Тази статия ще анализира основните продукти в китайската индустриална верига C3 и текущата посока на изследване и развитие на технологиите.

(1)Текущо състояние и тенденции в развитието на полипропиленова (PP) технология

Според нашето разследване има различни начини за производство на полипропилен (PP) в Китай, сред които най-важните процеси включват битов екологичен тръбен процес, Unipol процес на Daoju Company, Spheriol процес на LyondellBasell Company, Innovene процес на Ineos Company, Novolen процес на Nordic Chemical Company и Spherizone процес на LyondellBasell Company.Тези процеси също са широко възприети от китайските PP предприятия.Тези технологии най-вече контролират степента на преобразуване на пропилена в диапазона 1,01-1,02.

Домашният процес с пръстеновидни тръби възприема независимо разработения ZN катализатор, в момента доминиран от технологията за обработка на пръстеновидни тръби от второ поколение.Този процес се основава на независимо разработени катализатори, технология за асиметричен донор на електрони и технология за бинарна произволна кополимеризация на пропилей бутадиен и може да доведе до хомополимеризация, произволна кополимеризация на етилен пропилен, произволна кополимеризация на пропилен бутадиен и устойчива на удар кополимеризация PP.Например компании като Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Lines и Maoming Second Line са приложили този процес.С увеличаването на новите производствени съоръжения в бъдеще се очаква екологичният тръбен процес от трето поколение постепенно да се превърне в доминиращия местен екологичен тръбен процес.

Процесът на Unipol може да произвежда индустриално хомополимери с диапазон на скоростта на потока на стопилката (MFR) от 0,5~100g/10min.В допълнение, масовата част на етиленовите съполимерни мономери в произволни съполимери може да достигне 5,5%.Този процес може също така да произведе индустриализиран случаен съполимер на пропилен и 1-бутен (търговско наименование CE-FOR), с масова част на каучук до 14%.Масовата част на етилена в ударния съполимер, произведен чрез процеса Unipol, може да достигне 21% (масовата част на каучука е 35%).Процесът е приложен в съоръжения на предприятия като Fushun Petrochemical и Sichuan Petrochemical.

Процесът Innovene може да произведе хомополимерни продукти с широк диапазон от скорост на потока на стопилката (MFR), който може да достигне 0,5-100g/10min.Издръжливостта на продукта е по-висока от тази на други процеси на полимеризация в газова фаза.MFR на произволни съполимерни продукти е 2-35 g/10 min, с масова част на етилен, варираща от 7% до 8%.MFR на удароустойчивите съполимерни продукти е 1-35 g/10 min, с масова част на етилен, варираща от 5% до 17%.

Понастоящем основната производствена технология на PP в Китай е много зряла.Като вземем за пример предприятия от полипропилен, базирани на масло, няма значителна разлика в потреблението на производствена единица, разходите за обработка, печалбите и т.н. между всяко предприятие.От гледна точка на производствените категории, обхванати от различни процеси, основните процеси могат да обхващат цялата продуктова категория.Въпреки това, като се имат предвид действителните категории на продукцията на съществуващите предприятия, има значителни разлики в PP продуктите между различните предприятия поради фактори като география, технологични бариери и суровини.

(2)Текущо състояние и тенденции в развитието на технологията за акрилна киселина

Акриловата киселина е важна органична химическа суровина, широко използвана в производството на лепила и водоразтворими покрития и също така често се преработва в бутилакрилат и други продукти.Според изследвания има различни производствени процеси за акрилова киселина, включително метод на хлороетанол, метод на цианоетанол, метод на Repe с високо налягане, метод на енон, подобрен метод на Repe, метод на формалдехид и етанол, метод на хидролиза на акрилонитрил, метод на етилен, метод на окисление на пропилен и биологичен метод.Въпреки че има различни техники за приготвяне на акрилова киселина и повечето от тях са били приложени в промишлеността, най-разпространеният производствен процес в световен мащаб все още е процесът на директно окисление на пропилен до акрилова киселина.

Суровините за производство на акрилова киселина чрез оксидиране на пропилен включват главно водна пара, въздух и пропилен.По време на производствения процес тези три претърпяват окислителни реакции през слоя на катализатора в определена пропорция.Пропиленът първо се окислява до акролеин в първия реактор и след това допълнително се окислява до акрилова киселина във втория реактор.Водната пара играе ролята на разреждане в този процес, избягвайки появата на експлозии и потискайки генерирането на странични реакции.Въпреки това, в допълнение към производството на акрилова киселина, този реакционен процес също произвежда оцетна киселина и въглеродни оксиди поради странични реакции.

Според разследването на Pingtou Ge, ключът към технологията на процеса на окисление на акрилната киселина се крие в избора на катализатори.Понастоящем компаниите, които могат да осигурят технология за акрилова киселина чрез оксидиране на пропилей, включват Sohio в Съединените щати, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company в Япония, BASF в Германия и Japan Chemical Technology.

Процесът Sohio в Съединените щати е важен процес за производство на акрилова киселина чрез оксидиране на пропилен, характеризиращ се с едновременно въвеждане на пропилей, въздух и водна пара в два последователно свързани реактора с неподвижен слой и използване на Mo Bi и Mo-V многокомпонентен метал оксиди като катализатори, респ.При този метод еднопосочният добив на акрилова киселина може да достигне около 80% (моларно съотношение).Предимството на метода Sohio е, че две серии реактори могат да увеличат живота на катализатора, достигайки до 2 години.Въпреки това, този метод има недостатъка, че нереагиралият пропилей не може да бъде възстановен.

Метод на BASF: От края на 60-те години на миналия век BASF провежда изследвания върху производството на акрилова киселина чрез оксидиране на пропилен.Методът на BASF използва Mo Bi или Mo Co катализатори за реакция на окисление на пропилен и еднопосочният добив на получения акролеин може да достигне около 80% (моларно съотношение).Впоследствие, като се използват катализатори на базата на Mo, W, V и Fe, акролеинът се окислява допълнително до акрилова киселина с максимален еднопосочен добив от около 90% (моларно съотношение).Животът на катализатора по метода на BASF може да достигне 4 години и процесът е прост.Този метод обаче има недостатъци като висока точка на кипене на разтворителя, често почистване на оборудването и висока обща консумация на енергия.

Японски каталитичен метод: Два фиксирани реактора в серия и съответстваща система за разделяне със седем кули също се използват.Първата стъпка е да се инфилтрира елементът Co в Mo Bi катализатора като реакционен катализатор и след това да се използват Mo, V и Cu композитни метални оксиди като основни катализатори във втория реактор, поддържан от силициев диоксид и оловен оксид.При този процес еднопосочният добив на акрилова киселина е приблизително 83-86% (моларно съотношение).Японският каталитичен метод използва един подреден реактор с фиксиран слой и система за разделяне със 7 кули, с усъвършенствани катализатори, висок общ добив и ниска консумация на енергия.Този метод в момента е един от по-напредналите производствени процеси, наравно с процеса на Mitsubishi в Япония.

(3)Текущо състояние и тенденции в развитието на бутилакрилатната технология

Бутилакрилатът е безцветна прозрачна течност, която е неразтворима във вода и може да се смесва с етанол и етер.Това съединение трябва да се съхранява на хладно и проветриво място.Акриловата киселина и нейните естери се използват широко в индустрията.Те се използват не само за производство на меки мономери на лепила на основата на акрилатни разтворители и лосиони, но също така могат да бъдат хомополимеризирани, съполимеризирани и присадени съполимеризирани, за да станат полимерни мономери и използвани като междинни продукти за органичен синтез.

Понастоящем производственият процес на бутилакрилат включва главно реакцията на акрилова киселина и бутанол в присъствието на толуенсулфонова киселина за генериране на бутилакрилат и вода.Реакцията на естерификация, включена в този процес, е типична обратима реакция и точките на кипене на акриловата киселина и продукта бутилакрилат са много близки.Следователно е трудно да се отдели акрилова киселина чрез дестилация и нереагиралата акрилова киселина не може да бъде рециклирана.

Този процес се нарича метод на естерификация на бутил акрилат, главно от Института за нефтохимическо инженерство в Жилин и други свързани институции.Тази технология вече е много зряла и контролът на консумацията на единица за акрилова киселина и n-бутанол е много прецизен, способен да контролира консумацията на единица в рамките на 0,6.Освен това тази технология вече е постигнала сътрудничество и трансфер.

(4)Текущо състояние и тенденции в развитието на CPP технологията

CPP фолиото е направено от полипропилен като основна суровина чрез специфични методи на обработка, като например Т-образно леене под налягане.Това фолио има отлична топлоустойчивост и, поради присъщите си свойства за бързо охлаждане, може да образува отлична гладкост и прозрачност.Следователно, за опаковъчни приложения, които изискват висока яснота, CPP фолиото е предпочитаният материал.Най-разпространеното приложение на CPP фолиото е в опаковките на храни, както и в производството на алуминиево покритие, фармацевтични опаковки и консервиране на плодове и зеленчуци.

Понастоящем производственият процес на CPP филми е главно съвместно екструдиране.Този производствен процес се състои от множество екструдери, многоканални разпределители (обикновено известни като „фидери“), Т-образни матрици, леярски системи, хоризонтални системи за теглене, осцилатори и системи за навиване.Основните характеристики на този производствен процес са добър повърхностен блясък, висока плоскост, малък толеранс на дебелината, добро механично удължаване, добра гъвкавост и добра прозрачност на произведените тънкослойни продукти.Повечето световни производители на CPP използват метода на коекструзионно леене за производство, а технологията на оборудването е зряла.

От средата на 80-те години Китай започна да въвежда чуждестранно оборудване за производство на кастинг филми, но повечето от тях са еднослойни структури и принадлежат към първичния етап.След като навлезе през 90-те години на миналия век, Китай въведе производствени линии за многослойно съвместно полимерно лято фолио от страни като Германия, Япония, Италия и Австрия.Това вносно оборудване и технологии са основната сила на китайската актьорска филмова индустрия.Основните доставчици на оборудване са германските Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer и австрийската Orchid.От 2000 г. Китай въведе по-модерни производствени линии и оборудването, произведено в страната, също претърпя бързо развитие.

Въпреки това, в сравнение с международното напреднало ниво, все още има известна празнина в нивото на автоматизация, системата за екструдиране с контрол на теглото, автоматичната настройка на главата на матрицата за контрол на дебелината на филма, онлайн системата за възстановяване на материала на ръба и автоматичното навиване на домашно оборудване за леене на филми.Понастоящем основните доставчици на оборудване за CPP филмова технология включват германските Bruckner, Leifenhauser и австрийската Lanzin, наред с други.Тези чуждестранни доставчици имат значителни предимства по отношение на автоматизацията и други аспекти.Настоящият процес обаче вече е доста зрял и скоростта на подобряване на технологията на оборудването е бавна и по принцип няма праг за сътрудничество.

(5)Текущо състояние и тенденции в развитието на акрилонитрилната технология

Технологията за окисление на пропилен амоняк в момента е основният търговски път за производство на акрилонитрил и почти всички производители на акрилонитрил използват катализатори BP (SOHIO).Има обаче и много други доставчици на катализатори, от които да избирате, като Mitsubishi Rayon (бивш Nitto) и Asahi Kasei от Япония, Ascend Performance Material (бивш Solutia) от Съединените щати и Sinopec.

Повече от 95% от заводите за производство на акрилонитрил в световен мащаб използват технологията за оксидиране на пропилен амоняк (известна още като процес sohio), въведена и разработена от BP.Тази технология използва пропилен, амоняк, въздух и вода като суровини и влиза в реактора в определено съотношение.Под действието на катализатори от фосфор, молибден, бисмут или антимон, желязо, нанесени върху силикагел, се генерира акрилонитрил при температура 400-500 °С.℃и атмосферно налягане.След това, след серия от етапи на неутрализация, абсорбция, екстракция, дехидроцианиране и дестилация, се получава крайният продукт от акрилонитрил.Еднопосочният добив на този метод може да достигне 75%, а страничните продукти включват ацетонитрил, циановодород и амониев сулфат.Този метод има най-висока промишлена производствена стойност.

От 1984 г. Sinopec подписа дългосрочно споразумение с INEOS и получи разрешение да използва патентованата акрилонитрилна технология на INEOS в Китай.След години на развитие, Sinopec Shanghai Petrochemical Research Institute успешно разработи технически път за оксидиране на пропилен амоняк за производство на акрилонитрил и изгради втората фаза на проекта за 130 000 тона акрилонитрил на Sinopec Anqing Branch.Проектът беше успешно пуснат в експлоатация през януари 2014 г., увеличавайки годишния производствен капацитет на акрилонитрил от 80 000 тона на 210 000 тона, превръщайки се във важна част от производствената база на Sinopec за акрилонитрил.

Понастоящем компаниите в световен мащаб с патенти за технология за оксидиране на пропилен амоняк включват BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical и Sinopec.Този производствен процес е зрял и лесен за получаване, а Китай също е постигнал локализация на тази технология и нейната производителност не е по-ниска от чуждестранните производствени технологии.

(6)Текущо състояние и тенденции в развитието на ABS технологията

Според разследването пътят на процеса на ABS устройството е разделен главно на метод за присаждане с лосион и непрекъснат метод на насипно състояние.ABS смолата е разработена на базата на модификация на полистиролова смола.През 1947 г. американската компания за каучук прие процеса на смесване, за да постигне промишлено производство на ABS смола;През 1954 г. компанията BORG-WAMER в Съединените щати разработва полимеризирана ABS смола за присаждане на лосион и реализира промишлено производство.Появата на присаждане на лосион насърчи бързото развитие на ABS индустрията.От 1970 г. технологията на производствения процес на ABS навлезе в период на голямо развитие.

Методът на присаждане с лосион е усъвършенстван производствен процес, който включва четири стъпки: синтез на бутадиенов латекс, синтез на присаден полимер, синтез на стирен и акрилонитрилни полимери и последваща обработка на смесване.Специфичният поток на процеса включва PBL единица, единица за присаждане, единица SAN и единица за смесване.Този производствен процес е с висока степен на технологична зрялост и се прилага широко в световен мащаб.

Понастоящем зрялата ABS технология идва главно от компании като LG в Южна Корея, JSR в Япония, Dow в Съединените щати, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. в Южна Корея и Kellogg Technology в Съединените щати, всички от които имат глобално водещо ниво на технологична зрялост.С непрекъснатото развитие на технологиите производственият процес на ABS също непрекъснато се подобрява и подобрява.В бъдеще може да се появят по-ефективни, екологични и енергоспестяващи производствени процеси, които да доведат до повече възможности и предизвикателства пред развитието на химическата промишленост.

(7)Техническото състояние и тенденцията на развитие на n-бутанол

Според наблюденията основната технология за синтез на бутанол и октанол в световен мащаб е течнофазовият цикличен процес на синтез на карбонил при ниско налягане.Основните суровини за този процес са пропилей и синтез газ.Сред тях пропиленът идва главно от интегрирано самоснабдяване, с единична консумация на пропилен между 0,6 и 0,62 тона.Синтетичният газ се произвежда предимно от отработени газове или синтетичен газ на базата на въглища, с единична консумация между 700 и 720 кубични метра.

Технологията за синтез на карбонил при ниско налягане, разработена от Dow/David – циркулационен процес в течна фаза, има предимства като висок процент на преобразуване на пропилен, дълъг експлоатационен живот на катализатора и намалени емисии от три вида отпадъци.Този процес в момента е най-модерната производствена технология и се използва широко в китайските предприятия за производство на бутанол и октанол.

Като се има предвид, че технологията Dow/David е сравнително зряла и може да се използва в сътрудничество с местни предприятия, много предприятия ще дадат приоритет на тази технология, когато изберат да инвестират в изграждането на единици за бутанол октанол, последвани от местна технология.

(8)Текущо състояние и тенденции в развитието на полиакрилонитрилната технология

Полиакрилонитрил (PAN) се получава чрез свободна радикална полимеризация на акрилонитрил и е важен междинен продукт при получаването на акрилонитрилни влакна (акрилни влакна) и въглеродни влакна на базата на полиакрилонитрил.Появява се под формата на бял или леко жълт непрозрачен прах, с температура на встъкляване около 90℃.Може да се разтваря в полярни органични разтворители като диметилформамид (DMF) и диметилсулфоксид (DMSO), както и в концентрирани водни разтвори на неорганични соли като тиоцианат и перхлорат.Получаването на полиакрилонитрил включва главно полимеризация в разтвор или полимеризация с водно утаяване на акрилонитрил (AN) с нейонни втори мономери и йонни трети мономери.

Полиакрилонитрилът се използва главно за производство на акрилни влакна, които са синтетични влакна, направени от съполимери на акрилонитрил с масов процент над 85%.Според разтворителите, използвани в производствения процес, те могат да бъдат разграничени като диметил сулфоксид (DMSO), диметил ацетамид (DMAc), натриев тиоцианат (NaSCN) и диметил формамид (DMF).Основната разлика между различните разтворители е тяхната разтворимост в полиакрилонитрил, която не оказва значително влияние върху конкретния процес на полимеризация.В допълнение, според различните комономери, те могат да бъдат разделени на итаконова киселина (IA), метил акрилат (MA), акриламид (AM) и метил метакрилат (MMA) и др. Различните комономери имат различни ефекти върху кинетиката и свойства на продукта от реакциите на полимеризация.

Процесът на агрегиране може да бъде едноетапен или двуетапен.Едноетапният метод се отнася до полимеризацията на акрилонитрил и съмономери в състояние на разтвор наведнъж и продуктите могат да бъдат директно приготвени в разтвор за предене без разделяне.Правилото на две стъпки се отнася до суспензионна полимеризация на акрилонитрил и съмономери във вода за получаване на полимера, който се отделя, промива, дехидратира и други стъпки за образуване на предещ разтвор.Понастоящем глобалният производствен процес на полиакрилонитрил е основно един и същ, с разлика в методите на полимеризация надолу по веригата и комономери.Понастоящем повечето полиакрилонитрилни влакна в различни страни по света са направени от трикомпонентни съполимери, като акрилонитрилът представлява 90% и добавянето на втори мономер варира от 5% до 8%.Целта на добавянето на втори мономер е да се подобри механичната якост, еластичността и текстурата на влакната, както и да се подобри ефективността на боядисване.Често използваните методи включват MMA, MA, винил ацетат и др. Добавеното количество на третия мономер е 0,3% -2%, с цел въвеждане на определен брой хидрофилни багрилни групи за увеличаване на афинитета на влакната с багрила, които са разделени на катионни багрилни групи и киселинни багрилни групи.

В момента Япония е основният представител на глобалния процес на полиакрилонитрил, следвана от страни като Германия и Съединените щати.Представителните предприятия включват Zoltek, Hexcel, Cytec и Aldila от Япония, Dongbang, Mitsubishi и Съединените щати, SGL от Германия и Formosa Plastics Group от Тайван, Китай, Китай.Понастоящем технологията на глобалния производствен процес на полиакрилонитрил е зряла и няма много място за подобряване на продукта.