Este artículo analizará los productos principales en la cadena de la industria C3 de China y la actual dirección de investigación y desarrollo de la tecnología.

(1)El estado actual y las tendencias de desarrollo de la tecnología de polipropileno (PP)

Según nuestra investigación, hay varias formas de producir polipropileno (PP) en China, entre los cuales los procesos más importantes incluyen el proceso de tubería ambiental nacional, el proceso UNIPOL de la compañía Daoju, el proceso de esferas de Lyondellbasell Company, Innovene Process of INEOS Process Process Process. de Nordic Chemical Company, y el proceso Spherizone de Lyondellbasell Company. Estos procesos también son ampliamente adoptados por las empresas chinas de PP. Estas tecnologías controlan principalmente la tasa de conversión de propileno dentro del rango de 1.01-1.02.

El proceso de tubería de anillo nacional adopta el catalizador Zn desarrollado de forma independiente, actualmente dominada por la tecnología de procesos de tubería de anillo de segunda generación. Este proceso se basa en catalizadores desarrollados de forma independiente, tecnología de donantes de electrones asimétricos y tecnología de copolimerización aleatoria binaria de propileno butadieno, y puede producir homopolimerización, copolimerización aleatoria de etileno propileno, copolimerización aleatoria de propileno butadieno y copolimerización resistente al impacto PP. Por ejemplo, compañías como la tercera línea petroquímica de Shanghai, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Lines, y Maoming Second Line han aplicado este proceso. Con el aumento de las nuevas instalaciones de producción en el futuro, se espera que el proceso de tubería ambiental de tercera generación se convierta gradualmente en el proceso dominante de tubería ambiental.

El proceso unipol puede producir homopolímeros industrialmente, con un rango de caudal de flujo de fusión (MFR) de 0.5 ~ 100 g/10 minutos. Además, la fracción de masa de los monómeros de copolímero de etileno en copolímeros aleatorios puede alcanzar el 5,5%. Este proceso también puede producir un copolímero aleatorio industrializado de propileno y 1-buteno (nombre comercial CE-para), con una fracción de masa de goma de hasta el 14%. La fracción de masa de etileno en el copolímero de impacto producido por el proceso Unipol puede alcanzar el 21% (la fracción de masa de caucho es del 35%). El proceso se ha aplicado en las instalaciones de empresas como Fushun Petrochemical y Sichuan Petrochemical.

El proceso Innovene puede producir productos homopolímeros con una amplia gama de caudal de fusión (MFR), que puede alcanzar 0.5-100 g/10 minutos. Su resistencia al producto es mayor que la de otros procesos de polimerización en fase gaseosa. El MFR de los productos de copolímero aleatorio es de 2-35 g/10 minutos, con una fracción de masa de etileno que varía del 7% al 8%. La MFR de los productos de copolímero resistente al impacto es de 1-35 g/10 minutos, con una fracción de masa de etileno que varía del 5% al ​​17%.

En la actualidad, la tecnología de producción convencional de PP en China es muy madura. Tomando las empresas de polipropileno a base de aceite como ejemplo, no hay diferencias significativas en el consumo de la unidad de producción, los costos de procesamiento, las ganancias, etc. entre cada empresa. Desde la perspectiva de las categorías de producción cubiertas por diferentes procesos, los procesos convencionales pueden cubrir toda la categoría de productos. Sin embargo, teniendo en cuenta las categorías de salida reales de las empresas existentes, existen diferencias significativas en los productos PP entre las diferentes empresas debido a factores como la geografía, las barreras tecnológicas y las materias primas.

(2)Estado actual y tendencias de desarrollo de la tecnología de ácido acrílico

El ácido acrílico es una importante materia prima química orgánica ampliamente utilizada en la producción de adhesivos y recubrimientos solubles en agua, y también se procesa comúnmente en acrilato de butilo y otros productos. Según la investigación, existen varios procesos de producción para el ácido acrílico, incluido el método de cloroetanol, el método de cianoetanol, el método Reppe de alta presión, el método enone, el método Reppe mejorado, el método de etanol de formaldehído, el método de hidrólisis de acrilonitrilo, el método de etileno, el método de oxidación de propileno y método. Aunque existen varias técnicas de preparación para el ácido acrílico, y la mayoría de ellas se han aplicado en la industria, el proceso de producción más convencional en todo el mundo sigue siendo la oxidación directa del proceso de propileno al ácido acrílico.

Las materias primas para producir ácido acrílico a través de la oxidación de propileno incluyen principalmente vapor de agua, aire y propileno. Durante el proceso de producción, estos tres sufren reacciones de oxidación a través del lecho del catalizador en una cierta proporción. El propileno se oxida primero a acroleína en el primer reactor, y luego se oxida aún más al ácido acrílico en el segundo reactor. El vapor de agua juega un papel de dilución en este proceso, evitando la aparición de explosiones y suprimiendo la generación de reacciones laterales. Sin embargo, además de producir ácido acrílico, este proceso de reacción también produce ácido acético y óxidos de carbono debido a las reacciones laterales.

Según la investigación de Pingtou Ge, la clave de la tecnología del proceso de oxidación del ácido acrílico radica en la selección de catalizadores. En la actualidad, las empresas que pueden proporcionar tecnología de ácido acrílico a través de la oxidación de propileno incluyen Sohio en los Estados Unidos, Japón Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company en Japón, BASF en Alemania y la tecnología química de Japón.

El proceso SOHIO en los Estados Unidos es un proceso importante para producir ácido acrílico a través de la oxidación de propileno, caracterizado por la introducción simultáneamente de propileno, aire y vapor de agua en dos reactores de lecho fijo conectados en serie, y utilizando MO BI y Mo-V multi-componente Multi-component Metal óxidos como catalizadores, respectivamente. Bajo este método, el rendimiento unidireccional de ácido acrílico puede alcanzar aproximadamente el 80% (relación molar). La ventaja del método SOHIO es que dos reactores en serie pueden aumentar la vida útil del catalizador, llegando a hasta 2 años. Sin embargo, este método tiene la desventaja de que el propileno sin reaccionar no puede recuperarse.

Método BASF: Desde finales de la década de 1960, BASF ha estado realizando investigaciones sobre la producción de ácido acrílico a través de la oxidación de propileno. El método BASF utiliza catalizadores Mo Bi o Mo CO para la reacción de oxidación de propileno, y el rendimiento unidireccional de acroleína obtenida puede alcanzar aproximadamente el 80% (relación molar). Posteriormente, utilizando catalizadores basados ​​en Mo, W, V y Fe, la acroleína se oxida aún más al ácido acrílico, con un rendimiento unidireccional máximo de aproximadamente 90% (relación molar). La vida del catalizador del método BASF puede alcanzar 4 años y el proceso es simple. Sin embargo, este método tiene inconvenientes como el alto punto de ebullición de solventes, la limpieza de equipos frecuentes y el alto consumo general de energía.

Método de catalizador japonés: también se utilizan dos reactores fijos en serie y un sistema de separación de siete torres a juego. El primer paso es infiltrarse en el elemento CO en el catalizador Mo BI como el catalizador de reacción, y luego usar los óxidos metálicos compuestos Mo, V y Cu como los principales catalizadores en el segundo reactor, soportados por sílice y monóxido de plomo. Bajo este proceso, el rendimiento unidireccional de ácido acrílico es de aproximadamente 83-86% (relación molar). El método de catalizador japonés adopta un reactor de lecho fijo apilado y un sistema de separación de 7 torres, con catalizadores avanzados, alto rendimiento general y bajo consumo de energía. Este método es actualmente uno de los procesos de producción más avanzados, a la par del proceso Mitsubishi en Japón.

(3)Estado actual y tendencias de desarrollo de la tecnología de acrilato de butilo

El acrilato de butilo es un líquido transparente incoloro que es insoluble en agua y se puede mezclar con etanol y éter. Este compuesto debe almacenarse en un almacén fresco y ventilado. El ácido acrílico y sus ésteres son ampliamente utilizados en la industria. No solo se usan para fabricar monómeros suaves de adhesivos a base de solventes de acrilato y a base de loción, sino que también pueden ser homopolimerizados, copolimerizados e injertos copolimerizados para convertirse en monómeros de polímeros y utilizar como intermedios de síntesis orgánica.

En la actualidad, el proceso de producción de acrilato de butilo implica principalmente la reacción de ácido acrílico y butanol en presencia de ácido tolueno sulfónico para generar acrilato de butilo y agua. La reacción de esterificación involucrada en este proceso es una reacción reversible típica, y los puntos de ebullición del ácido acrílico y el acrilato de butilo del producto son muy cercanos. Por lo tanto, es difícil separar el ácido acrílico usando destilación, y el ácido acrílico no reaccionado no puede reciclarse.

Este proceso se llama método de esterificación de acrilato de butilo, principalmente del Instituto de Investigación de Ingeniería Petroquímica Jilin y otras instituciones relacionadas. Esta tecnología ya es muy madura, y el control de consumo de la unidad para el ácido acrílico y el N-butanol es muy preciso, capaz de controlar el consumo de la unidad dentro de 0.6. Además, esta tecnología ya ha logrado la cooperación y la transferencia.

(4)Estado actual y tendencias de desarrollo de la tecnología CPP

La película CPP está hecha de polipropileno como la principal materia prima a través de métodos de procesamiento específicos, como la fundición de extrusión en forma de T. Esta película tiene una excelente resistencia al calor y, debido a sus propiedades de enfriamiento rápida inherentes, puede formar una excelente suavidad y transparencia. Por lo tanto, para las aplicaciones de empaque que requieren alta claridad, la película CPP es el material preferido. El uso más extendido de la película CPP es en los envases de alimentos, así como en la producción de recubrimiento de aluminio, envases farmacéuticos y preservación de frutas y verduras.

En la actualidad, el proceso de producción de CPP Films es principalmente CO de extrusión. Este proceso de producción consiste en múltiples extrusoras, distribuidores de canales múltiples (comúnmente conocidos como "alimentadores"), cabezas de troqueles en forma de T, sistemas de fundición, sistemas de tracción horizontal, osciladores y sistemas de devanado. Las características principales de este proceso de producción son un buen brillo superficial, alta planitud, tolerancia a un espesor pequeño, buen rendimiento de extensión mecánica, buena flexibilidad y buena transparencia de los productos de película delgada producida. La mayoría de los fabricantes globales de CPP utilizan el método de fundición de extrusión de CO para la producción, y la tecnología de equipos es madura.

Desde mediados de la década de 1980, China ha comenzado a introducir equipos de producción de películas de casting extranjero, pero la mayoría de ellos son estructuras de una sola capa y pertenecen a la etapa primaria. Después de ingresar a la década de 1990, China introdujo líneas de producción cinematográfica de polímeros de varios capas de varios capas de países como Alemania, Japón, Italia y Austria. Estos equipos y tecnologías importados son la fuerza principal de la industria cinematográfica del elenco de China. Los principales proveedores de equipos incluyen al Alemania Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer y Austria's Orchid. Desde 2000, China ha introducido líneas de producción más avanzadas, y el equipo producido a nivel nacional también ha experimentado un desarrollo rápido.

Sin embargo, en comparación con el nivel avanzado internacional, todavía hay una cierta brecha en el nivel de automatización, el sistema de extrusión de control de sopes, el espesor de la película de control de la cabeza automática, el espesor de la película, el sistema de recuperación de materiales de borde en línea y el devanado automático de los equipos de película de fundición nacional. En la actualidad, los principales proveedores de equipos para la tecnología cinematográfica de CPP incluyen al Alemania Bruckner, Leifenhauser y Austria's Lanzin, entre otros. Estos proveedores extranjeros tienen ventajas significativas en términos de automatización y otros aspectos. Sin embargo, el proceso actual ya es bastante maduro, y la velocidad de mejora de la tecnología de equipos es lenta, y básicamente no hay un umbral para la cooperación.

(5)Estado actual y tendencias de desarrollo de la tecnología de acrilonitrilo

La tecnología de oxidación de amoníaco de propileno es actualmente la principal ruta de producción comercial para acrilonitrilo, y casi todos los fabricantes de acrilonitrilo están utilizando catalizadores BP (SOHIO). Sin embargo, también hay muchos otros proveedores de catalizador para elegir, como Mitsubishi Rayon (anteriormente Nitto) y Asahi Kasei de Japón, Ascend Performance Material (anteriormente Solutia) de Estados Unidos y Sinopec.

Más del 95% de las plantas de acrilonitrilo en todo el mundo usan la tecnología de oxidación de amoníaco de propileno (también conocida como el proceso SOHIO) pionera y desarrollada por BP. Esta tecnología utiliza propileno, amoníaco, aire y agua como materias primas, y ingresa al reactor en una determinada proporción. Bajo la acción del bismuto de fósforo de molibdeno o catalizadores de hierro antimonio soportados en gel de sílice, el acrilonitrilo se genera a una temperatura de 400-500℃y presión atmosférica. Luego, después de una serie de pasos de neutralización, absorción, extracción, deshidrocianización y destilación, se obtiene el producto final de acrilonitrilo. El rendimiento unidireccional de este método puede alcanzar el 75%, y los subproductos incluyen acetonitrilo, cianuro de hidrógeno y sulfato de amonio. Este método tiene el mayor valor de producción industrial.

Desde 1984, Sinopec ha firmado un acuerdo a largo plazo con INEOS y ha sido autorizado a utilizar la tecnología patentada de acrilonitrilo de INEOS en China. Después de años de desarrollo, el Instituto de Investigación Petroquímica de Sinopec Shanghai ha desarrollado con éxito una ruta técnica para la oxidación de amoníaco de propileno para producir acrilonitrilo, y ha construido la segunda fase del proyecto de acrilonitrilo de 130000 tonelonitrilo de la rama de Anqing de Sinopec. El proyecto se puso en funcionamiento con éxito en enero de 2014, aumentando la capacidad de producción anual de acrilonitrilo de 80000 toneladas a 210000 toneladas, convirtiéndose en una parte importante de la base de producción de acrilonitrilo de Sinopec.

En la actualidad, las empresas en todo el mundo con patentes para la tecnología de oxidación de amoníaco de propileno incluyen BP, DuPont, INEOS, Asahi Chemical y Sinopec. Este proceso de producción es maduro y fácil de obtener, y China también ha logrado la localización de esta tecnología, y su rendimiento no es inferior a las tecnologías de producción extranjeras.

(6)Estado actual y tendencias de desarrollo de la tecnología ABS

Según la investigación, la ruta de proceso del dispositivo ABS se divide principalmente en el método de injerto de loción y el método de volumen continuo. La resina ABS se desarrolló en función de la modificación de la resina de poliestireno. En 1947, la American Rubber Company adoptó el proceso de mezcla para lograr la producción industrial de resina ABS; En 1954, Borg-Wamer Company en los Estados Unidos desarrolló una resina ABS polimerizada de injerto de loción y realizó una producción industrial realizada. La aparición del injerto de loción promovió el rápido desarrollo de la industria del ABS. Desde la década de 1970, la tecnología de proceso de producción de ABS ha entrado en un período de gran desarrollo.

El método de injerto de loción es un proceso de producción avanzado, que incluye cuatro pasos: la síntesis de látex de butadieno, la síntesis de polímero de injerto, la síntesis de polímeros de estireno y acrilonitrilo, y el posterior al tratamiento de la mezcla. El flujo de proceso específico incluye la unidad PBL, la unidad de injerto, la unidad SAN y la unidad de mezcla. Este proceso de producción tiene un alto nivel de madurez tecnológica y se ha aplicado ampliamente en todo el mundo.

En la actualidad, la tecnología madura de ABS proviene principalmente de compañías como LG en Corea del Sur, JSR en Japón, Dow en los Estados Unidos, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. en Corea del Sur y la tecnología Kellogg en los Estados Unidos, todos que tienen un nivel mundial de madurez tecnológico. Con el desarrollo continuo de la tecnología, el proceso de producción de ABS también está mejorando y mejorando constantemente. En el futuro, pueden surgir procesos de producción más eficientes, ecológicos y que ahorran energía, lo que brinda más oportunidades y desafíos al desarrollo de la industria química.

(7)El estado técnico y la tendencia de desarrollo de N-butanol

Según las observaciones, la tecnología convencional para la síntesis de butanol y octanol en todo el mundo es el proceso de síntesis de carbonilo de baja presión cíclica en fase líquida. Las principales materias primas para este proceso son el gas de propileno y síntesis. Entre ellos, el propileno proviene principalmente del autocuidas integrado, con un consumo unitario de propileno entre 0.6 y 0.62 toneladas. El gas sintético se prepara principalmente a partir de gases de escape o gas sintético a base de carbón, con un consumo unitario entre 700 y 720 metros cúbicos.

La tecnología de síntesis de carbonilo de baja presión desarrollada por Dow/David-El proceso de circulación en fase líquida tiene ventajas como la alta tasa de conversión de propileno, la vida útil del catalizador largo y la reducción de las emisiones de tres desechos. Este proceso es actualmente la tecnología de producción más avanzada y se usa ampliamente en las empresas chinas de butanol y octanol.

Teniendo en cuenta que la tecnología Dow/David es relativamente madura y puede usarse en cooperación con empresas nacionales, muchas empresas priorizarán esta tecnología al elegir invertir en la construcción de unidades de ocanol de butanol, seguido de tecnología nacional.

(8)Estado actual y tendencias de desarrollo de la tecnología de poliacrilonitrilo

El poliacrilonitrilo (PAN) se obtiene a través de la polimerización de radicales libres de acrilonitrilo y es un intermedio importante en la preparación de fibras de acrilonitrilo (fibras acrílicas) y fibras de carbono a base de poliacrilonitrilo. Aparece en forma de polvo opaco blanco o ligeramente amarillo, con una temperatura de transición de vidrio de aproximadamente 90℃. Se puede disolver en solventes orgánicos polares como dimetilformamida (DMF) y dimetilsulfóxido (DMSO), así como en soluciones acuosas concentradas de sales inorgánicas como tiocianato y perclorato. La preparación de poliacrilonitrilo implica principalmente polimerización de la solución o polimerización de precipitación acuosa de acrilonitrilo (AN) con segundos monómeros no iónicos y terceros monómeros iónicos.

El poliacrilonitrilo se usa principalmente para fabricar fibras acrílicas, que son fibras sintéticas hechas de copolímeros de acrilonitrilo con un porcentaje de masa de más del 85%. De acuerdo con los solventes utilizados en el proceso de producción, se pueden distinguir como dimetilsulfóxido (DMSO), dimetil acetamida (DMAC), tiocianato de sodio (NASCN) y formamida de dimetil (DMF). La principal diferencia entre varios solventes es su solubilidad en el poliacrilonitrilo, que no tiene un impacto significativo en el proceso de producción de polimerización específico. Además, según los diferentes comonómeros, se pueden dividir en ácido itacónico (IA), acrilato de metilo (MA), acrilamida (AM) y metacrilato de metilo (MMA), etc. Diferentes monómeros de CO tienen diferentes efectos en la cinética y Propiedades del producto de las reacciones de polimerización.

El proceso de agregación puede ser un paso o dos pasos. El método de un paso se refiere a la polimerización de acrilonitrilo y comonómeros en un estado de solución a la vez, y los productos pueden prepararse directamente en una solución giratoria sin separación. La regla de dos pasos se refiere a la polimerización de la suspensión de acrilonitrilo y comonómeros en agua para obtener el polímero, que se separa, se lava, deshidrató y otros pasos para formar la solución giratoria. En la actualidad, el proceso de producción global del poliacrilonitrilo es básicamente el mismo, con la diferencia en los métodos de polimerización y monómeros de CO. En la actualidad, la mayoría de las fibras de poliacrilonitrilo en varios países de todo el mundo están hechas de copolímeros ternarios, con acrilonitrilo que representan el 90% y la adición de un segundo monómero que varía del 5% al ​​8%. El propósito de agregar un segundo monómero es mejorar la resistencia mecánica, la elasticidad y la textura de las fibras, así como mejorar el rendimiento de teñido. Los métodos de uso común incluyen MMA, MA, acetato de vinilo, etc. La cantidad de adición del tercer monómero es 0.3% -2%, con el objetivo de introducir un cierto número de grupos de tinte hidrofílico para aumentar la afinidad de las fibras con colorantes, que son. dividido en grupos de tinte catiónico y grupos de tinte ácido.

En la actualidad, Japón es el principal representante del proceso global de poliacrilonitrilo, seguido por países como Alemania y Estados Unidos. Las empresas representativas incluyen Zoltek, Hexcel, Cytec y Aldila de Japón, Dongbang, Mitsubishi y los Estados Unidos, SGL de Alemania y Formosa Plastics Group de Taiwán, China, China. En la actualidad, la tecnología de proceso de producción global de poliacrilonitrilo es madura y no hay mucho espacio para la mejora del producto.