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

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

Según nuestra investigación, existen varias formas de producir polipropileno (PP) en China, entre las cuales los procesos más importantes incluyen el proceso de tubería ambiental nacional, el proceso Unipol de Daoju Company, el proceso Spheriol de LyondellBasell Company, el proceso Innovene de Ineos Company, el proceso Novolen. 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 anular nacional adopta el catalizador ZN desarrollado de forma independiente, actualmente dominado por la tecnología de proceso de tubería anular de segunda generación.Este proceso se basa en catalizadores desarrollados independientemente, tecnología de donador 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 PP resistente al impacto.Por ejemplo, empresas como Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Lines y Maoming Second Line han aplicado este proceso.Con el aumento de nuevas instalaciones de producción en el futuro, se espera que el proceso de tuberías ambientales de tercera generación se convierta gradualmente en el proceso de tuberías ambientales dominante en el país.

El proceso Unipol puede producir homopolímeros industrialmente, con un rango de índice de flujo de fusión (MFR) de 0,5 a 100 g/10 min.Además, la fracción en masa de 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-FOR), con una fracción de masa de caucho 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 de homopolímeros con una amplia gama de índices de flujo de fusión (MFR), que pueden alcanzar 0,5-100 g/10 min.La tenacidad de su producto es mayor que la de otros procesos de polimerización en fase gaseosa.El MFR de los productos de copolímero aleatorio es de 2 a 35 g/10 min, con una fracción de masa de etileno que oscila entre el 7 % y el 8 %.El MFR de los productos de copolímeros resistentes al impacto es de 1 a 35 g/10 min, con una fracción de masa de etileno que oscila entre el 5 % y el 17 %.

En la actualidad, la principal tecnología de producción de PP en China está muy madura.Tomando como ejemplo las empresas de polipropileno a base de petróleo, no hay diferencias significativas en el consumo de unidades de producción, costos de procesamiento, ganancias, etc. entre cada empresa.Desde la perspectiva de las categorías de producción cubiertas por diferentes procesos, los procesos principales pueden cubrir toda la categoría de productos.Sin embargo, considerando las categorías de producción reales de las empresas existentes, existen diferencias significativas en los productos de PP entre 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 del 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 para obtener acrilato de butilo y otros productos.Según la investigación, existen varios procesos de producción de ácido acrílico, incluido el método de cloroetanol, el método de cianoetanol, el método Reppe de alta presión, el método enona, el método Reppe mejorado, el método de etanol formaldehído, el método de hidrólisis de acrilonitrilo, el método de etileno, el método de oxidación de propileno y el método biológico. método.Aunque existen varias técnicas de preparación de ácido acrílico, y la mayoría de ellas se han aplicado en la industria, el proceso de producción más común en todo el mundo sigue siendo la oxidación directa de propileno a ácido acrílico.

Las materias primas para producir ácido acrílico mediante 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 catalítico en una determinada proporción.El propileno se oxida primero a acroleína en el primer reactor y luego se oxida adicionalmente a 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 secundarias.Sin embargo, además de producir ácido acrílico, este proceso de reacción también produce ácido acético y óxidos de carbono debido a reacciones secundarias.

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

El proceso Sohio en los Estados Unidos es un proceso importante para producir ácido acrílico mediante oxidación de propileno, caracterizado por introducir simultáneamente propileno, aire y vapor de agua en dos reactores de lecho fijo conectados en serie, y utilizar metal multicomponente Mo Bi y Mo-V. óxidos como catalizadores, respectivamente.Con 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, alcanzando hasta 2 años.Sin embargo, este método tiene la desventaja de que no se puede recuperar el propileno que no ha reaccionado.

Método BASF: Desde finales de la década de 1960, BASF ha estado investigando la producción de ácido acrílico mediante oxidación de propileno.El método BASF utiliza catalizadores de Mo Bi o Mo Co para la reacción de oxidación del propileno, y el rendimiento unidireccional de acroleína obtenido puede alcanzar aproximadamente el 80 % (relación molar).Posteriormente, utilizando catalizadores basados ​​en Mo, W, V y Fe, la acroleína se oxidó aún más a ácido acrílico, con un rendimiento unidireccional máximo de aproximadamente el 90 % (relación molar).La vida útil del catalizador del método BASF puede alcanzar los 4 años y el proceso es sencillo.Sin embargo, este método tiene inconvenientes como un alto punto de ebullición del disolvente, una limpieza frecuente del equipo y un alto consumo general de energía.

Método catalizador japonés: también se utilizan dos reactores fijos en serie y un sistema de separación de siete torres correspondiente.El primer paso es infiltrar el elemento Co en el catalizador de Mo Bi como catalizador de reacción y luego utilizar óxidos metálicos compuestos de Mo, V y Cu como catalizadores principales en el segundo reactor, soportados por sílice y monóxido de plomo.Según este proceso, el rendimiento unidireccional de ácido acrílico es aproximadamente del 83 al 86 % (relación molar).El método 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 de 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 se utilizan ampliamente en la industria.No solo se utilizan para fabricar monómeros blandos de adhesivos a base de disolventes y lociones de acrilato, sino que también pueden homopolimerizarse, copolimerizarse y copolimerizarse por injerto para convertirse en monómeros poliméricos y utilizarse 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 toluenosulfónico 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 producto acrilato de butilo son muy cercanos.Por lo tanto, es difícil separar el ácido acrílico mediante destilación y el ácido acrílico que no ha reaccionado no se puede reciclar.

Este proceso se denomina método de esterificación de acrilato de butilo, principalmente del Instituto de Investigación de Ingeniería Petroquímica de Jilin y otras instituciones relacionadas.Esta tecnología ya está muy madura y el control del consumo unitario de ácido acrílico y n-butanol es muy preciso, capaz de controlar el consumo unitario dentro de 0,6.Además, esta tecnología ya ha logrado cooperación y transferencia.

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

La película de CPP se fabrica a partir de polipropileno como materia prima principal mediante métodos de procesamiento específicos, como la fundición por extrusión en forma de T.Esta película tiene una excelente resistencia al calor y, debido a sus propiedades inherentes de enfriamiento rápido, puede formar una suavidad y transparencia excelentes.Por lo tanto, para aplicaciones de embalaje que requieren alta claridad, la película de CPP es el material preferido.El uso más extendido de la película CPP es en envases de alimentos, así como en la producción de revestimientos de aluminio, envases farmacéuticos y conservación de frutas y verduras.

En la actualidad, el proceso de producción de películas de CPP es principalmente fundición por coextrusión.Este proceso de producción consta de múltiples extrusoras, distribuidores multicanal (comúnmente conocidos como “alimentadores”), cabezales de troquel en forma de T, sistemas de fundición, sistemas de tracción horizontal, osciladores y sistemas de bobinado.Las principales características de este proceso de producción son buen brillo de la superficie, alta planitud, pequeña tolerancia de espesor, buen rendimiento de extensión mecánica, buena flexibilidad y buena transparencia de los productos de película delgada producidos.La mayoría de los fabricantes mundiales de CPP utilizan el método de fundición por coextrusión para la producción y la tecnología del equipo está madura.

Desde mediados de la década de 1980, China ha comenzado a introducir equipos de producción de películas de fundición extranjeras, pero la mayoría de ellos son estructuras de una sola capa y pertenecen a la etapa primaria.Después de entrar en la década de 1990, China introdujo líneas de producción de películas fundidas de copolímeros multicapa procedentes de países como Alemania, Japón, Italia y Austria.Estos equipos y tecnologías importados son la fuerza principal de la industria del cine fundido de China.Los principales proveedores de equipos son las alemanas Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer y la austriaca Orchid.Desde el año 2000, China ha introducido líneas de producción más avanzadas y los equipos de producción nacional también han experimentado un rápido desarrollo.

Sin embargo, en comparación con el nivel avanzado internacional, todavía existe una cierta brecha en el nivel de automatización, el sistema de extrusión de control de pesaje, el ajuste automático del cabezal de troquel, el control del espesor de la película, el sistema de recuperación de material de borde en línea y el bobinado automático de los equipos de fundición de película nacionales.Actualmente, los principales proveedores de equipos para la tecnología de películas CPP incluyen a las alemanas Bruckner, Leifenhauser y austríaca Lanzin, entre otras.Estos proveedores extranjeros tienen importantes ventajas en términos de automatización y otros aspectos.Sin embargo, el proceso actual ya está bastante maduro, la velocidad de mejora de la tecnología de los equipos es lenta y básicamente no existe un umbral para la cooperación.

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

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

Más del 95% de las plantas de acrilonitrilo en todo el mundo utilizan la tecnología de oxidación de propileno y amoníaco (también conocida como proceso sohio), iniciada 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 de catalizadores de fósforo, molibdeno, bismuto o hierro antimonio soportados sobre gel de sílice, se genera acrilonitrilo a una temperatura de 400-500℃y presión atmosférica.Luego, después de una serie de pasos de neutralización, absorción, extracción, deshidrocianación 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 autorizada para utilizar la tecnología de acrilonitrilo patentada de INEOS en China.Después de años de desarrollo, el Instituto de Investigación Petroquímica de Sinopec Shanghai desarrolló con éxito una ruta técnica para la oxidación de propileno y amoníaco para producir acrilonitrilo y construyó la segunda fase del proyecto de acrilonitrilo de 130.000 toneladas de la sucursal 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 80.000 toneladas a 210.000 toneladas, convirtiéndose en una parte importante de la base de producción de acrilonitrilo de Sinopec.

En la actualidad, entre las empresas de todo el mundo con patentes para la tecnología de oxidación de propileno y amoníaco se encuentran 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 desempeño no es inferior al de las tecnologías de producción extranjeras.

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

Según la investigación, la ruta del proceso del dispositivo ABS se divide principalmente en método de injerto de loción y método continuo a granel.La resina ABS se desarrolló a partir de la modificación de la resina de poliestireno.En 1947, la empresa estadounidense de caucho adoptó el proceso de mezcla para lograr la producción industrial de resina ABS;En 1954, la empresa BORG-WAMER en los Estados Unidos desarrolló resina ABS polimerizada por injerto en loción y realizó la producción industrial.La aparición de los injertos en loción promovió el rápido desarrollo de la industria del ABS.Desde la década de 1970, la tecnología del 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 postratamiento de mezcla.El flujo de proceso específico incluye unidad PBL, unidad de injerto, unidad SAN y unidad de mezcla.Este proceso productivo tiene un alto nivel de madurez tecnológica y ha sido ampliamente aplicado a nivel mundial.

En la actualidad, la tecnología ABS madura proviene principalmente de empresas como LG en Corea del Sur, JSR en Japón, Dow en Estados Unidos, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. en Corea del Sur y Kellogg Technology en Estados Unidos, todas ellas que cuentan con un nivel de madurez tecnológica líder a nivel mundial.Con el desarrollo continuo de la tecnología, el proceso de producción de ABS también mejora y mejora constantemente.En el futuro, pueden surgir procesos de producción más eficientes, respetuosos con el medio ambiente y que ahorren energía, lo que traerá más oportunidades y desafíos para el desarrollo de la industria química.

(7)El estado técnico y la tendencia de desarrollo del n-butanol.

Según las observaciones, la tecnología principal para la síntesis de butanol y octanol en todo el mundo es el proceso de síntesis de carbonilo cíclico a baja presión en fase líquida.Las principales materias primas para este proceso son el propileno y el gas de síntesis.Entre ellos, el propileno procede principalmente del autoabastecimiento 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 de entre 700 y 720 metros cúbicos.

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

Teniendo en cuenta que la tecnología de Dow/David es relativamente madura y puede utilizarse en cooperación con empresas nacionales, muchas empresas darán prioridad a esta tecnología al optar por invertir en la construcción de unidades de butanol octanol, seguida de la tecnología nacional.

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

El poliacrilonitrilo (PAN) se obtiene mediante la polimerización de radicales libres de acrilonitrilo y es un intermediario importante en la preparación de fibras de acrilonitrilo (fibras acrílicas) y fibras de carbono a base de poliacrilonitrilo.Se presenta en forma de polvo opaco de color blanco o ligeramente amarillo, con una temperatura de transición vítrea de aproximadamente 90ºC.℃.Puede disolverse en disolventes 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 la polimerización en solución o la polimerización por precipitación acuosa de acrilonitrilo (AN) con segundos monómeros no iónicos y terceros monómeros iónicos.

El poliacrilonitrilo se utiliza principalmente para fabricar fibras acrílicas, que son fibras sintéticas hechas de copolímeros de acrilonitrilo con un porcentaje en masa superior al 85%.Según los disolventes utilizados en el proceso de producción, se pueden distinguir entre dimetilsulfóxido (DMSO), dimetilacetamida (DMAc), tiocianato de sodio (NaSCN) y dimetilformamida (DMF).La principal diferencia entre los distintos disolventes es su solubilidad en 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. Los diferentes comonómeros tienen diferentes efectos sobre la cinética y Propiedades del producto de reacciones de polimerización.

El proceso de agregación puede ser de uno o dos pasos.El método de un paso se refiere a la polimerización de acrilonitrilo y comonómeros en estado de solución a la vez, y los productos se pueden preparar directamente en una solución de hilatura sin separación.La regla de los dos pasos se refiere a la polimerización en suspensión de acrilonitrilo y comonómeros en agua para obtener el polímero, que se separa, se lava, se deshidrata y otros pasos para formar la solución de hilatura.En la actualidad, el proceso de producción global de poliacrilonitrilo es básicamente el mismo, con la diferencia en los métodos de polimerización posteriores y los comonómeros.En la actualidad, la mayoría de las fibras de poliacrilonitrilo en varios países del mundo están hechas de copolímeros ternarios, donde el acrilonitrilo representa el 90% y la adición de un segundo monómero oscila entre el 5% y el 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 del teñido.Los métodos comúnmente utilizados incluyen MMA, MA, acetato de vinilo, etc. La cantidad de adición del tercer monómero es del 0,3% -2%, con el objetivo de introducir un cierto número de grupos colorantes hidrófilos para aumentar la afinidad de las fibras con los colorantes, que son dividido en grupos colorantes catiónicos y grupos colorantes ácidos.

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