Tento článok bude analyzovať hlavné produkty v čínskom priemyselnom reťazci C3 a súčasné smerovanie výskumu a vývoja technológií.

(1)Súčasný stav a vývojové trendy technológie polypropylénu (PP).

Podľa nášho vyšetrovania existujú rôzne spôsoby výroby polypropylénu (PP) v Číne, medzi ktoré patrí medzi najdôležitejšie procesy domáci environmentálny potrubný proces, Unipol proces spoločnosti Daoju, proces Spheriol spoločnosti LyondellBasell Company, proces Innovene spoločnosti Ineos, proces Novolen. Nordic Chemical Company a proces Spherizone od LyondellBasell Company.Tieto procesy sú tiež široko prijímané čínskymi PP podnikmi.Tieto technológie väčšinou riadia mieru konverzie propylénu v rozsahu 1,01-1,02.

Proces domáceho kruhového potrubia využíva nezávisle vyvinutý katalyzátor ZN, ktorému v súčasnosti dominuje technológia procesu kruhového potrubia druhej generácie.Tento proces je založený na nezávisle vyvinutých katalyzátoroch, technológii asymetrických donorov elektrónov a technológii binárnej náhodnej kopolymerizácie propylénu butadiénu a môže produkovať homopolymerizáciu, náhodnú kopolymerizáciu etylénu a propylénu, náhodnú kopolymerizáciu propylénu butadiénu a kopolymerizáciu PP odolnú voči nárazu.Napríklad spoločnosti ako Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Rafining and Chemical First and Second Lines a Maoming Second Line všetky použili tento proces.Očakáva sa, že s nárastom nových výrobných zariadení v budúcnosti sa environmentálny potrubný proces tretej generácie postupne stane dominantným domácim ekologickým potrubným procesom.

Proces Unipol môže priemyselne vyrábať homopolyméry s rozsahom rýchlosti toku taveniny (MFR) 0,5 ~ 100 g/10 min.Okrem toho môže hmotnostný podiel etylénových kopolymérnych monomérov v náhodných kopolyméroch dosiahnuť 5,5 %.Týmto procesom je možné vyrobiť aj priemyselný náhodný kopolymér propylénu a 1-buténu (obchodný názov CE-FOR) s hmotnostným podielom kaučuku až 14 %.Hmotnostný podiel etylénu v nárazovom kopolyméri vyrobenom procesom Unipol môže dosiahnuť 21 % (hmotnostný podiel kaučuku je 35 %).Tento proces bol aplikovaný v zariadeniach podnikov ako Fushun Petrochemical a Sichuan Petrochemical.

Proces Innovene môže produkovať homopolymérne produkty so širokým rozsahom rýchlosti toku taveniny (MFR), ktorý môže dosiahnuť 0,5-100 g/10 min.Jeho húževnatosť produktu je vyššia ako pri iných procesoch polymerizácie v plynnej fáze.MFR náhodných kopolymérnych produktov je 2-35 g/10 min, s hmotnostným podielom etylénu v rozsahu od 7 % do 8 %.MFR nárazuvzdorných kopolymérových produktov je 1-35 g/10 min, s hmotnostným podielom etylénu v rozmedzí od 5 % do 17 %.

V súčasnosti je hlavná výrobná technológia PP v Číne veľmi vyspelá.Ak si vezmeme ako príklad polypropylénové podniky na báze ropy, medzi jednotlivými podnikmi nie sú žiadne významné rozdiely v spotrebe výrobnej jednotky, nákladoch na spracovanie, ziskoch atď.Z pohľadu výrobných kategórií pokrytých rôznymi procesmi môžu hlavné procesy pokrývať celú kategóriu produktov.Ak však vezmeme do úvahy skutočné kategórie produkcie existujúcich podnikov, existujú medzi rôznymi podnikmi značné rozdiely v produktoch PP v dôsledku faktorov, ako sú geografia, technologické bariéry a suroviny.

(2)Súčasný stav a vývojové trendy technológie kyseliny akrylovej

Kyselina akrylová je dôležitou organickou chemickou surovinou široko používanou pri výrobe lepidiel a vo vode rozpustných náterov a bežne sa spracováva aj na butylakrylát a iné produkty.Podľa výskumu existujú rôzne výrobné procesy pre kyselinu akrylovú, vrátane metódy chlóretanolu, metódy kyanoetanolu, vysokotlakovej metódy Reppe, enónovej metódy, vylepšenej metódy Reppe, metódy formaldehyd-etanol, metódy hydrolýzy akrylonitrilu, metódy etylénu, metódy oxidácie propylénu a biologického metóda.Hoci existujú rôzne techniky prípravy kyseliny akrylovej a väčšina z nich bola aplikovaná v priemysle, najbežnejším výrobným procesom na celom svete je stále priama oxidácia propylénu na kyselinu akrylovú.

Suroviny na výrobu kyseliny akrylovej oxidáciou propylénu zahŕňajú najmä vodnú paru, vzduch a propylén.Počas výrobného procesu tieto tri podliehajú v určitom pomere oxidačným reakciám cez lôžko katalyzátora.Propylén sa najprv oxiduje na akroleín v prvom reaktore a potom sa ďalej oxiduje na kyselinu akrylovú v druhom reaktore.Vodná para zohráva v tomto procese riediacu úlohu, zabraňuje vzniku výbuchov a potláča vznik vedľajších reakcií.Tento reakčný proces však okrem výroby kyseliny akrylovej produkuje aj kyselinu octovú a oxidy uhlíka v dôsledku vedľajších reakcií.

Podľa výskumu Pingtou Ge spočíva kľúč k technológii procesu oxidácie kyseliny akrylovej vo výbere katalyzátorov.V súčasnosti medzi spoločnosti, ktoré môžu poskytnúť technológiu kyseliny akrylovej prostredníctvom oxidácie propylénu, patria Sohio v Spojených štátoch, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company v Japonsku, BASF v Nemecku a Japan Chemical Technology.

Proces Sohio v Spojených štátoch je dôležitý proces výroby kyseliny akrylovej oxidáciou propylénu, ktorý sa vyznačuje súčasným zavádzaním propylénu, vzduchu a vodnej pary do dvoch sériovo zapojených reaktorov s pevným lôžkom a použitím viaczložkového kovu Mo Bi a Mo-V. oxidy ako katalyzátory, resp.Pri tejto metóde môže jednosmerný výťažok kyseliny akrylovej dosiahnuť asi 80 % (molárny pomer).Výhodou Sohiovej metódy je, že dva sériové reaktory môžu predĺžiť životnosť katalyzátora, dosahujúc až 2 roky.Tento spôsob má však nevýhodu v tom, že nezreagovaný propylén nie je možné získať späť.

Metóda BASF: Od konca 60. rokov 20. storočia spoločnosť BASF vykonáva výskum výroby kyseliny akrylovej oxidáciou propylénu.Metóda BASF využíva katalyzátory Mo Bi alebo Mo Co na oxidáciu propylénu a jednosmerný výťažok získaného akroleínu môže dosiahnuť približne 80 % (molárny pomer).Následne sa s použitím katalyzátorov na báze Mo, W, V a Fe akroleín ďalej oxidoval na kyselinu akrylovú s maximálnym jednosmerným výťažkom asi 90 % (molárny pomer).Životnosť katalyzátora metódy BASF môže dosiahnuť 4 roky a proces je jednoduchý.Tento spôsob má však nevýhody, ako je vysoký bod varu rozpúšťadla, časté čistenie zariadenia a vysoká celková spotreba energie.

Japonská katalytická metóda: Používajú sa aj dva pevné reaktory v sérii a zodpovedajúci sedemvežový separačný systém.Prvým krokom je infiltrácia prvku Co do katalyzátora Mo Bi ako reakčného katalyzátora a potom použitie kompozitných oxidov kovov Mo, V a Cu ako hlavných katalyzátorov v druhom reaktore, podporovanom oxidom kremičitým a oxidom olovnatým.Pri tomto procese je jednosmerný výťažok kyseliny akrylovej približne 83-86 % (molárny pomer).Japonská katalyzátorová metóda využíva jeden stohovaný reaktor s pevným lôžkom a 7-vežový separačný systém s pokročilými katalyzátormi, vysokým celkovým výťažkom a nízkou spotrebou energie.Táto metóda je v súčasnosti jedným z pokročilejších výrobných procesov, na rovnakej úrovni ako proces Mitsubishi v Japonsku.

(3)Súčasný stav a vývojové trendy technológie butylakrylátu

Butylakrylát je bezfarebná transparentná kvapalina, ktorá je nerozpustná vo vode a možno ju zmiešať s etanolom a éterom.Táto zmes sa musí skladovať v chladnom a vetranom sklade.Kyselina akrylová a jej estery sú široko používané v priemysle.Nepoužívajú sa len na výrobu mäkkých monomérov lepidiel na báze akrylátových rozpúšťadiel a lotionov, ale môžu sa tiež homopolymerizovať, kopolymerizovať a očkovaním kopolymerizovať, aby sa stali polymérnymi monomérmi a použiť ako medziprodukty organickej syntézy.

V súčasnosti proces výroby butylakrylátu zahŕňa hlavne reakciu kyseliny akrylovej a butanolu v prítomnosti kyseliny toluénsulfónovej za vzniku butylakrylátu a vody.Esterifikačná reakcia, ktorá je súčasťou tohto procesu, je typická reverzibilná reakcia a teploty varu kyseliny akrylovej a výsledného butylakrylátu sú veľmi blízke.Preto je ťažké oddeliť kyselinu akrylovú pomocou destilácie a nezreagovanú kyselinu akrylovú nemožno recyklovať.

Tento proces sa nazýva metóda esterifikácie butylakrylátu, najmä od Výskumného ústavu petrochemického inžinierstva Jilin a ďalších príbuzných inštitúcií.Táto technológia je už veľmi vyspelá a riadenie spotreby kyseliny akrylovej a n-butanolu je veľmi presné a dokáže riadiť spotrebu jednotky v rozmedzí 0,6.Okrem toho táto technológia už dosiahla spoluprácu a prenos.

(4)Súčasný stav a vývojové trendy technológie CPP

CPP fólia sa vyrába z polypropylénu ako hlavnej suroviny prostredníctvom špecifických metód spracovania, ako je extrúzne odlievanie v tvare T.Táto fólia má vynikajúcu tepelnú odolnosť a vďaka svojim vlastnostiam rýchleho chladenia môže vytvárať vynikajúcu hladkosť a priehľadnosť.Preto je pre obalové aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú čírosť, preferovaným materiálom CPP fólia.Najrozšírenejšie využitie CPP fólie je pri balení potravín, ako aj pri výrobe hliníkových povlakov, farmaceutických obalov a konzervácii ovocia a zeleniny.

V súčasnosti je výrobný proces CPP fólií hlavne koextrúzne liatie.Tento výrobný proces pozostáva z viacerých extrudérov, viackanálových rozvádzačov (bežne známych ako „podávače“), lisovacích hláv v tvare T, odlievacích systémov, horizontálnych trakčných systémov, oscilátorov a navíjacích systémov.Hlavnými charakteristikami tohto výrobného procesu sú dobrý povrchový lesk, vysoká rovinnosť, malá tolerancia hrúbky, dobrá mechanická rozťažnosť, dobrá flexibilita a dobrá priehľadnosť vyrábaných tenkovrstvových produktov.Väčšina svetových výrobcov CPP používa na výrobu metódu koextrúzneho odlievania a technológia zariadenia je vyspelá.

Od polovice 80. rokov 20. storočia Čína začala zavádzať zahraničné zariadenia na výrobu odlievacích fólií, ale väčšina z nich sú jednovrstvové štruktúry a patria do primárneho štádia.Po vstupe do 90. rokov 20. storočia Čína zaviedla výrobné linky na výrobu viacvrstvových kopolymérových fólií z krajín ako Nemecko, Japonsko, Taliansko a Rakúsko.Tieto dovážané zariadenia a technológie sú hlavnou silou čínskeho liateho filmového priemyslu.Medzi hlavných dodávateľov zariadení patria nemecké Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer a rakúska Orchid.Od roku 2000 Čína zaviedla pokročilejšie výrobné linky a domáca výroba tiež zaznamenala rýchly rozvoj.

V porovnaní s medzinárodnou pokročilou úrovňou však stále existuje určitá medzera v úrovni automatizácie, vytláčacom systéme riadenia váženia, automatickej regulácii hrúbky fólie na nastavenie hlavy, online systéme obnovy okrajového materiálu a automatickom navíjaní domáceho odlievacieho zariadenia.V súčasnosti sú hlavnými dodávateľmi zariadení pre technológiu filmu CPP okrem iných nemecký Bruckner, Leifenhauser a rakúsky Lanzin.Títo zahraniční dodávatelia majú významné výhody z hľadiska automatizácie a iných aspektov.Súčasný proces je však už dosť vyspelý a rýchlosť zlepšovania technológie zariadení je pomalá a v podstate neexistuje žiadny prah pre spoluprácu.

(5)Súčasný stav a vývojové trendy technológie akrylonitrilu

Technológia oxidácie propylénu amoniaku je v súčasnosti hlavnou komerčnou výrobnou cestou akrylonitrilu a takmer všetci výrobcovia akrylonitrilu používajú katalyzátory BP (SOHIO).Na výber je však aj mnoho ďalších poskytovateľov katalyzátorov, ako napríklad Mitsubishi Rayon (predtým Nitto) a Asahi Kasei z Japonska, Ascend Performance Material (predtým Solutia) zo Spojených štátov a Sinopec.

Viac ako 95 % závodov na výrobu akrylonitrilu na celom svete používa technológiu oxidácie propylénu amoniaku (známu aj ako proces sohio), ktorú vyvinula a vyvinula spoločnosť BP.Táto technológia využíva ako suroviny propylén, čpavok, vzduch a vodu a v určitom pomere vstupuje do reaktora.Pôsobením fosforu, molybdénu, bizmutu alebo antimónových železných katalyzátorov na silikagéli vzniká akrylonitril pri teplote 400-500 °C.℃a atmosférický tlak.Potom, po sérii krokov neutralizácie, absorpcie, extrakcie, dehydrokyanácie a destilácie sa získa konečný produkt akrylonitrilu.Jednosmerný výťažok tejto metódy môže dosiahnuť 75 % a medzi vedľajšie produkty patrí acetonitril, kyanovodík a síran amónny.Táto metóda má najvyššiu hodnotu priemyselnej výroby.

Od roku 1984 podpísal Sinopec dlhodobú dohodu s INEOS a získal oprávnenie na používanie patentovanej technológie akrylonitrilu INEOS v Číne.Po rokoch vývoja Sinopec Shanghai Petrochemický výskumný ústav úspešne vyvinul technickú cestu oxidácie propylénového amoniaku na výrobu akrylonitrilu a skonštruoval druhú fázu 130 000 ton akrylonitrilového projektu pobočky Sinopec Anqing.Projekt bol úspešne uvedený do prevádzky v januári 2014, čím sa zvýšila ročná výrobná kapacita akrylonitrilu z 80 000 ton na 210 000 ton, čím sa stala dôležitou súčasťou výrobnej základne akrylonitrilu Sinopec.

V súčasnosti medzi spoločnosti po celom svete s patentmi na technológiu oxidácie propylénového amoniaku patria BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical a Sinopec.Tento výrobný proces je vyspelý a ľahko dosiahnuteľný a Čína tiež dosiahla lokalizáciu tejto technológie a jej výkon nie je horší ako zahraničné výrobné technológie.

(6)Súčasný stav a vývojové trendy technológie ABS

Podľa prieskumu je procesná cesta zariadenia ABS rozdelená hlavne na metódu vrúbľovania lotion a metódu kontinuálneho hromadného spracovania.ABS živica bola vyvinutá na základe modifikácie polystyrénovej živice.V roku 1947 americká gumárenská spoločnosť prijala proces miešania na dosiahnutie priemyselnej výroby ABS živice;V roku 1954 BORG-WAMER Company v Spojených štátoch vyvinula lotion vrúbľovanú polymerizovanú ABS živicu a realizovala priemyselnú výrobu.Vzhľad vrúbľovania lotion podporil rýchly rozvoj ABS priemyslu.Od 70. rokov 20. storočia vstúpila technológia výrobného procesu ABS do obdobia veľkého rozvoja.

Metóda očkovania lotionom je pokročilý výrobný proces, ktorý zahŕňa štyri kroky: syntézu butadiénového latexu, syntézu očkovaného polyméru, syntézu polymérov styrénu a akrylonitrilu a následné zmiešavanie.Špecifický procesný tok zahŕňa PBL jednotku, štepovaciu jednotku, SAN jednotku a miešaciu jednotku.Tento výrobný proces má vysokú technologickú vyspelosť a je široko používaný na celom svete.

V súčasnosti vyspelá technológia ABS pochádza hlavne od spoločností ako LG v Južnej Kórei, JSR v Japonsku, Dow v Spojených štátoch, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. v Južnej Kórei a Kellogg Technology v Spojených štátoch, všetky ktoré majú celosvetovo vedúcu úroveň technologickej vyspelosti.S neustálym vývojom technológií sa neustále zlepšuje a zdokonaľuje aj výrobný proces ABS.V budúcnosti môžu vzniknúť efektívnejšie, ekologickejšie a energeticky úspornejšie výrobné procesy, ktoré prinesú viac príležitostí a výziev pre rozvoj chemického priemyslu.

(7)Technický stav a trend vývoja n-butanolu

Podľa pozorovaní je hlavnou technológiou syntézy butanolu a oktanolu na celom svete proces cyklickej nízkotlakovej karbonylovej syntézy v kvapalnej fáze.Hlavnými surovinami pre tento proces sú propylén a syntézny plyn.Medzi nimi propylén pochádza hlavne z integrovaného vlastného zásobovania s jednotkovou spotrebou propylénu medzi 0,6 a 0,62 tony.Syntetický plyn sa väčšinou pripravuje z výfukových plynov alebo syntetického plynu na báze uhlia s jednotkovou spotrebou medzi 700 a 720 m3.

Technológia nízkotlakovej karbonylovej syntézy vyvinutá spoločnosťou Dow/David – proces cirkulácie v kvapalnej fáze má výhody, ako je vysoká miera konverzie propylénu, dlhá životnosť katalyzátora a znížené emisie troch odpadov.Tento proces je v súčasnosti najpokročilejšou výrobnou technológiou a je široko používaný v čínskych butanolových a oktanolových podnikoch.

Vzhľadom na to, že technológia Dow/David je relatívne vyspelá a možno ju použiť v spolupráci s domácimi podnikmi, mnohé podniky uprednostnia túto technológiu, keď sa rozhodnú investovať do výstavby butanoloktanolových jednotiek, po ktorých bude nasledovať domáca technológia.

(8)Súčasný stav a vývojové trendy technológie polyakrylonitrilu

Polyakrylonitril (PAN) sa získava radikálovou polymerizáciou akrylonitrilu a je dôležitým medziproduktom pri príprave akrylonitrilových vlákien (akrylových vlákien) a uhlíkových vlákien na báze polyakrylonitrilu.Vyskytuje sa vo forme bieleho alebo mierne žltého nepriehľadného prášku s teplotou skleného prechodu okolo 90 °C℃.Môže sa rozpustiť v polárnych organických rozpúšťadlách, ako je dimetylformamid (DMF) a dimetylsulfoxid (DMSO), ako aj v koncentrovaných vodných roztokoch anorganických solí, ako je tiokyanát a chloristan.Príprava polyakrylonitrilu zahŕňa hlavne roztokovú polymerizáciu alebo vodnú zrážaciu polymerizáciu akrylonitrilu (AN) s neiónovými druhými monomérmi a iónovými tretími monomérmi.

Polyakrylonitril sa používa hlavne na výrobu akrylových vlákien, čo sú syntetické vlákna vyrobené z kopolymérov akrylonitrilu s hmotnostným percentom vyšším ako 85 %.Podľa rozpúšťadiel používaných vo výrobnom procese ich možno rozlíšiť ako dimetylsulfoxid (DMSO), dimetylacetamid (DMAc), tiokyanát sodný (NaSCN) a dimetylformamid (DMF).Hlavným rozdielom medzi rôznymi rozpúšťadlami je ich rozpustnosť v polyakrylonitrile, ktorá nemá významný vplyv na špecifický proces výroby polymerizácie.Okrem toho sa podľa rôznych komonomérov dajú rozdeliť na kyselinu itakónovú (IA), metylakrylát (MA), akrylamid (AM) a metylmetakrylát (MMA) atď. Rôzne komonoméry majú rôzne účinky na kinetiku a vlastnosti produktu polymerizačných reakcií.

Proces agregácie môže byť jednokrokový alebo dvojkrokový.Jednostupňový spôsob sa týka polymerizácie akrylonitrilu a komonomérov naraz v roztoku a produkty možno priamo pripraviť do zvlákňovacieho roztoku bez separácie.Dvojstupňové pravidlo sa týka suspenznej polymerizácie akrylonitrilu a komonomérov vo vode, aby sa získal polymér, ktorý sa oddelí, premyje, dehydratuje a ďalšími krokmi sa vytvorí zvlákňovací roztok.V súčasnosti je globálny výrobný proces polyakrylonitrilu v podstate rovnaký, s rozdielom v následných polymerizačných metódach a komonoméroch.V súčasnosti sa väčšina polyakrylonitrilových vlákien v rôznych krajinách sveta vyrába z ternárnych kopolymérov, pričom akrylonitril predstavuje 90 % a pridanie druhého monoméru je v rozsahu od 5 % do 8 %.Účelom pridania druhého monoméru je zvýšiť mechanickú pevnosť, elasticitu a textúru vlákien, ako aj zlepšiť farbiaci výkon.Bežne používané metódy zahŕňajú MMA, MA, vinylacetát atď. Prídavné množstvo tretieho monoméru je 0,3% -2%, s cieľom zavedenia určitého počtu hydrofilných farbiacich skupín na zvýšenie afinity vlákien k farbivám, ktoré sú rozdelené na skupiny katiónových farbív a skupiny kyslých farbív.

V súčasnosti je hlavným predstaviteľom celosvetového procesu výroby polyakrylonitrilu Japonsko, za ním nasledujú krajiny ako Nemecko a Spojené štáty americké.Reprezentatívne podniky zahŕňajú Zoltek, Hexcel, Cytec a Aldila z Japonska, Dongbang, Mitsubishi a Spojené štáty americké, SGL z Nemecka a Formosa Plastics Group z Taiwanu, Číny, Číny.V súčasnosti je globálna technológia výrobného procesu polyakrylonitrilu vyspelá a nie je veľa priestoru na zlepšenie produktu.