У цій статті буде проаналізовано основні продукти промислового ланцюга C3 у Китаї та поточний напрямок досліджень і розробки технологій.

(1)Сучасний стан і тенденції розвитку технології поліпропілену (PP).

Згідно з нашим дослідженням, існують різні способи виробництва поліпропілену (ПП) у Китаї, серед яких найважливіші процеси включають внутрішній екологічний трубний процес, процес Unipol компанії Daoju, процес Spheriol компанії LyondellBasell, процес Innovene компанії Ineos, процес Novolen компанії Nordic Chemical Company та процес Spherizone компанії LyondellBasell.Ці процеси також широко застосовуються китайськими підприємствами PP.Ці технології здебільшого контролюють коефіцієнт перетворення пропілену в діапазоні 1,01-1,02.

У внутрішньому процесі кільцевої труби використовується незалежно розроблений каталізатор ZN, наразі домінує технологія кільцевої труби другого покоління.Цей процес базується на незалежно розроблених каталізаторах, технології асиметричних донорів електронів і технології бінарної випадкової кополімеризації пропілен-бутадієну та може призвести до гомополімеризації, випадкової кополімеризації етилен-пропілену, випадкової кополімеризації пропілен-бутадієну та ударостійкої кополімеризації PP.Наприклад, такі компанії, як Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Lines і Maoming Second Line, усі застосовували цей процес.Зі збільшенням нових виробничих потужностей у майбутньому очікується, що екологічний трубний процес третього покоління поступово стане домінуючим вітчизняним екологічним трубним процесом.

Процес Unipol може промислово виробляти гомополімери з діапазоном швидкості течії розплаву (MFR) 0,5~100 г/10 хв.Крім того, масова частка мономерів сополімеру етилену в статистичних кополімерах може досягати 5,5%.За допомогою цього процесу також можна отримати промисловий статистичний сополімер пропілену та 1-бутену (торгова назва CE-FOR) з масовою часткою каучуку до 14%.Масова частка етилену в ударопрочному кополімері, отриманому за процесом Unipol, може досягати 21% (масова частка каучуку - 35%).Процес застосовувався на підприємствах, таких як Fushun Petrochemical і Sichuan Petrochemical.

Процес Innovene може виробляти гомополімерні продукти з широким діапазоном швидкості течії розплаву (MFR), яка може досягати 0,5-100 г/10 хв.Його міцність продукту вища, ніж у інших процесів газофазної полімеризації.MFR статистичних сополімерних продуктів становить 2-35 г/10 хв, з масовою часткою етилену в діапазоні від 7% до 8%.MFR ударостійких сополімерних продуктів становить 1-35 г/10 хв, з масовою часткою етилену в діапазоні від 5% до 17%.

В даний час основна технологія виробництва ПП в Китаї є дуже зрілою.Якщо взяти як приклад підприємства з виробництва поліпропілену, що працюють на нафтовій основі, то між кожним підприємством немає суттєвої різниці у споживанні одиниці продукції, витратах на переробку, прибутках тощо.З точки зору виробничих категорій, охоплених різними процесами, основні процеси можуть охоплювати всю категорію продукції.Однак, враховуючи фактичні категорії випуску існуючих підприємств, існують значні відмінності в продуктах ПП між різними підприємствами через такі фактори, як географія, технологічні бар’єри та сировина.

(2)Поточний стан і тенденції розвитку технології акрилової кислоти

Акрилова кислота є важливою органічною хімічною сировиною, яка широко використовується у виробництві клеїв і водорозчинних покриттів, а також зазвичай переробляється на бутилакрилат та інші продукти.Згідно з дослідженнями, існують різні процеси виробництва акрилової кислоти, включаючи метод хлоретанолу, метод ціаноетанолу, метод Реппе високого тиску, метод енону, вдосконалений метод Реппе, метод формальдегіду етанолу, метод гідролізу акрилонітрилу, метод етилену, метод окислення пропілену та біологічний метод.Незважаючи на те, що існують різні методи приготування акрилової кислоти, і більшість із них застосовувалися в промисловості, найбільш поширеним виробничим процесом у всьому світі все ще є процес прямого окислення пропілену в акрилову кислоту.

Сировина для виробництва акрилової кислоти шляхом окислення пропілену в основному включає водяну пару, повітря та пропілен.Під час виробничого процесу ці три проходять реакції окислення через шар каталізатора в певній пропорції.Пропілен спочатку окислюється до акролеїну в першому реакторі, а потім далі окислюється до акрилової кислоти в другому реакторі.Водяна пара відіграє в цьому процесі розріджувальну роль, запобігаючи вибухам і пригнічуючи генерацію побічних реакцій.Однак, окрім виробництва акрилової кислоти, цей реакційний процес також утворює оцтову кислоту та оксиди вуглецю через побічні реакції.

Згідно з дослідженням Pingtou Ge, ключ до технології процесу окислення акрилової кислоти полягає у виборі каталізаторів.В даний час компанії, які можуть надати технологію акрилової кислоти шляхом окислення пропілену, включають Sohio в Сполучених Штатах, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company в Японії, BASF в Німеччині та Japan Chemical Technology.

Процес Сохіо в Сполучених Штатах є важливим процесом виробництва акрилової кислоти шляхом окислення пропілену, який характеризується одночасним введенням пропілену, повітря та водяної пари в два послідовно з’єднаних реактори з нерухомим шаром і використанням багатокомпонентного металу Mo Bi та Mo-V. оксиди як каталізатори відповідно.За цим методом односторонній вихід акрилової кислоти може досягати приблизно 80% (молярне співвідношення).Перевага методу Sohio полягає в тому, що два реактори серії можуть збільшити термін служби каталізатора до 2 років.Однак цей метод має той недолік, що пропілен, що не прореагував, не може бути відновлений.

Метод BASF: з кінця 1960-х років компанія BASF проводить дослідження з виробництва акрилової кислоти шляхом окислення пропілену.Метод BASF використовує каталізатори Mo Bi або Mo Co для реакції окислення пропілену, і односторонній вихід отриманого акролеїну може досягати приблизно 80% (молярне співвідношення).Згодом, використовуючи каталізатори на основі Mo, W, V і Fe, акролеїн був додатково окислений до акрилової кислоти з максимальним одностороннім виходом приблизно 90% (молярне співвідношення).Термін служби каталізатора за методом BASF може досягати 4 років, а процес простий.Однак цей метод має недоліки, такі як висока температура кипіння розчинника, часте очищення обладнання та високе загальне споживання енергії.

Японський метод каталізатора: також використовуються два фіксовані реактори, з’єднані послідовно, і відповідна система розділення з семи башт.Першим кроком є ​​проникнення елемента Co в каталізатор Mo Bi як каталізатора реакції, а потім використання композитних оксидів металів Mo, V і Cu як основних каталізаторів у другому реакторі на основі кремнезему та монооксиду свинцю.У цьому процесі односторонній вихід акрилової кислоти становить приблизно 83-86% (молярне співвідношення).У японському методі каталізатора використовується один реактор із нерухомим шаром і 7-баштова система поділу з передовими каталізаторами, високим загальним виходом і низьким споживанням енергії.Наразі цей метод є одним із найдосконаліших виробничих процесів нарівні з процесом Mitsubishi в Японії.

(3)Поточний стан і тенденції розвитку технології бутилакрилату

Бутилакрилат — безбарвна прозора рідина, нерозчинна у воді, яку можна змішувати з етанолом та ефіром.Цей склад необхідно зберігати в прохолодному і вентильованому складі.Акрилова кислота та її ефіри широко використовуються в промисловості.Вони не тільки використовуються для виробництва м’яких мономерів клеїв на основі акрилатних розчинників і лосьйонів, але також можуть піддаватися гомополімеризації, кополімеризації та графт-кополімеризації, щоб стати полімерними мономерами та використовуватися як проміжні продукти органічного синтезу.

В даний час процес виробництва бутилакрилату в основному включає реакцію акрилової кислоти та бутанолу в присутності толуолсульфонової кислоти для отримання бутилакрилату та води.Реакція естерифікації, яка бере участь у цьому процесі, є типовою оборотною реакцією, і точки кипіння акрилової кислоти та продукту бутилакрилату дуже близькі.Тому важко відокремити акрилову кислоту за допомогою дистиляції, а непрореагувану акрилову кислоту неможливо переробити.

Цей процес називається методом естерифікації бутилакрилату, в основному від Науково-дослідного інституту нафтохімічної техніки Цзілінь та інших пов’язаних установ.Ця технологія вже дуже зріла, і контроль споживання одиниці для акрилової кислоти та н-бутанолу є дуже точним, здатним контролювати споживання одиниці в межах 0,6.Крім того, ця технологія вже досягла співпраці та передачі.

(4)Поточний стан і тенденції розвитку технології CPP

Плівка CPP виготовляється з поліпропілену як основної сировини за допомогою спеціальних методів обробки, таких як Т-подібне лиття під тиском.Ця плівка має чудову термостійкість і, завдяки притаманним їй властивостям швидкого охолодження, може створювати чудову гладкість і прозорість.Таким чином, для пакувальних застосувань, які вимагають високої прозорості, плівка CPP є кращим матеріалом.Найбільш широко CPP плівка використовується в упаковці харчових продуктів, а також у виробництві алюмінієвого покриття, фармацевтичної упаковки, консервації овочів і фруктів.

В даний час процес виробництва плівок CPP - це в основному спільне екструзійне лиття.Цей виробничий процес складається з кількох екструдерів, багатоканальних розподільників (широко відомих як «живильники»), Т-подібних головок, ливарних систем, систем горизонтальної тяги, осциляторів і систем намотування.Основними характеристиками цього виробничого процесу є гарний глянець поверхні, висока площинність, невеликий допуск на товщину, хороша механічна продуктивність подовження, хороша гнучкість і хороша прозорість виготовлених тонкоплівкових виробів.Більшість світових виробників CPP використовують метод коекструзії для виробництва, а технологія обладнання є зрілою.

З середини 1980-х років Китай почав впроваджувати іноземне обладнання для виробництва кастингової плівки, але більшість із них є одношаровими структурами та належать до первинної стадії.Після початку 1990-х років Китай запровадив лінії виробництва багатошарової полімерної литої плівки з таких країн, як Німеччина, Японія, Італія та Австрія.Це імпортне обладнання та технології є основною силою китайської кіноіндустрії.Основними постачальниками обладнання є німецькі Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer, австрійська Orchid.Починаючи з 2000 року, Китай запровадив більш передові виробничі лінії, а вітчизняне обладнання також зазнало швидкого розвитку.

Однак у порівнянні з міжнародним просунутим рівнем все ще існує певний розрив у рівні автоматизації, екструзійній системі контролю зважування, автоматичному налаштуванні головки матриці, контрольній товщині плівки, онлайн-системі відновлення крайового матеріалу та автоматичному намотуванні внутрішнього обладнання для лиття плівки.В даний час серед основних постачальників обладнання для плівкової технології CPP є німецькі компанії Bruckner, Leifenhauser і австрійська компанія Lanzin.Ці закордонні постачальники мають значні переваги з точки зору автоматизації та інших аспектів.Однак поточний процес уже досить зрілий, і швидкість удосконалення технології обладнання є повільною, і в основному немає порогу для співпраці.

(5)Сучасний стан і тенденції розвитку технології акрилонітрилу

Технологія окислення пропілену аміаком наразі є основним комерційним способом виробництва акрилонітрилу, і майже всі виробники акрилонітрилу використовують каталізатори BP (SOHIO).Однак є також багато інших постачальників каталізаторів на вибір, наприклад Mitsubishi Rayon (раніше Nitto) і Asahi Kasei з Японії, Ascend Performance Material (раніше Solutia) зі Сполучених Штатів і Sinopec.

Понад 95% заводів з виробництва акрилонітрилу в усьому світі використовують технологію окислення пропілену аміаком (також відому як процес Сохіо), вперше розроблену BP.Ця технологія використовує як сировину пропілен, аміак, повітря та воду, які надходять у реактор у певній пропорції.Під дією фосфорно-молібденово-вісмутових або сурм'яно-залізистих каталізаторів, нанесених на силікагель, утворюється акрилонітрил при температурі 400-500°С.℃і атмосферний тиск.Потім після ряду етапів нейтралізації, абсорбції, екстракції, дегідроціанування та дистиляції отримують кінцевий продукт акрилонітрилу.Односторонній вихід цього методу може досягати 75%, а побічні продукти включають ацетонітрил, ціаністий водень і сульфат амонію.Цей спосіб має найбільшу промислову цінність.

З 1984 року Sinopec підписала довгострокову угоду з INEOS і отримала дозвіл на використання запатентованої акрилонітрильної технології INEOS у Китаї.Після багатьох років розробок Шанхайський науково-дослідний інститут нафтохімічної промисловості Sinopec успішно розробив технічний шлях окислення пропілену аміаком для виробництва акрилонітрилу та побудував другу фазу проекту Sinopec Anqing Branch з акрилонітрилу потужністю 130 000 тонн.Проект був успішно введений в експлуатацію в січні 2014 року, збільшивши річну потужність виробництва акрилонітрилу з 80 000 тонн до 210 000 тонн, ставши важливою частиною виробничої бази акрилонітрилу Sinopec.

В даний час між компаніями по всьому світу патенти на технологію окислення пропілену аміаком включають BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical і Sinopec.Цей виробничий процес є зрілим і його легко отримати, і Китай також досяг локалізації цієї технології, і її продуктивність не поступається іноземним виробничим технологіям.

(6)Поточний стан і тенденції розвитку технології ABS

Згідно з дослідженням, технологічний шлях пристрою ABS в основному поділяється на метод прищеплення лосьйоном і метод безперервної масової обробки.АБС-смола була розроблена на основі модифікації полістиролової смоли.У 1947 році американська гумова компанія прийняла процес змішування для досягнення промислового виробництва смоли ABS;У 1954 році компанія BORG-WAMER у Сполучених Штатах розробила полімеризовану АБС-смолу для прищеплення лосьйону та розпочала промислове виробництво.Швидкому розвитку індустрії АБС сприяла поява лосьйонного щеплення.З 1970-х років технологія виробництва ABS вступила в період великого розвитку.

Метод щеплення лосьйоном — це вдосконалений виробничий процес, який включає чотири етапи: синтез бутадієнового латексу, синтез прищепленого полімеру, синтез полімерів стиролу та акрилонітрилу та подальшу обробку змішуванням.Конкретний процес включає блок PBL, блок щеплення, блок SAN і блок змішування.Цей процес виробництва має високий рівень технологічної зрілості та широко застосований у всьому світі.

Наразі зріла технологія ABS в основному надходить від таких компаній, як LG у Південній Кореї, JSR у Японії, Dow у Сполучених Штатах, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. у Південній Кореї та Kellogg Technology у Сполучених Штатах. які мають провідний у світі рівень технологічної зрілості.З постійним розвитком технологій процес виробництва ABS також постійно вдосконалюється та вдосконалюється.У майбутньому можуть з’явитися більш ефективні, екологічно чисті та енергозберігаючі процеси виробництва, що принесе більше можливостей і викликів для розвитку хімічної промисловості.

(7)Технічний стан і тенденції розвитку н-бутанолу

Відповідно до спостережень, основною технологією синтезу бутанолу та октанолу в усьому світі є рідкофазний циклічний процес карбонільного синтезу при низькому тиску.Основною сировиною для цього процесу є пропілен і синтез-газ.Серед них пропілен в основному надходить із комплексного самопостачання, з одиничним споживанням пропілену від 0,6 до 0,62 тонни.Синтетичний газ здебільшого виготовляється з вихлопних газів або синтетичного газу на основі вугілля, з одиничним споживанням від 700 до 720 кубічних метрів.

Технологія синтезу карбонілу під низьким тиском, розроблена Dow/David – процес циркуляції рідинної фази, має такі переваги, як висока швидкість перетворення пропілену, тривалий термін служби каталізатора та зменшення викидів трьох відходів.Цей процес на даний момент є найсучаснішою технологією виробництва і широко використовується на китайських підприємствах з виробництва бутанолу та октанолу.

Враховуючи, що технологія Dow/David є відносно зрілою та може використовуватися у співпраці з вітчизняними підприємствами, багато підприємств віддадуть перевагу цій технології, коли вирішать інвестувати в будівництво установок з виробництва бутанолу та октанолу, а потім у вітчизняну технологію.

(8)Сучасний стан і тенденції розвитку технології поліакрилонітрилу

Поліакрилонітрил (PAN) отримують шляхом вільнорадикальної полімеризації акрилонітрилу і є важливим проміжним продуктом у виготовленні акрилонітрильних волокон (акрилових волокон) і вуглецевих волокон на основі поліакрилонітрилу.Випускається у формі білого або злегка жовтого непрозорого порошку з температурою склування приблизно 90℃.Його можна розчинити в полярних органічних розчинниках, таких як диметилформамід (ДМФА) і диметилсульфоксид (ДМСО), а також у концентрованих водних розчинах неорганічних солей, таких як тіоціанат і перхлорат.Отримання поліакрилонітрилу в основному включає полімеризацію в розчині або водну полімеризацію осадження акрилонітрилу (AN) з неіонними другими мономерами та іонними третіми мономерами.

Поліакрилонітрил в основному використовується для виробництва акрилових волокон, які є синтетичними волокнами, виготовленими з співполімерів акрилонітрилу з масовою часткою понад 85%.Відповідно до розчинників, які використовуються в процесі виробництва, їх можна виділити як диметилсульфоксид (DMSO), диметилацетамід (DMAc), тіоціанат натрію (NaSCN) і диметилформамід (DMF).Основна відмінність між різними розчинниками полягає в їх розчинності в поліакрилонітрилі, що не має істотного впливу на конкретний процес полімеризації.Крім того, відповідно до різних сомономерів їх можна розділити на ітаконову кислоту (IA), метилакрилат (MA), акриламід (AM) і метилметакрилат (MMA) тощо. Різні сомономери мають різний вплив на кінетику та властивості продукту реакцій полімеризації.

Процес агрегування може бути одноетапним і двоетапним.Одностадійний метод відноситься до полімеризації акрилонітрилу та сомономерів відразу в стані розчину, і продукти можуть бути безпосередньо приготовлені в прядильний розчин без поділу.Двоступеневе правило відноситься до суспензійної полімеризації акрилонітрилу та сомономерів у воді для отримання полімеру, який відокремлюють, промивають, зневоднюють та інші етапи для формування прядильного розчину.В даний час глобальний процес виробництва поліакрилонітрилу в основному однаковий, з різницею в подальших методах полімеризації та сомономерах.В даний час більшість поліакрилонітрильних волокон у різних країнах світу виготовляються з потрійних кополімерів, де акрилонітрил становить 90 %, а додавання другого мономеру становить від 5 % до 8 %.Метою додавання другого мономеру є підвищення механічної міцності, еластичності та текстури волокон, а також покращення характеристик фарбування.Зазвичай використовувані методи включають ММА, МА, вінілацетат тощо. Кількість додавання третього мономеру становить 0,3% -2%, з метою введення певної кількості гідрофільних груп барвників для підвищення спорідненості волокон з барвниками, які є поділяються на групи катіонних барвників і групи кислотних барвників.

В даний час Японія є головним представником світового виробництва поліакрилонітрилу, за нею йдуть такі країни, як Німеччина та США.Представницькі підприємства включають Zoltek, Hexcel, Cytec і Aldila з Японії, Dongbang, Mitsubishi і США, SGL з Німеччини і Formosa Plastics Group з Тайваню, Китаю, Китаю.Зараз глобальна технологія процесу виробництва поліакрилонітрилу є зрілою, і немає багато можливостей для вдосконалення продукту.