovedsakelig vanndamp, luft og propylen.Under produksjonsprosessen gjennomgår disse tre oksidasjonsreaksjoner gjennom katalysatorsjiktet i en viss andel.Propylen blir først oksidert til akrolein i den første reaktoren, og deretter videre oksidert til akrylsyre i den andre reaktoren.Vanndamp spiller en fortynningsrolle i denne prosessen, unngår forekomsten av eksplosjoner og undertrykker genereringen av bireaksjoner.Men i tillegg til å produsere akrylsyre, produserer denne reaksjonsprosessen også eddiksyre og karbonoksider på grunn av sidereaksjoner.

I følge Pingtou Ges undersøkelse ligger nøkkelen til teknologien for akrylsyreoksidasjonsprosess i valg av katalysatorer.For tiden inkluderer selskaper som kan tilby akrylsyreteknologi gjennom propylenoksidasjon Sohio i USA, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company i Japan, BASF i Tyskland og Japan Chemical Technology.

Sohio-prosessen i USA er en viktig prosess for å produsere akrylsyre gjennom propylenoksidasjon, karakterisert ved å samtidig introdusere propylen, luft og vanndamp i to seriekoblede reaktorer med fast sjikt, og bruke Mo Bi og Mo-V flerkomponentmetall oksider som henholdsvis katalysatorer.Under denne metoden kan enveisutbyttet av akrylsyre nå omtrent 80 % (molart forhold).Fordelen med Sohio-metoden er at to seriereaktorer kan øke levetiden til katalysatoren, og nå opptil 2 år.Denne metoden har imidlertid den ulempe at ureagert propylen ikke kan gjenvinnes.

BASF-metode: Siden slutten av 1960-tallet har BASF drevet forskning på produksjon av akrylsyre gjennom propylenoksidasjon.BASF-metoden bruker Mo Bi- eller Mo Co-katalysatorer for propylenoksidasjonsreaksjon, og enveisutbyttet av oppnådd akrolein kan nå omtrent 80 % (molart forhold).Deretter, ved bruk av Mo-, W-, V- og Fe-baserte katalysatorer, ble akrolein ytterligere oksidert til akrylsyre, med et maksimalt enveisutbytte på ca. 90 % (molart forhold).Katalysatorlevetiden til BASF-metoden kan nå 4 år, og prosessen er enkel.Imidlertid har denne metoden ulemper som høyt løsningsmiddelkokepunkt, hyppig utstyrsrengjøring og høyt totalt energiforbruk.

Japansk katalysatormetode: To faste reaktorer i serie og et matchende separasjonssystem med syv tårn brukes også.Det første trinnet er å infiltrere elementet Co inn i Mo Bi-katalysatoren som reaksjonskatalysator, og deretter bruke Mo-, V- og Cu-komposittmetalloksider som hovedkatalysatorer i den andre reaktoren, støttet av silika og blymonoksid.Under denne prosessen er enveisutbyttet av akrylsyre omtrent 83-86 % (molart forhold).Den japanske katalysatormetoden bruker en stablet reaktor med fast sjikt og et 7-tårns separasjonssystem, med avanserte katalysatorer, høyt totalutbytte og lavt energiforbruk.Denne metoden er for tiden en av de mer avanserte produksjonsprosessene, på nivå med Mitsubishi-prosessen i Japan.

(3)Nåværende status og utviklingstrender for butylakrylatteknologi

Butylakrylat er en fargeløs gjennomsiktig væske som er uløselig i vann og kan blandes med etanol og eter.Denne forbindelsen må lagres i et kjølig og ventilert lager.Akrylsyre og dens estere er mye brukt i industrien.De brukes ikke bare til å produsere myke monomerer av akrylatløsningsmiddelbaserte og lotionbaserte lim, men kan også homopolymeriseres, kopolymeriseres og podekopolymeriseres for å bli polymermonomerer og brukes som organiske syntesemellomprodukter.

For tiden involverer produksjonsprosessen av butylakrylat hovedsakelig reaksjonen av akrylsyre og butanol i nærvær av toluensulfonsyre for å generere butylakrylat og vann.Forestringsreaksjonen som er involvert i denne prosessen er en typisk reversibel reaksjon, og kokepunktene for akrylsyre og produktet butylakrylat er veldig nære.Derfor er det vanskelig å skille akrylsyre ved hjelp av destillasjon, og ureagert akrylsyre kan ikke resirkuleres.

Denne prosessen kalles butylakrylatforestringsmetoden, hovedsakelig fra Jilin Petrochemical Engineering Research Institute og andre relaterte institusjoner.Denne teknologien er allerede veldig moden, og enhetsforbrukskontrollen for akrylsyre og n-butanol er meget presis, i stand til å kontrollere enhetsforbruket innenfor 0,6.Dessuten har denne teknologien allerede oppnådd samarbeid og overføring.

(4)Nåværende status og utviklingstrender for CPP-teknologi

CPP-film er laget av polypropylen som hovedråmaterialet gjennom spesifikke prosesseringsmetoder som T-formet ekstruderingsstøping.Denne filmen har utmerket varmebestandighet og kan, på grunn av dens iboende raske kjøleegenskaper, danne utmerket glatthet og gjennomsiktighet.Derfor, for emballasjeapplikasjoner som krever høy klarhet, er CPP-film det foretrukne materialet.Den mest utbredte bruken av CPP-film er i matemballasje, samt i produksjon av aluminiumsbelegg, farmasøytisk emballasje og konservering av frukt og grønnsaker.

For tiden er produksjonsprosessen av CPP-filmer hovedsakelig co-ekstruderingsstøping.Denne produksjonsprosessen består av flere ekstrudere, flerkanalsdistributører (ofte kjent som "matere"), T-formede dysehoder, støpesystemer, horisontale trekkraftsystemer, oscillatorer og viklingssystemer.Hovedkarakteristikkene til denne produksjonsprosessen er god overflateglans, høy flathet, liten tykkelsestoleranse, god mekanisk forlengelsesytelse, god fleksibilitet og god gjennomsiktighet for de produserte tynnfilmproduktene.De fleste globale produsenter av CPP bruker co-ekstruderingsstøpemetoden for produksjon, og utstyrsteknologien er moden.

Siden midten av 1980-tallet har Kina begynt å introdusere utenlandsk casting-filmproduksjonsutstyr, men de fleste av dem er enkeltlagsstrukturer og tilhører hovedstadiet.Etter å ha gått inn på 1990-tallet, introduserte Kina flerlags co-polymer støpte filmproduksjonslinjer fra land som Tyskland, Japan, Italia og Østerrike.Dette importerte utstyret og teknologiene er hovedkraften i Kinas rollebesetningsindustri.De viktigste utstyrsleverandørene inkluderer Tysklands Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer og Østerrikes Orchid.Siden 2000 har Kina introdusert mer avanserte produksjonslinjer, og innenlandsprodusert utstyr har også opplevd en rivende utvikling.

Sammenlignet med det internasjonale avanserte nivået er det imidlertid fortsatt et visst gap i automatiseringsnivået, veiekontrollekstruderingssystem, automatisk dysehodejusteringskontrollfilmtykkelse, online kantmaterialgjenvinningssystem og automatisk vikling av innenlandsk støpefilmutstyr.For tiden inkluderer de viktigste utstyrsleverandørene for CPP-filmteknologi blant andre Tysklands Bruckner, Leifenhauser og Østerrikes Lanzin.Disse utenlandske leverandørene har betydelige fordeler når det gjelder automatisering og andre aspekter.Imidlertid er den nåværende prosessen allerede ganske moden, og forbedringshastigheten til utstyrsteknologi er langsom, og det er i utgangspunktet ingen terskel for samarbeid.

(5)Nåværende status og utviklingstrender for akrylonitrilteknologi

Propylenammoniakkoksidasjonsteknologi er for tiden den viktigste kommersielle produksjonsruten for akrylnitril, og nesten alle akrylnitrilprodusenter bruker BP (SOHIO) katalysatorer.Imidlertid er det også mange andre katalysatorleverandører å velge mellom, som Mitsubishi Rayon (tidligere Nitto) og Asahi Kasei fra Japan, Ascend Performance Material (tidligere Solutia) fra USA og Sinopec.

Mer enn 95 % av akrylonitrilanleggene over hele verden bruker propylenammoniakkoksidasjonsteknologien (også kjent som sohio-prosessen) som er banebrytende og utviklet av BP.Denne teknologien bruker propylen, ammoniakk, luft og vann som råvarer, og kommer inn i reaktoren i en viss andel.Under påvirkning av fosformolybdenvismut eller antimonjernkatalysatorer båret på silikagel, genereres akrylonitril ved en temperatur på 400-500°C℃og atmosfærisk trykk.Deretter, etter en serie med nøytralisering, absorpsjon, ekstraksjon, dehydrocyanering og destillasjonstrinn, oppnås sluttproduktet av akrylonitril.Enveisutbyttet av denne metoden kan nå 75 %, og biproduktene inkluderer acetonitril, hydrogencyanid og ammoniumsulfat.Denne metoden har den høyeste industrielle produksjonsverdien.

Siden 1984 har Sinopec signert en langsiktig avtale med INEOS og har fått tillatelse til å bruke INEOS sin patenterte akrylonitrilteknologi i Kina.Etter år med utvikling, har Sinopec Shanghai Petrochemical Research Institute utviklet en teknisk rute for propylenammoniakkoksidasjon for å produsere akrylonitril, og konstruert den andre fasen av Sinopec Anqing Branchs 130 000 tonns akrylonitrilprosjekt.Prosjektet ble vellykket satt i drift i januar 2014, og økte den årlige produksjonskapasiteten for akrylonitril fra 80 000 tonn til 210 000 tonn, og ble en viktig del av Sinopecs produksjonsbase for akrylonitril.

For tiden inkluderer selskaper over hele verden med patenter for propylenammoniakkoksidasjonsteknologi BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical og Sinopec.Denne produksjonsprosessen er moden og enkel å få tak i, og Kina har også oppnådd lokalisering av denne teknologien, og ytelsen er ikke dårligere enn utenlandsk produksjonsteknologi.

(6)Nåværende status og utviklingstrender for ABS-teknologi

I følge undersøkelsen er prosessveien til ABS-enheten hovedsakelig delt inn i lotionpodningsmetode og kontinuerlig bulkmetode.ABS-harpiks ble utviklet basert på modifikasjon av polystyrenharpiks.I 1947 tok det amerikanske gummiselskapet i bruk blandingsprosessen for å oppnå industriell produksjon av ABS-harpiks;I 1954 utviklet BORG-WAMER Company i USA lotionpodepolymerisert ABS-harpiks og realiserte industriell produksjon.Utseendet til lotionpoding fremmet den raske utviklingen av ABS-industrien.Siden 1970-tallet har produksjonsprosessteknologien til ABS gått inn i en periode med stor utvikling.

Lotionpodemetoden er en avansert produksjonsprosess, som inkluderer fire trinn: syntese av butadienlatex, syntese av podepolymer, syntese av styren- og akrylonitrilpolymerer og blandingsetterbehandling.Den spesifikke prosessflyten inkluderer PBL-enhet, podeenhet, SAN-enhet og blandingsenhet.Denne produksjonsprosessen har et høyt nivå av teknologisk modenhet og har blitt mye brukt over hele verden.

For tiden kommer moden ABS-teknologi hovedsakelig fra selskaper som LG i Sør-Korea, JSR i Japan, Dow i USA, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. i Sør-Korea og Kellogg Technology i USA, alle som har et globalt ledende nivå av teknologisk modenhet.Med den kontinuerlige utviklingen av teknologi, blir produksjonsprosessen av ABS også stadig forbedret og forbedret.I fremtiden kan det dukke opp mer effektive, miljøvennlige og energibesparende produksjonsprosesser som gir flere muligheter og utfordringer til utviklingen av den kjemiske industrien.

(7)Teknisk status og utviklingstrend for n-butanol

I følge observasjoner er hovedstrømsteknologien for syntese av butanol og oktanol over hele verden den flytende fase sykliske lavtrykkskarbonylsynteseprosessen.De viktigste råvarene for denne prosessen er propylen og syntesegass.Blant dem kommer propylen hovedsakelig fra integrert selvforsyning, med et enhetsforbruk av propylen mellom 0,6 og 0,62 tonn.Syntetisk gass fremstilles for det meste fra eksosgass eller kullbasert syntetisk gass, med et enhetsforbruk mellom 700 og 720 kubikkmeter.

Lavtrykkskarbonylsynteseteknologien utviklet av Dow/David – væskefasesirkulasjonsprosessen har fordeler som høy propylenkonverteringshastighet, lang katalysatorlevetid og reduserte utslipp av tre avfall.Denne prosessen er for tiden den mest avanserte produksjonsteknologien og er mye brukt i kinesiske butanol- og oktanolbedrifter.

Med tanke på at Dow/David-teknologien er relativt moden og kan brukes i samarbeid med innenlandske bedrifter, vil mange bedrifter prioritere denne teknologien når de velger å investere i bygging av butanoloktanolenheter, etterfulgt av innenlandsk teknologi.

(8)Nåværende status og utviklingstrender for polyakrylnitrilteknologi

Polyakrylnitril (PAN) oppnås gjennom fri radikal polymerisering av akrylnitril og er et viktig mellomprodukt i fremstillingen av akrylnitrilfibre (akrylfibre) og polyakrylnitrilbaserte karbonfibre.Det vises i en hvit eller svakt gul ugjennomsiktig pulverform, med en glassovergangstemperatur på omtrent 90℃.Det kan løses i polare organiske løsningsmidler som dimetylformamid (DMF) og dimetylsulfoksid (DMSO), samt i konsentrerte vandige løsninger av uorganiske salter som tiocyanat og perklorat.Fremstillingen av polyakrylnitril innebærer hovedsakelig løsningspolymerisasjon eller vandig utfellingspolymerisering av akrylnitril (AN) med ikke-ioniske andre monomerer og ioniske tredje monomerer.

Polyakrylnitril brukes hovedsakelig til å produsere akrylfibre, som er syntetiske fibre laget av akrylnitrilkopolymerer med en masseprosent på mer enn 85%.I henhold til løsningsmidlene som brukes i produksjonsprosessen, kan de skilles ut som dimetylsulfoksid (DMSO), dimetylacetamid (DMAc), natriumtiocyanat (NaSCN) og dimetylformamid (DMF).Hovedforskjellen mellom ulike løsningsmidler er deres løselighet i polyakrylnitril, som ikke har en betydelig innvirkning på den spesifikke polymerisasjonsproduksjonsprosessen.I tillegg kan de i henhold til de forskjellige komonomerene deles inn i itakonsyre (IA), metylakrylat (MA), akrylamid (AM), og metylmetakrylat (MMA) etc. Ulike komonomerer har ulik effekt på kinetikken og produktegenskaper ved polymerisasjonsreaksjoner.

Aggregeringsprosessen kan være ett-trinns eller to-trinns.En-trinnsmetode refererer til polymerisering av akrylnitril og komonomerer i oppløsningstilstand på en gang, og produktene kan fremstilles direkte til spinneoppløsning uten separasjon.To-trinnsregelen refererer til suspensjonspolymerisering av akrylnitril og komonomerer i vann for å oppnå polymeren, som separeres, vaskes, dehydreres og andre trinn for å danne spinneløsningen.For tiden er den globale produksjonsprosessen for polyakrylnitril i utgangspunktet den samme, med forskjellen i nedstrøms polymeriseringsmetoder og komonomerer.For tiden er de fleste polyakrylnitrilfibre i forskjellige land rundt om i verden laget av ternære kopolymerer, med akrylnitril som utgjør 90 % og tilsetningen av en andre monomer varierer fra 5 % til 8 %.Hensikten med å legge til en andre monomer er å forbedre den mekaniske styrken, elastisiteten og teksturen til fibrene, samt forbedre fargingsytelsen.Vanlig brukte metoder inkluderer MMA, MA, vinylacetat, etc. Tilsetningsmengden av den tredje monomeren er 0,3 % -2 %, med sikte på å introdusere et visst antall hydrofile fargestoffgrupper for å øke affiniteten til fibre med fargestoffer, som er delt inn i kationiske fargestoffgrupper og sure fargestoffgrupper.

For tiden er Japan hovedrepresentanten for den globale prosessen med polyakrylnitril, etterfulgt av land som Tyskland og USA.Representative foretak inkluderer Zoltek, Hexcel, Cytec og Aldila fra Japan, Dongbang, Mitsubishi og USA, SGL fra Tyskland og Formosa Plastics Group fra Taiwan, Kina, Kina.For tiden er den globale produksjonsprosessteknologien til polyakrylnitril moden, og det er ikke mye rom for produktforbedring.