Dit artikel analyseert de belangrijkste producten in de Chinese C3-industrieketen en de huidige onderzoeks- en ontwikkelingsrichting van de technologie.

(1)De huidige status en ontwikkelingstrends van polypropyleen (PP) technologie

Volgens ons onderzoek zijn er in China verschillende manieren om polypropyleen (PP) te produceren, waaronder de belangrijkste processen: het binnenlandse milieupijpproces, het Unipol-proces van Daoju Company, het Spheriol-proces van LyondellBasell Company, het Innovene-proces van Ineos Company en het Novolen-proces. van Nordic Chemical Company, en Spherizone-proces van LyondellBasell Company.Deze processen worden ook op grote schaal toegepast door Chinese PP-bedrijven.Deze technologieën regelen meestal de conversiesnelheid van propyleen binnen het bereik van 1,01-1,02.

Het binnenlandse ringpijpproces maakt gebruik van de onafhankelijk ontwikkelde ZN-katalysator, die momenteel wordt gedomineerd door de ringpijpprocestechnologie van de tweede generatie.Dit proces is gebaseerd op onafhankelijk ontwikkelde katalysatoren, asymmetrische elektronendonortechnologie en binaire willekeurige copolymerisatietechnologie van propyleen-butadieen, en kan homopolymerisatie, willekeurige ethyleen-propyleen-copolymerisatie, willekeurige propyleen-butadieen-copolymerisatie en slagvaste copolymerisatie PP produceren.Bedrijven als Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Lines en Maoming Second Line hebben dit proces bijvoorbeeld allemaal toegepast.Met de toename van nieuwe productiefaciliteiten in de toekomst wordt verwacht dat het milieupijpproces van de derde generatie geleidelijk het dominante binnenlandse milieupijpproces zal worden.

Het Unipol-proces kan op industriële wijze homopolymeren produceren, met een smeltstroomsnelheid (MFR) van 0,5 ~ 100 g/10 min.Bovendien kan de massafractie van ethyleencopolymeermonomeren in willekeurige copolymeren 5,5% bereiken.Met dit proces kan ook een geïndustrialiseerd willekeurig copolymeer van propyleen en 1-buteen (handelsnaam CE-FOR) worden geproduceerd, met een rubbermassafractie tot 14%.De massafractie van ethyleen in het impactcopolymeer geproduceerd door het Unipol-proces kan 21% bereiken (de massafractie van rubber is 35%).Het proces is toegepast in de faciliteiten van bedrijven als Fushun Petrochemical en Sichuan Petrochemical.

Het Innovene-proces kan homopolymeerproducten produceren met een breed scala aan smeltstroomsnelheden (MFR), die 0,5-100 g/10 min kunnen bereiken.De producttaaiheid is hoger dan die van andere gasfasepolymerisatieprocessen.De MFR van willekeurige copolymeerproducten is 2-35 g/10 min, met een massafractie ethyleen variërend van 7% tot 8%.De MFR van slagvaste copolymeerproducten is 1-35 g/10 min, met een massafractie ethyleen variërend van 5% tot 17%.

Momenteel is de reguliere productietechnologie van PP in China zeer volwassen.Als we op olie gebaseerde polypropyleenbedrijven als voorbeeld nemen, is er geen significant verschil in het verbruik van de productie-eenheden, de verwerkingskosten, de winsten, enz. tussen elke onderneming.Vanuit het perspectief van productiecategorieën die onder verschillende processen vallen, kunnen reguliere processen de gehele productcategorie bestrijken.Als we echter de feitelijke productiecategorieën van bestaande bedrijven in ogenschouw nemen, zijn er aanzienlijke verschillen in PP-producten tussen verschillende bedrijven als gevolg van factoren zoals geografie, technologische barrières en grondstoffen.

(2)Huidige status en ontwikkelingstrends van acrylzuurtechnologie

Acrylzuur is een belangrijke organische chemische grondstof die veel wordt gebruikt bij de productie van lijmen en in water oplosbare coatings, en ook vaak wordt verwerkt tot butylacrylaat en andere producten.Volgens onderzoek zijn er verschillende productieprocessen voor acrylzuur, waaronder de chloorethanolmethode, cyanoethanolmethode, hogedruk Reppe-methode, enon-methode, verbeterde Reppe-methode, formaldehyde-ethanolmethode, acrylonitrilhydrolysemethode, ethyleenmethode, propyleenoxidatiemethode en biologische methode.Hoewel er verschillende bereidingstechnieken voor acrylzuur bestaan, en de meeste daarvan in de industrie zijn toegepast, is het meest gangbare productieproces ter wereld nog steeds de directe oxidatie van propyleen tot acrylzuur.

De grondstoffen voor de productie van acrylzuur door middel van propyleenoxidatie omvatten voornamelijk waterdamp, lucht en propyleen.Tijdens het productieproces ondergaan deze drie in een bepaalde verhouding oxidatiereacties door het katalysatorbed.Propeen wordt eerst geoxideerd tot acroleïne in de eerste reactor en vervolgens verder geoxideerd tot acrylzuur in de tweede reactor.Waterdamp speelt een verdunnende rol in dit proces, waardoor het optreden van explosies wordt vermeden en het ontstaan ​​van nevenreacties wordt onderdrukt.Naast de productie van acrylzuur produceert dit reactieproces echter ook azijnzuur en koolstofoxiden als gevolg van nevenreacties.

Volgens het onderzoek van Pingtou Ge ligt de sleutel tot de acrylzuuroxidatieprocestechnologie in de selectie van katalysatoren.Tot de bedrijven die momenteel acrylzuurtechnologie kunnen leveren via propyleenoxidatie behoren Sohio in de Verenigde Staten, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company in Japan, BASF in Duitsland en Japan Chemical Technology.

Het Sohio-proces in de Verenigde Staten is een belangrijk proces voor de productie van acrylzuur door middel van propyleenoxidatie, gekenmerkt door het gelijktijdig introduceren van propyleen, lucht en waterdamp in twee in serie geschakelde vastbedreactoren, en het gebruik van Mo Bi- en Mo-V-meercomponentenmetaal. oxiden als katalysatoren, respectievelijk.Bij deze methode kan de eenmalige opbrengst aan acrylzuur ongeveer 80% (molaire verhouding) bereiken.Het voordeel van de Sohio-methode is dat twee seriereactoren de levensduur van de katalysator kunnen verlengen, tot wel 2 jaar.Deze methode heeft echter het nadeel dat niet-gereageerd propeen niet kan worden teruggewonnen.

BASF-methode: Sinds eind jaren zestig doet BASF onderzoek naar de productie van acrylzuur door middel van propyleenoxidatie.De BASF-methode maakt gebruik van Mo Bi- of Mo Co-katalysatoren voor de oxidatiereactie van propyleen, en de verkregen eenrichtingsopbrengst aan acroleïne kan ongeveer 80% (molaire verhouding) bereiken.Vervolgens werd acroleïne met behulp van op Mo, W, V en Fe gebaseerde katalysatoren verder geoxideerd tot acrylzuur, met een maximale eenmalige opbrengst van ongeveer 90% (molaire verhouding).De levensduur van de katalysator van de BASF-methode kan 4 jaar bedragen en het proces is eenvoudig.Deze methode heeft echter nadelen, zoals een hoog kookpunt van het oplosmiddel, frequente reiniging van apparatuur en een hoog algemeen energieverbruik.

Japanse katalysatormethode: er worden ook twee vaste reactoren in serie en een bijbehorend scheidingssysteem met zeven torens gebruikt.De eerste stap is het infiltreren van het element Co in de Mo Bi-katalysator als reactiekatalysator, en vervolgens het gebruik van Mo-, V- en Cu-composietmetaaloxiden als de belangrijkste katalysatoren in de tweede reactor, ondersteund door silica en loodmonoxide.Bij dit proces bedraagt ​​de eenmalige opbrengst aan acrylzuur ongeveer 83-86% (molaire verhouding).De Japanse katalysatormethode maakt gebruik van één gestapelde vastbedreactor en een scheidingssysteem met zeven torens, met geavanceerde katalysatoren, een hoge totale opbrengst en een laag energieverbruik.Deze methode is momenteel een van de meer geavanceerde productieprocessen, vergelijkbaar met het Mitsubishi-proces in Japan.

(3)Huidige status en ontwikkelingstrends van butylacrylaattechnologie

Butylacrylaat is een kleurloze transparante vloeistof die onoplosbaar is in water en kan worden gemengd met ethanol en ether.Deze verbinding moet worden opgeslagen in een koel en geventileerd magazijn.Acrylzuur en zijn esters worden veel gebruikt in de industrie.Ze worden niet alleen gebruikt voor de vervaardiging van zachte monomeren van op acrylaat-oplosmiddel gebaseerde en lotiongebaseerde kleefstoffen, maar kunnen ook worden gehomopolymeriseerd, gecopolymeriseerd en entcopolymeriseerd om polymeermonomeren te worden en gebruikt als tussenproducten voor organische synthese.

Momenteel omvat het productieproces van butylacrylaat voornamelijk de reactie van acrylzuur en butanol in aanwezigheid van tolueensulfonzuur om butylacrylaat en water te genereren.De veresteringsreactie die bij dit proces betrokken is, is een typische omkeerbare reactie, en de kookpunten van acrylzuur en het product butylacrylaat liggen zeer dicht bij elkaar.Daarom is het moeilijk om acrylzuur af te scheiden door middel van destillatie, en niet-gereageerd acrylzuur kan niet worden gerecycled.

Dit proces wordt de butylacrylaatveresteringsmethode genoemd, voornamelijk van het Jilin Petrochemical Engineering Research Institute en andere gerelateerde instellingen.Deze technologie is al zeer volwassen en de regeling van het verbruik per eenheid voor acrylzuur en n-butanol is zeer nauwkeurig, waardoor het verbruik per eenheid binnen 0,6 kan worden geregeld.Bovendien heeft deze technologie al samenwerking en overdracht tot stand gebracht.

(4)Huidige status en ontwikkelingstrends van CPP-technologie

CPP-film wordt gemaakt van polypropyleen als de belangrijkste grondstof via specifieke verwerkingsmethoden zoals T-vormig spuitgieten.Deze film heeft een uitstekende hittebestendigheid en kan, vanwege de inherente snelle koeleigenschappen, een uitstekende gladheid en transparantie vormen.Daarom is CPP-folie voor verpakkingstoepassingen die een hoge helderheid vereisen het voorkeursmateriaal.Het meest voorkomende gebruik van CPP-folie vindt plaats in de verpakking van voedsel, maar ook bij de productie van aluminiumcoatings, farmaceutische verpakkingen en het conserveren van fruit en groenten.

Momenteel bestaat het productieproces van CPP-films voornamelijk uit co-extrusiegieten.Dit productieproces bestaat uit meerdere extruders, meerkanaalsverdelers (algemeen bekend als “feeders”), T-vormige matrijskoppen, gietsystemen, horizontale tractiesystemen, oscillatoren en wikkelsystemen.De belangrijkste kenmerken van dit productieproces zijn een goede oppervlakteglans, hoge vlakheid, kleine diktetolerantie, goede mechanische rekprestaties, goede flexibiliteit en goede transparantie van de geproduceerde dunne-filmproducten.De meeste wereldwijde fabrikanten van CPP gebruiken de co-extrusiegietmethode voor de productie en de apparatuurtechnologie is volwassen.

Sinds het midden van de jaren tachtig is China begonnen met de introductie van buitenlandse apparatuur voor de productie van gietfilms, maar de meeste daarvan zijn enkellaagse structuren en behoren tot de primaire fase.Na het begin van de jaren negentig introduceerde China productielijnen voor meerlaagse co-polymeer gegoten film uit landen als Duitsland, Japan, Italië en Oostenrijk.Deze geïmporteerde apparatuur en technologieën vormen de belangrijkste kracht van de Chinese castfilmindustrie.De belangrijkste leveranciers van apparatuur zijn het Duitse Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer en het Oostenrijkse Orchid.Sinds 2000 heeft China geavanceerdere productielijnen geïntroduceerd, en ook in eigen land geproduceerde apparatuur heeft een snelle ontwikkeling doorgemaakt.

Vergeleken met het internationale geavanceerde niveau is er echter nog steeds een zekere kloof in het automatiseringsniveau, het weegcontrole-extrusiesysteem, de automatische aanpassing van de matrijskop, de filmdikte, het online terugwinningssysteem voor randmateriaal en het automatisch opwinden van binnenlandse gietfilmapparatuur.Momenteel zijn de belangrijkste leveranciers van apparatuur voor CPP-filmtechnologie onder meer het Duitse Bruckner, Leifenhauser en het Oostenrijkse Lanzin.Deze buitenlandse leveranciers hebben aanzienlijke voordelen op het gebied van automatisering en andere aspecten.Het huidige proces is echter al behoorlijk volwassen en de verbeteringssnelheid van de apparatuurtechnologie is traag, en er is in principe geen drempel voor samenwerking.

(5)Huidige status en ontwikkelingstrends van acrylonitriltechnologie

Propyleen-ammoniakoxidatietechnologie is momenteel de belangrijkste commerciële productieroute voor acrylonitril, en bijna alle acrylonitrilfabrikanten gebruiken BP (SOHIO)-katalysatoren.Er zijn echter ook veel andere katalysatorleveranciers om uit te kiezen, zoals Mitsubishi Rayon (voorheen Nitto) en Asahi Kasei uit Japan, Ascend Performance Material (voorheen Solutia) uit de Verenigde Staten en Sinopec.

Meer dan 95% van de acrylonitrilfabrieken wereldwijd maakt gebruik van de propyleen-ammoniakoxidatietechnologie (ook bekend als het sohio-proces), ontwikkeld en ontwikkeld door BP.Deze technologie maakt gebruik van propyleen, ammoniak, lucht en water als grondstoffen en komt in een bepaalde verhouding de reactor binnen.Onder invloed van fosfor-molybdeen-bismut of antimoon-ijzerkatalysatoren op silicagel wordt acrylonitril gegenereerd bij een temperatuur van 400-500°C.℃en atmosferische druk.Vervolgens wordt, na een reeks neutralisatie-, absorptie-, extractie-, dehydrocyanerings- en destillatiestappen het eindproduct van acrylonitril verkregen.De eenmalige opbrengst van deze methode kan 75% bereiken, en de bijproducten omvatten acetonitril, waterstofcyanide en ammoniumsulfaat.Deze methode heeft de hoogste industriële productiewaarde.

Sinds 1984 heeft Sinopec een langetermijnovereenkomst getekend met INEOS en is hij gemachtigd om de gepatenteerde acrylonitriltechnologie van INEOS in China te gebruiken.Na jaren van ontwikkeling heeft het Sinopec Shanghai Petrochemical Research Institute met succes een technische route ontwikkeld voor de oxidatie van propyleenammoniak om acrylonitril te produceren, en de tweede fase gebouwd van het 130.000 ton acrylonitrilproject van Sinopec Anqing Branch.Het project werd met succes in januari 2014 in gebruik genomen, waardoor de jaarlijkse productiecapaciteit van acrylonitril werd vergroot van 80.000 ton naar 210.000 ton, waardoor het een belangrijk onderdeel werd van de acrylonitrilproductiebasis van Sinopec.

Tot de bedrijven over de hele wereld met patenten voor de oxidatietechnologie voor propyleenammoniak behoren momenteel BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical en Sinopec.Dit productieproces is volwassen en gemakkelijk te verkrijgen, en China heeft ook de lokalisatie van deze technologie bereikt, en de prestaties ervan zijn niet onderdoen voor buitenlandse productietechnologieën.

(6)Huidige status en ontwikkelingstrends van ABS-technologie

Volgens het onderzoek is de procesroute van het ABS-apparaat hoofdzakelijk verdeeld in de lotion-entmethode en de continue bulkmethode.ABS-hars is ontwikkeld op basis van de modificatie van polystyreenhars.In 1947 adopteerde het Amerikaanse rubberbedrijf het mengproces om industriële productie van ABS-hars te realiseren;In 1954 ontwikkelde BORG-WAMER Company in de Verenigde Staten lotion-ent-gepolymeriseerde ABS-hars en realiseerde industriële productie.Het verschijnen van lotion-enten bevorderde de snelle ontwikkeling van de ABS-industrie.Sinds de jaren zeventig heeft de productieprocestechnologie van ABS een periode van grote ontwikkeling doorgemaakt.

De lotion-entmethode is een geavanceerd productieproces dat vier stappen omvat: de synthese van butadieenlatex, de synthese van entpolymeer, de synthese van styreen- en acrylonitrilpolymeren en de mengnabehandeling.De specifieke processtroom omvat PBL-eenheid, enteenheid, SAN-eenheid en mengeenheid.Dit productieproces kent een hoge technologische volwassenheid en wordt wereldwijd breed toegepast.

Momenteel is de volwassen ABS-technologie voornamelijk afkomstig van bedrijven als LG in Zuid-Korea, JSR in Japan, Dow in de Verenigde Staten, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. in Zuid-Korea en Kellogg Technology in de Verenigde Staten. die een mondiaal toonaangevend niveau van technologische volwassenheid hebben.Met de voortdurende ontwikkeling van technologie wordt ook het productieproces van ABS voortdurend verbeterd en verbeterd.In de toekomst kunnen er efficiëntere, milieuvriendelijkere en energiebesparende productieprocessen ontstaan, die meer kansen en uitdagingen met zich meebrengen voor de ontwikkeling van de chemische industrie.

(7)De technische status en ontwikkelingstrend van n-butanol

Volgens waarnemingen is de belangrijkste technologie voor de synthese van butanol en octanol wereldwijd het cyclische lagedrukcarbonylsyntheseproces in de vloeistoffase.De belangrijkste grondstoffen voor dit proces zijn propyleen en synthesegas.Onder hen is propyleen voornamelijk afkomstig van geïntegreerde zelfvoorziening, met een verbruik van propyleen per eenheid tussen 0,6 en 0,62 ton.Synthetisch gas wordt meestal bereid uit uitlaatgas of synthetisch gas op steenkoolbasis, met een verbruik per eenheid tussen 700 en 720 kubieke meter.

De door Dow/David ontwikkelde lagedrukcarbonylsynthesetechnologie – vloeistoffasecirculatieproces heeft voordelen zoals een hoge conversiesnelheid van propyleen, een lange levensduur van de katalysator en verminderde uitstoot van drie soorten afval.Dit proces is momenteel de meest geavanceerde productietechnologie en wordt veel gebruikt in Chinese butanol- en octanolbedrijven.

Gezien het feit dat de Dow/David-technologie relatief volwassen is en kan worden gebruikt in samenwerking met binnenlandse bedrijven, zullen veel bedrijven prioriteit geven aan deze technologie wanneer ze ervoor kiezen te investeren in de constructie van butanol-octanoleenheden, gevolgd door binnenlandse technologie.

(8)Huidige status en ontwikkelingstrends van polyacrylonitriltechnologie

Polyacrylonitril (PAN) wordt verkregen door vrije radicaalpolymerisatie van acrylonitril en is een belangrijk tussenproduct bij de bereiding van acrylonitrilvezels (acrylvezels) en op polyacrylonitril gebaseerde koolstofvezels.Het verschijnt in een witte of lichtgele, ondoorzichtige poedervorm, met een glasovergangstemperatuur van ongeveer 90°C℃.Het kan worden opgelost in polaire organische oplosmiddelen zoals dimethylformamide (DMF) en dimethylsulfoxide (DMSO), evenals in geconcentreerde waterige oplossingen van anorganische zouten zoals thiocyanaat en perchloraat.De bereiding van polyacrylonitril omvat voornamelijk oplossingspolymerisatie of waterige precipitatiepolymerisatie van acrylonitril (AN) met niet-ionische tweede monomeren en ionische derde monomeren.

Polyacrylonitril wordt voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van acrylvezels. Dit zijn synthetische vezels gemaakt van acrylonitrilcopolymeren met een massapercentage van meer dan 85%.Afhankelijk van de oplosmiddelen die in het productieproces worden gebruikt, kunnen ze worden onderscheiden als dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylaceetamide (DMAc), natriumthiocyanaat (NaSCN) en dimethylformamide (DMF).Het belangrijkste verschil tussen verschillende oplosmiddelen is hun oplosbaarheid in polyacrylonitril, die geen significante invloed heeft op het specifieke polymerisatieproductieproces.Bovendien kunnen ze, afhankelijk van de verschillende comonomeren, worden onderverdeeld in itaconzuur (IA), methylacrylaat (MA), acrylamide (AM) en methylmethacrylaat (MMA), enz. Verschillende comonomeren hebben verschillende effecten op de kinetiek en producteigenschappen van polymerisatiereacties.

Het aggregatieproces kan uit één of twee stappen bestaan.Eénstapsmethode verwijst naar de polymerisatie van acrylonitril en comonomeren in opgeloste toestand in één keer, en de producten kunnen zonder scheiding direct tot spinoplossing worden bereid.De tweestapsregel heeft betrekking op de suspensiepolymerisatie van acrylonitril en comonomeren in water om het polymeer te verkrijgen, dat wordt gescheiden, gewassen, gedehydrateerd en andere stappen om de spinoplossing te vormen.Momenteel is het mondiale productieproces van polyacrylonitril in wezen hetzelfde, met het verschil in stroomafwaartse polymerisatiemethoden en co-monomeren.Momenteel zijn de meeste polyacrylonitrilvezels in verschillende landen over de hele wereld gemaakt van ternaire copolymeren, waarbij acrylonitril 90% voor zijn rekening neemt en de toevoeging van een tweede monomeer varieert van 5% tot 8%.Het doel van het toevoegen van een tweede monomeer is het verbeteren van de mechanische sterkte, elasticiteit en textuur van de vezels, evenals het verbeteren van de verfprestaties.Veelgebruikte methoden zijn onder meer MMA, MA, vinylacetaat, enz. De toegevoegde hoeveelheid van het derde monomeer is 0,3% -2%, met als doel een bepaald aantal hydrofiele kleurstofgroepen te introduceren om de affiniteit van vezels met kleurstoffen te vergroten, die verdeeld in kationische kleurstofgroepen en zure kleurstofgroepen.

Momenteel is Japan de belangrijkste vertegenwoordiger van het mondiale proces van polyacrylonitril, gevolgd door landen als Duitsland en de Verenigde Staten.Representatieve bedrijven zijn onder meer Zoltek, Hexcel, Cytec en Aldila uit Japan, Dongbang, Mitsubishi en de Verenigde Staten, SGL uit Duitsland en Formosa Plastics Group uit Taiwan, China en China.Momenteel is de mondiale productieprocestechnologie van polyacrylonitril volwassen en is er niet veel ruimte voor productverbetering.