Tento článek bude analyzovat hlavní produkty v čínském průmyslovém řetězci C3 a současný směr výzkumu a vývoje technologií.

(1)Současný stav a vývojové trendy technologie polypropylenu (PP).

Podle našeho šetření existují různé způsoby výroby polypropylenu (PP) v Číně, z nichž mezi nejdůležitější procesy patří domácí environmentální proces potrubí, proces Unipol společnosti Daoju, proces Spheriol společnosti LyondellBasell Company, proces Innovene společnosti Ineos, proces Novolen Nordic Chemical Company a proces Spherizone společnosti LyondellBasell Company.Tyto procesy jsou také široce přijímány čínskými PP podniky.Tyto technologie většinou řídí konverzní poměr propylenu v rozmezí 1,01-1,02.

Proces domácího prstencového potrubí využívá nezávisle vyvinutý katalyzátor ZN, kterému v současnosti dominuje technologie procesu prstencového potrubí druhé generace.Tento proces je založen na nezávisle vyvinutých katalyzátorech, technologii asymetrického donoru elektronů a technologii binární náhodné kopolymerace propylen butadienu a může produkovat homopolymerizaci, náhodnou kopolymerizaci ethylenu a propylenu, nahodilou kopolymerizaci propylen butadienu a kopolymeraci PP odolnou proti nárazu.Například společnosti jako Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Rafining and Chemical First and Second Lines a Maoming Second Line všechny tento proces uplatnily.S nárůstem nových výrobních zařízení v budoucnu se očekává, že se proces environmentálního potrubí třetí generace postupně stane dominantním domácím ekologickým procesem potrubí.

Proces Unipol může průmyslově vyrábět homopolymery s rychlostí toku taveniny (MFR) v rozmezí 0,5~100 g/10 min.Kromě toho může hmotnostní podíl monomerů ethylenového kopolymeru v nahodilých kopolymerech dosáhnout 5,5 %.Tímto procesem lze také vyrobit průmyslový statistický kopolymer propylenu a 1-butenu (obchodní název CE-FOR) s hmotnostním podílem kaučuku až 14 %.Hmotnostní podíl ethylenu v rázovém kopolymeru vyrobeném procesem Unipol může dosáhnout 21 % (hmotnostní podíl kaučuku je 35 %).Tento proces byl aplikován v zařízeních podniků jako Fushun Petrochemical a Sichuan Petrochemical.

Proces Innovene může produkovat homopolymerní produkty s širokým rozsahem rychlosti toku taveniny (MFR), která může dosáhnout 0,5-100 g/10 min.Jeho houževnatost produktu je vyšší než u jiných procesů polymerace v plynné fázi.MFR produktů statistického kopolymeru je 2-35 g/10 min, s hmotnostním podílem ethylenu v rozmezí od 7 % do 8 %.MFR nárazuvzdorných kopolymerních produktů je 1-35 g/10 min, s hmotnostním podílem ethylenu v rozmezí od 5 % do 17 %.

V současné době je tradiční výrobní technologie PP v Číně velmi vyspělá.Vezmeme-li jako příklad podniky z polypropylenu na bázi ropy, neexistuje žádný významný rozdíl ve spotřebě výrobní jednotky, nákladech na zpracování, ziscích atd. mezi jednotlivými podniky.Z pohledu výrobních kategorií pokrytých různými procesy mohou mainstreamové procesy pokrýt celou produktovou kategorii.Nicméně, vezmeme-li v úvahu skutečné výstupní kategorie stávajících podniků, existují mezi různými podniky významné rozdíly v produktech PP v důsledku faktorů, jako je geografie, technologické bariéry a suroviny.

(2)Současný stav a vývojové trendy technologie kyseliny akrylové

Kyselina akrylová je důležitou organickou chemickou surovinou široce používanou při výrobě lepidel a vodou ředitelných nátěrů a běžně se také zpracovává na butylakrylát a další produkty.Podle výzkumu existují různé výrobní procesy pro kyselinu akrylovou, včetně chlorethanolové metody, kyanoethanolové metody, vysokotlaké Reppe metody, enonové metody, vylepšené Reppe metody, formaldehyd-ethanolové metody, metody hydrolýzy akrylonitrilu, metody ethylenu, metody oxidace propylenu a biologické metody metoda.Ačkoli existují různé techniky přípravy kyseliny akrylové a většina z nich byla aplikována v průmyslu, nejběžnějším výrobním procesem na celém světě je stále přímá oxidace propylenu na kyselinu akrylovou.

Suroviny pro výrobu kyseliny akrylové oxidací propylenu zahrnují především vodní páru, vzduch a propylen.Během výrobního procesu tyto tři podléhají v určitém poměru oxidačním reakcím přes lože katalyzátoru.Propylen se nejprve oxiduje na akrolein v prvním reaktoru a poté se dále oxiduje na kyselinu akrylovou ve druhém reaktoru.Vodní pára hraje v tomto procesu zřeďovací roli, zabraňuje vzniku explozí a potlačuje vznik vedlejších reakcí.Tento reakční proces však kromě výroby kyseliny akrylové také produkuje kyselinu octovou a oxidy uhlíku v důsledku vedlejších reakcí.

Podle výzkumu Pingtou Ge spočívá klíč k technologii procesu oxidace kyseliny akrylové ve výběru katalyzátorů.V současné době mezi společnosti, které mohou poskytovat technologii kyseliny akrylové prostřednictvím oxidace propylenu, patří Sohio ve Spojených státech, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company v Japonsku, BASF v Německu a Japan Chemical Technology.

Proces Sohio ve Spojených státech je důležitým procesem výroby kyseliny akrylové oxidací propylenu, který se vyznačuje současným zaváděním propylenu, vzduchu a vodní páry do dvou sériově spojených reaktorů s pevným ložem a použitím vícesložkového kovu Mo Bi a Mo-V. oxidy jako katalyzátory, resp.Při této metodě může jednosměrný výtěžek kyseliny akrylové dosáhnout asi 80 % (molární poměr).Výhodou Sohio metody je, že dva sériové reaktory mohou prodloužit životnost katalyzátoru, dosahující až 2 let.Tento způsob má však nevýhodu v tom, že nezreagovaný propylen nelze získat zpět.

Metoda BASF: Od konce 60. let 20. století společnost BASF provádí výzkum výroby kyseliny akrylové oxidací propylenu.Metoda BASF využívá katalyzátory Mo Bi nebo Mo Co pro oxidační reakci propylenu a jednosměrný výtěžek získaného akroleinu může dosáhnout asi 80 % (molární poměr).Následně za použití katalyzátorů na bázi Mo, W, V a Fe byl akrolein dále oxidován na kyselinu akrylovou s maximálním jednocestným výtěžkem asi 90 % (molární poměr).Životnost katalyzátoru u metody BASF může dosáhnout 4 let a proces je jednoduchý.Tento způsob má však nevýhody, jako je vysoký bod varu rozpouštědla, časté čištění zařízení a vysoká celková spotřeba energie.

Japonská katalytická metoda: Používají se také dva pevné reaktory v sérii a odpovídající sedmivěžový separační systém.Prvním krokem je infiltrace prvku Co do katalyzátoru Mo Bi jako reakčního katalyzátoru a poté použití kompozitních oxidů kovů Mo, V a Cu jako hlavních katalyzátorů ve druhém reaktoru, na nosiči oxidu křemičitého a oxidu olovnatého.Při tomto procesu je jednosměrný výtěžek kyseliny akrylové přibližně 83-86 % (molární poměr).Japonská katalyzátorová metoda využívá jeden vrstvený reaktor s pevným ložem a 7-věžový separační systém s pokročilými katalyzátory, vysokým celkovým výtěžkem a nízkou spotřebou energie.Tato metoda je v současnosti jedním z pokročilejších výrobních procesů, na stejné úrovni jako proces Mitsubishi v Japonsku.

(3)Současný stav a vývojové trendy technologie butylakrylátu

Butylakrylát je bezbarvá průhledná kapalina, která je nerozpustná ve vodě a lze ji smíchat s ethanolem a etherem.Tato směs musí být skladována v chladném a větraném skladu.Kyselina akrylová a její estery jsou široce používány v průmyslu.Používají se nejen k výrobě měkkých monomerů lepidel na bázi akrylátových rozpouštědel a lotionů, ale lze je také homopolymerizovat, kopolymerovat a roubovat kopolymerovat, aby se staly polymerními monomery a používat jako meziprodukty organické syntézy.

V současné době proces výroby butylakrylátu zahrnuje hlavně reakci kyseliny akrylové a butanolu v přítomnosti kyseliny toluensulfonové za vzniku butylakrylátu a vody.Esterifikační reakce obsažená v tomto procesu je typická reverzibilní reakce a teploty varu kyseliny akrylové a produktu butylakrylátu jsou velmi blízké.Proto je obtížné oddělit kyselinu akrylovou pomocí destilace a nezreagovanou kyselinu akrylovou nelze recyklovat.

Tento proces se nazývá metoda esterifikace butylakrylátu, především z Výzkumného ústavu petrochemického inženýrství Jilin a dalších příbuzných institucí.Tato technologie je již velmi vyspělá a řízení spotřeby na jednotku kyseliny akrylové a n-butanolu je velmi přesné a dokáže řídit spotřebu jednotky v rozmezí 0,6.Navíc tato technologie již dosáhla spolupráce a přenosu.

(4)Současný stav a vývojové trendy technologie CPP

CPP fólie je vyrobena z polypropylenu jako hlavní suroviny prostřednictvím specifických metod zpracování, jako je tlakové lití ve tvaru T.Tato fólie má vynikající tepelnou odolnost a díky svým vlastnostem rychlého chlazení může vytvářet vynikající hladkost a průhlednost.Proto je pro obalové aplikace, které vyžadují vysokou čirost, preferovaným materiálem CPP fólie.Nejrozšířenější použití CPP fólie je při balení potravin, dále při výrobě hliníkových povlaků, farmaceutických baleních a konzervaci ovoce a zeleniny.

V současnosti je výrobním procesem CPP fólií převážně koextruzní lití.Tento výrobní proces se skládá z několika extrudérů, vícekanálových rozdělovačů (běžně známých jako „podavače“), lisovacích hlav ve tvaru T, licích systémů, horizontálních trakčních systémů, oscilátorů a navíjecích systémů.Hlavními charakteristikami tohoto výrobního procesu jsou dobrý povrchový lesk, vysoká rovinnost, malá tolerance tloušťky, dobrá mechanická roztažnost, dobrá flexibilita a dobrá průhlednost vyráběných tenkovrstvých produktů.Většina světových výrobců CPP používá pro výrobu metodu koextruzního lití a technologie zařízení je vyspělá.

Od poloviny 80. let začala Čína zavádět zahraniční zařízení na výrobu odlévacích fólií, ale většina z nich jsou jednovrstvé struktury a patří do primární fáze.Po vstupu do 90. let 20. století Čína zavedla výrobní linky na výrobu vícevrstvých kopolymerních fólií ze zemí jako Německo, Japonsko, Itálie a Rakousko.Tato dovážená zařízení a technologie jsou hlavní silou čínského filmového průmyslu.Mezi hlavní dodavatele zařízení patří německý Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer a rakouská Orchid.Od roku 2000 Čína zavedla pokročilejší výrobní linky a zařízení vyrobené v tuzemsku také zaznamenalo rychlý rozvoj.

Ve srovnání s mezinárodní pokročilou úrovní však stále existuje určitá mezera v úrovni automatizace, vytlačovacím systému pro řízení vážení, automatickém nastavení tloušťky fólie pro nastavení závitové hlavy, online systému obnovy okrajového materiálu a automatickém navíjení domácího odlévacího zařízení.V současnosti jsou hlavními dodavateli zařízení pro technologii CPP fólie mimo jiné německý Bruckner, Leifenhauser a rakouský Lanzin.Tito zahraniční dodavatelé mají významné výhody z hlediska automatizace a dalších aspektů.Současný proces je však již poměrně vyspělý a rychlost zlepšování technologie zařízení je pomalá a v podstatě neexistuje žádný práh pro spolupráci.

(5)Současný stav a vývojové trendy technologie akrylonitrilu

Technologie oxidace propylenu a amoniaku je v současnosti hlavní komerční výrobní cestou akrylonitrilu a téměř všichni výrobci akrylonitrilu používají katalyzátory BP (SOHIO).Na výběr je však také mnoho dalších poskytovatelů katalyzátorů, jako je Mitsubishi Rayon (dříve Nitto) a Asahi Kasei z Japonska, Ascend Performance Material (dříve Solutia) ze Spojených států a Sinopec.

Více než 95 % továren na výrobu akrylonitrilu na celém světě používá technologii oxidace propylenu a amoniaku (také známou jako proces sohio), kterou propagovala a vyvinula společnost BP.Tato technologie využívá jako suroviny propylen, čpavek, vzduch a vodu a v určitém poměru vstupuje do reaktoru.Působením fosforu, molybdenu, bismutu nebo antimonových železných katalyzátorů nesených na silikagelu vzniká akrylonitril při teplotě 400-500 °C.℃a atmosférický tlak.Poté, po řadě kroků neutralizace, absorpce, extrakce, dehydrokyanace a destilace se získá konečný produkt akrylonitrilu.Jednosměrný výtěžek této metody může dosáhnout 75 % a mezi vedlejší produkty patří acetonitril, kyanovodík a síran amonný.Tato metoda má nejvyšší hodnotu průmyslové výroby.

Od roku 1984 podepsal Sinopec dlouhodobou smlouvu s INEOS a získal oprávnění používat patentovanou technologii INEOS akrylonitrilu v Číně.Po letech vývoje Sinopec Shanghai Petrochemical Research Institute úspěšně vyvinul technickou cestu pro oxidaci propylenu amoniakem k výrobě akrylonitrilu a postavil druhou fázi projektu Sinopec Anqing Branch o objemu 130 000 tun akrylonitrilu.Projekt byl úspěšně uveden do provozu v lednu 2014 a zvýšil roční kapacitu výroby akrylonitrilu z 80 000 tun na 210 000 tun a stal se důležitou součástí výrobní základny akrylonitrilu společnosti Sinopec.

V současnosti celosvětově mezi společnosti s patenty na technologii oxidace propylenu amoniakem patří BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical a Sinopec.Tento výrobní proces je vyzrálý a snadno dostupný a Čína také dosáhla lokalizace této technologie a její výkon není horší než zahraniční výrobní technologie.

(6)Současný stav a vývojové trendy technologie ABS

Podle šetření je procesní cesta zařízení ABS rozdělena hlavně na metodu roubování lotion a kontinuální hromadnou metodu.ABS pryskyřice byla vyvinuta na základě modifikace polystyrenové pryskyřice.V roce 1947 americká gumárenská společnost přijala proces míšení k dosažení průmyslové výroby ABS pryskyřice;V roce 1954 společnost BORG-WAMER Company ve Spojených státech vyvinula lotion roubovanou polymerovanou ABS pryskyřici a realizovala průmyslovou výrobu.Vzhled roubování lotion podporoval rychlý rozvoj ABS průmyslu.Od 70. let 20. století vstoupila technologie výrobního procesu ABS do období velkého rozvoje.

Metoda roubování lotionem je pokročilý výrobní proces, který zahrnuje čtyři kroky: syntézu butadienového latexu, syntézu roubovaného polymeru, syntézu polymerů styrenu a akrylonitrilu a následnou úpravu smícháním.Specifický procesní tok zahrnuje jednotku PBL, roubovací jednotku, jednotku SAN a míchací jednotku.Tento výrobní proces má vysokou úroveň technologické vyspělosti a je široce používán po celém světě.

V současnosti vyspělá technologie ABS pochází hlavně od společností, jako je LG v Jižní Koreji, JSR v Japonsku, Dow ve Spojených státech, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. v Jižní Koreji a Kellogg Technology ve Spojených státech. které mají celosvětově vedoucí úroveň technologické vyspělosti.S neustálým vývojem technologií se neustále zlepšuje a zdokonaluje i výrobní proces ABS.V budoucnu se mohou objevit efektivnější, ekologičtější a energeticky úspornější výrobní procesy, které přinesou více příležitostí a výzev pro rozvoj chemického průmyslu.

(7)Technický stav a vývojový trend n-butanolu

Podle pozorování je hlavní technologií syntézy butanolu a oktanolu na celém světě proces cyklické nízkotlaké karbonylové syntézy v kapalné fázi.Hlavními surovinami pro tento proces jsou propylen a syntézní plyn.Mezi nimi propylen pochází hlavně z integrovaného vlastního zásobování s jednotkovou spotřebou propylenu mezi 0,6 a 0,62 tuny.Syntetický plyn se většinou připravuje z výfukových plynů nebo syntetického plynu na bázi uhlí s jednotkovou spotřebou mezi 700 a 720 m3.

Technologie nízkotlaké karbonylové syntézy vyvinutá společností Dow/David – proces cirkulace v kapalné fázi má výhody, jako je vysoká míra konverze propylenu, dlouhá životnost katalyzátoru a snížené emise tří odpadů.Tento proces je v současné době nejpokročilejší výrobní technologií a je široce používán v čínských butanolových a oktanolových podnicích.

Vzhledem k tomu, že technologie Dow/David je poměrně vyspělá a lze ji použít ve spolupráci s tuzemskými podniky, bude mnoho podniků upřednostňovat tuto technologii, když se rozhodne investovat do výstavby butanoloktanolových jednotek, následovaných domácí technologií.

(8)Současný stav a vývojové trendy technologie polyakrylonitrilu

Polyakrylonitril (PAN) se získává radikálovou polymerací akrylonitrilu a je důležitým meziproduktem při přípravě akrylonitrilových vláken (akrylových vláken) a uhlíkových vláken na bázi polyakrylonitrilu.Vyskytuje se ve formě bílého nebo slabě žlutého neprůhledného prášku s teplotou skelného přechodu asi 90℃.Může být rozpuštěn v polárních organických rozpouštědlech, jako je dimethylformamid (DMF) a dimethylsulfoxid (DMSO), stejně jako v koncentrovaných vodných roztocích anorganických solí, jako je thiokyanát a chloristan.Příprava polyakrylonitrilu zahrnuje především roztokovou polymeraci nebo vodnou srážecí polymeraci akrylonitrilu (AN) s neiontovými druhými monomery a iontovými třetími monomery.

Polyakrylonitril se používá hlavně k výrobě akrylových vláken, což jsou syntetická vlákna vyrobená z kopolymerů akrylonitrilu s hmotnostním procentem vyšším než 85 %.Podle rozpouštědel používaných ve výrobním procesu je lze rozlišit jako dimethylsulfoxid (DMSO), dimethylacetamid (DMAc), thiokyanát sodný (NaSCN) a dimethylformamid (DMF).Hlavním rozdílem mezi různými rozpouštědly je jejich rozpustnost v polyakrylonitrilu, která nemá významný vliv na konkrétní polymerační výrobní proces.Kromě toho je lze podle různých komonomerů rozdělit na kyselinu itakonovou (IA), methylakrylát (MA), akrylamid (AM) a methylmethakrylát (MMA) atd. Různé komonomery mají různé účinky na kinetiku a vlastnosti produktu polymeračních reakcí.

Proces agregace může být jednokrokový nebo dvoukrokový.Jednostupňový způsob se týká polymerace akrylonitrilu a komonomerů ve stavu roztoku najednou a produkty mohou být přímo připraveny do zvlákňovacího roztoku bez separace.Dvoustupňové pravidlo se týká suspenzní polymerace akrylonitrilu a komonomerů ve vodě za získání polymeru, který se oddělí, promyje, dehydratuje a další kroky tvoří zvlákňovací roztok.V současnosti je globální výrobní proces polyakrylonitrilu v podstatě stejný, s rozdílem v následných polymeračních metodách a komonomerech.V současnosti je většina polyakrylonitrilových vláken v různých zemích světa vyrobena z ternárních kopolymerů, přičemž akrylonitril tvoří 90 % a přídavek druhého monomeru se pohybuje v rozmezí od 5 % do 8 %.Účelem přidání druhého monomeru je zvýšit mechanickou pevnost, elasticitu a texturu vláken a také zlepšit barvicí výkon.Mezi běžně používané metody patří MMA, MA, vinylacetát atd. Přídavné množství třetího monomeru je 0,3 % -2 %, s cílem zavést určitý počet hydrofilních skupin barviv pro zvýšení afinity vláken k barvivům, která jsou se dělí na skupiny kationtových barviv a skupiny kyselých barviv.

V současnosti je hlavním představitelem celosvětového procesu výroby polyakrylonitrilu Japonsko, následované zeměmi jako Německo a Spojené státy americké.Mezi reprezentativní podniky patří Zoltek, Hexcel, Cytec a Aldila z Japonska, Dongbang, Mitsubishi a Spojené státy, SGL z Německa a Formosa Plastics Group z Tchaj-wanu, Číny a Číny.V současné době je technologie globálního výrobního procesu polyakrylonitrilu vyspělá a není mnoho prostoru pro vylepšení produktu.