Šajā rakstā tiks analizēti galvenie produkti Ķīnas C3 nozares ķēdē un pašreizējais tehnoloģiju pētniecības un attīstības virziens.

(1)Polipropilēna (PP) tehnoloģijas pašreizējās statusa un attīstības tendences

Saskaņā ar mūsu izmeklēšanu Ķīnā ir dažādi veidi, kā ražot polipropilēnu (PP), starp kuriem vissvarīgākie procesi ir vietējā vides cauruļu process, DaoJu uzņēmuma Daoju Company Unipol process, uzņēmuma LyondellBasell Spheriol process, Innoos Company inovēna process, Novolen procesa process Nordic Chemical Company un lyondellbasell Company sferizona process. Šos procesus plaši izmanto arī Ķīnas PP uzņēmumi. Šīs tehnoloģijas lielākoties kontrolē propilēna konvertācijas ātrumu diapazonā no 1,01-1,02.

Vietējā gredzena caurules process pieņem patstāvīgi attīstīto Zn katalizatoru, kurā šobrīd dominē otrās paaudzes gredzenu cauruļu procesa tehnoloģija. Šis process ir balstīts uz neatkarīgi izstrādātiem katalizatoriem, asimetrisko elektronu donoru tehnoloģiju un propilēna butadiēna bināro nejaušo kopolimerizācijas tehnoloģiju, un tas var izraisīt homopolimerizāciju, etilēna propilēna izlases veida kopolimerizāciju, propilēna butadiēna nejaušību kopolimerizāciju un trieciena izturīgu kopolimerizācijas PP. Piemēram, tādi uzņēmumi kā Šanhajas naftas ķīmijas trešā līnija, Zhenhai rafinēšana un ķīmiskās pirmās un otrās līnijas, kā arī otrā līnija ir piemērojuši šo procesu. Paredzams, ka, palielinoties jaunām ražošanas iespējām nākotnē, paredzams, ka trešās paaudzes vides cauruļu process pakāpeniski kļūs par dominējošo vietējo vides cauruļu procesu.

UNIPOL process var rūpnieciski ražot homopolimērus ar kausējuma plūsmas ātrumu (MFR) diapazonu 0,5 ~ 100 g/10 minūtes. Turklāt etilēna kopolimēra monomēru masas frakcija nejaušās kopolimēros var sasniegt 5,5%. Šis process var arī ražot industrializētu propilēna un 1-butēna nejauša kopolimēru (tirdzniecības nosaukums CE-for) ar gumijas masas daļu līdz 14%. Etilēna masas daļa trieciena kopolimērā, kas ražots ar Unipol procesu, var sasniegt 21% (gumijas masas daļa ir 35%). Process ir izmantots tādu uzņēmumu kā Fushun Petrochemical un Sichuan Petrochemical objektos.

Inovēna process var ražot homopolimēru produktus ar plašu kausēšanas plūsmas ātrumu (MFR), kas var sasniegt 0,5–100 g/10 minūtes. Tās izturība ir augstāka nekā citiem gāzes fāzes polimerizācijas procesiem. Nejaušu kopolimēru produktu MFR ir 2–35 g/10 minūtes, ar masas frakciju etilēna diapazons no 7% līdz 8%. Trieciena izturīgu kopolimēra produktu MFR ir 1-35 g/10 minūtes, un masas frakcija ir etilēna no 5% līdz 17%.

Pašlaik Ķīnā galvenā PP ražošanas tehnoloģija ir ļoti nobriedusi. Piemēram, ar eļļu balstītu polipropilēna uzņēmumu uztveršanu, katrā uzņēmumā nav būtisku atšķirību ražošanas vienības patēriņā, apstrādes izmaksās, peļņā utt. Raugoties uz ražošanas kategorijām, uz kurām attiecas dažādi procesi, galvenie procesi var aptvert visu produktu kategoriju. Tomēr, ņemot vērā esošo uzņēmumu faktiskās izvades kategorijas, dažādos uzņēmumos starp dažādiem uzņēmumiem ir būtiskas atšķirības faktoru, piemēram, ģeogrāfijas, tehnoloģisko barjeru un izejvielu, dēļ.

(2)Akrilskābes tehnoloģijas pašreizējās statusa un attīstības tendences

Akrila skābe ir svarīgs organisks ķīmisks izejviela, ko plaši izmanto līmju un ūdenī šķīstošu pārklājumu ražošanā, un to parasti apstrādā arī butilakrilātā un citos produktos. Saskaņā ar pētījumu ir dažādi akrilskābes ražošanas procesi, ieskaitot hloretanola metodi, cianananola metodi, augsta spiediena repe metodi, enone metodi, uzlabotu Reppe metodi, formaldehīda etanola metodi, akrilonitrilu hidrolīzes metodi, etilēna metodi, propilēna oksidācijas metodi un bioloģisko metode. Lai arī akrilskābei ir dažādas sagatavošanas metodes, un lielākā daļa no tām ir piemērotas rūpniecībā, visizplatītākais ražošanas process visā pasaulē joprojām ir tieša propilēna oksidācija akrilskābes procesā.

Izejvielas akrilskābes ražošanai ar propilēnoksidācijas palīdzību galvenokārt ietver ūdens tvaikus, gaisu un propilēnu. Ražošanas procesa laikā šie trīs noteiktā proporcijā iziet oksidācijas reakcijas caur katalizatora gultni. Propilēns vispirms tiek oksidēts līdz akroleīnam pirmajā reaktorā, un pēc tam otrajā reaktorā tālāk oksidēts uz akrilskābi. Ūdens tvaikiem ir atšķaidīšanas loma šajā procesā, izvairoties no sprādzienu rašanās un nomācot blakus reakciju veidošanos. Tomēr papildus akrilskābes ražošanai šis reakcijas process sānu reakciju dēļ rada arī etiķskābi un oglekļa oksīdus.

Saskaņā ar Pingtou GE pētījumu akrilskābes oksidācijas procesa tehnoloģijas atslēga ir katalizatoru izvēle. Pašlaik uzņēmumi, kas var nodrošināt akrilskābes tehnoloģiju, izmantojot propilēnoksidāciju, ietver Sohio Amerikas Savienotajās Valstīs, Japānas Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company Japānā, BASF Vācijā un Japānas ķīmiskās tehnoloģijas.

Sohio process Amerikas Savienotajās Valstīs ir svarīgs process akrilskābes ražošanai ar propilēnoksidācijas palīdzību, kam raksturīga vienlaicīga propilēna, gaisa un ūdens tvaiku ieviešana divās sērijās, kas savienotas fiksētas gultas reaktoros, un izmantojot Mo Bi un MO-V daudzkomponentu metālu attiecīgi oksīdi kā katalizatori. Saskaņā ar šo metodi akrilskābes vienvirziena raža var sasniegt aptuveni 80% (molārā attiecība). Sohio metodes priekšrocība ir tā, ka divi sēriju reaktori var palielināt katalizatora kalpošanas laiku, sasniedzot līdz 2 gadiem. Tomēr šai metodei ir trūkumi, ka nereaģēto propilēnu nevar atgūt.

BASF metode: Kopš 1960. gadu beigām BASF veic pētījumus par akrilskābes ražošanu, veicot propilēnoksidāciju. BASF metodē propilēna oksidācijas reakcijai tiek izmantoti Mo Bi vai Mo Co katalizatori, un iegūtā vienvirziena akroleīna raža var sasniegt aptuveni 80% (molārā attiecība). Pēc tam, izmantojot MO, W, V un Fe bāzes katalizatorus, akroleīns tika tālāk oksidēts uz akrilskābi, maksimālo vienvirziena ražu bija aptuveni 90% (molārā attiecība). BASF metodes katalizatora kalpošanas laiks var sasniegt 4 gadus, un process ir vienkāršs. Tomēr šai metodei ir trūkumi, piemēram, augsts šķīdinātāja viršanas punkts, bieža aprīkojuma tīrīšana un liels kopējais enerģijas patēriņš.

Japāņu katalizatora metode: tiek izmantoti arī divi fiksēti reaktori sērijā un atbilstoši septiņi torņu atdalīšanas sistēma. Pirmais solis ir iefiltrēt elementu CO Mo Bi katalizatorā kā reakcijas katalizatoru un pēc tam izmantot MO, V un Cu kompozītmateriāla metāla oksīdus kā galvenos katalizatorus otrajā reaktorā, ko atbalsta silīcija dioksīds un svina monoksīds. Saskaņā ar šo procesu akrilskābes vienvirziena raža ir aptuveni 83–86% (molārā attiecība). Japānas katalizatora metode pieņem vienu sakrautu fiksētu gultnes reaktoru un 7-torņu atdalīšanas sistēmu ar uzlabotiem katalizatoriem, augstu kopējo ražu un zemu enerģijas patēriņu. Šī metode pašlaik ir viens no progresīvākajiem ražošanas procesiem, kas ir līdzvērtīgs Mitsubishi procesam Japānā.

(3)Pašreizējā butilakrilāta tehnoloģijas statusa un attīstības tendences

Butil akrilāts ir bezkrāsains caurspīdīgs šķidrums, kas nešķīst ūdenī un to var sajaukt ar etanolu un ēteri. Šis savienojums jāuzglabā vēsā un ventilējamā noliktavā. Akrila skābe un tās esteri tiek plaši izmantoti rūpniecībā. Tos izmanto ne tikai akrilāta šķīdinātāju un losjona līmju līmeņu mīksto monomēru ražošanai, bet arī tos var homopolimerizēt, kopolimerizēt un veikt transplantātu kopolimerizēt, lai kļūtu par polimēru monomēriem, un tos izmanto kā organiskas sintēzes starpproduktus.

Pašlaik butilakrilāta ražošanas process galvenokārt ietver akrilskābes un butanola reakciju toluola sulfonskābes klātbūtnē, lai radītu butilakrilātu un ūdeni. Šajā procesā iesaistītā esterifikācijas reakcija ir tipiska atgriezeniska reakcija, un akrilskābes un produkta butilakrilāta viršanas punkti ir ļoti tuvu. Tāpēc, izmantojot destilāciju, ir grūti atdalīt akrilskābi, un nereaģētu akrilskābi nevar pārstrādāt.

Šo procesu sauc par butilakrilāta esterifikācijas metodi, galvenokārt no Jilin Petrochemical Engineering Research Institute un citām saistītām institūcijām. Šī tehnoloģija jau ir ļoti nobriedusi, un akrilskābes un N-butanola vienības patēriņa kontrole ir ļoti precīza, spēj kontrolēt vienības patēriņu 0,6 robežās. Turklāt šī tehnoloģija jau ir sasniegusi sadarbību un nodošanu.

(4)CPP tehnoloģijas pašreizējās statusa un attīstības tendences

CPP plēve ir izgatavota no polipropilēna kā galvenā izejviela, izmantojot īpašas apstrādes metodes, piemēram, T formas die ekstrūzijas liešanu. Šai filmai ir lieliska karstuma izturība, un tā raksturīgo ātrās dzesēšanas īpašību dēļ tā var veidot lielisku gludumu un caurspīdīgumu. Tāpēc iesaiņojuma lietojumprogrammām, kurām nepieciešama liela skaidrība, vēlamais materiāls ir CPP plēve. Visizplatītākais CPP filmas izmantošana ir pārtikas iepakojumā, kā arī alumīnija pārklājuma ražošanā, farmaceitiskā iepakojumā un augļu un dārzeņu saglabāšanā.

Pašlaik CPP filmu producēšanas process galvenokārt ir CO ekstrūzijas liešana. Šis ražošanas process sastāv no vairākiem ekstrūdeņiem, daudz kanālu izplatītājiem (plaši pazīstamiem kā “padevējiem”), T formas die galvām, liešanas sistēmām, horizontālām vilces sistēmām, oscilatoriem un tinumu sistēmām. Šī ražošanas procesa galvenās iezīmes ir labs virsmas spīdums, augsts plakanums, maza biezuma tolerance, laba mehāniskā pagarinājuma veiktspēja, laba elastība un laba plānu plēvju produktu laba caurspīdīgums. Lielākā daļa globālo CPP ražotāju ražošanai izmanto CO ekstrūzijas liešanas metodi, un aprīkojuma tehnoloģija ir nobriedusi.

Kopš 80. gadu vidus Ķīna ir sākusi ieviest ārvalstu liešanas filmu ražošanas aprīkojumu, taču vairums no tām ir viena slāņa struktūras un pieder pie galvenās skatuves. Pēc ierašanās 1990. gados Ķīna ieviesa daudzslāņu CO Polymer cast filmu ražošanas līnijas no tādām valstīm kā Vācija, Japāna, Itālija un Austrija. Šīs importētās iekārtas un tehnoloģijas ir galvenais Ķīnas filmu nozares spēks. Galveno aprīkojuma piegādātāju vidū ir Vācijas Bruckners, Bārtenfīlds, Leifenhauers un Austrijas orhideja. Kopš 2000. gada Ķīna ir ieviesusi progresīvākas ražošanas līnijas, un vietējā tirgū ražots aprīkojums ir arī pieredzējis strauji attīstību.

Tomēr, salīdzinot ar starptautisko paaugstināto līmeni, automatizācijas līmenī joprojām pastāv zināma plaisa, sver vadības ekstrūzijas sistēmu, automātisko die galvas regulēšanas kontroles plēves biezumu, tiešsaistes malu materiālu atjaunošanas sistēmu un mājas liešanas plēves aprīkojuma automātisku tinumu. Pašlaik galvenie CPP filmu tehnoloģijas aprīkojuma piegādātāji ir Vācijas Brukners, Leifenhausers un Austrijas Lanzins. Šiem ārvalstu piegādātājiem ir ievērojamas priekšrocības automatizācijas un citu aspektu ziņā. Tomēr pašreizējais process jau ir diezgan nobriedis, un aprīkojuma tehnoloģijas uzlabošanas ātrums ir lēns, un sadarbībai pamatā nav slieksnis.

(5)Akrilonitrilu tehnoloģijas pašreizējās statusa un attīstības tendences

Propilēna amonjaka oksidācijas tehnoloģija šobrīd ir galvenais akrilonitrila komerciālais ražošanas ceļš, un gandrīz visi akrilonitrilu ražotāji izmanto BP (Sohio) katalizatorus. Tomēr ir arī daudzi citi katalizatoru pakalpojumu sniedzēji, no kuriem izvēlēties, piemēram, Mitsubishi Rayon (agrāk Nitto) un Asahi Kasei no Japānas, Ascend Performance Material (agrāk Solutia) no Amerikas Savienotajām Valstīm un Sinopec.

Vairāk nekā 95% akrilonitrilu augu visā pasaulē izmanto propilēna amonjaka oksidācijas tehnoloģiju (pazīstama arī kā Sohio process), kuru aizsāka un izstrādāja BP. Šī tehnoloģija kā izejvielas izmanto propilēnu, amonjaku, gaisu un ūdeni un noteiktā proporcijā nonāk reaktorā. Saskaņā ar fosfora molibdēna bismuta vai antimona dzelzs katalizatoriem, kas atbalstīti uz silikagela, akrilonitrilu rada 400–500 temperatūrā℃un atmosfēras spiediens. Pēc tam pēc virknes neitralizācijas, absorbcijas, ekstrakcijas, dehidrocianācijas un destilācijas posmiem tiek iegūts akrilonitrila gala produkts. Šīs metodes vienvirziena raža var sasniegt 75%, un blakusproduktos ietilpst acetonitrils, cianīds ūdeņradis un amonija sulfāts. Šai metodei ir visaugstākā rūpnieciskās ražošanas vērtība.

Kopš 1984. gada Sinopec ir parakstījis ilgtermiņa vienošanos ar Ineos un ir pilnvarots izmantot Ineos patentēto akrilonitrilu tehnoloģiju Ķīnā. Pēc gadiem ilgas attīstības Sinopec Shanghai Petroķīmisko pētījumu institūts ir veiksmīgi izstrādājis propilēna amonjaka oksidācijas tehnisko ceļu, lai iegūtu akrilonitrilu, un izveidojis Sinopec Anqing filiāles 130000 tonnu akrīlonitrila projekta otro posmu. Projekts tika veiksmīgi ieviests ekspluatācijā 2014. gada janvārī, palielinot akrilonitrila gada ražošanas jaudu no 80000 tonnām līdz 210000 tonnām, kļūstot par svarīgu Sinopec akrilonitrila ražošanas bāzes daļu.

Pašlaik uzņēmumi visā pasaulē ar propilēna amonjaka oksidācijas tehnoloģijas patentiem ir BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical un Sinopec. Šis ražošanas process ir nobriedis un viegli iegūstams, un arī Ķīna ir sasniegusi šīs tehnoloģijas lokalizāciju, un tā darbība nav zemāka par ārvalstu ražošanas tehnoloģijām.

(6)ABS tehnoloģijas pašreizējās statusa un attīstības tendences

Saskaņā ar izmeklēšanu ABS ierīces procesa ceļš galvenokārt tiek sadalīts losjonu potēšanas metodē un nepārtrauktā lielapjoma metodē. ABS sveķi tika izstrādāti, pamatojoties uz polistirola sveķu modifikāciju. 1947. gadā Amerikas gumijas uzņēmums pieņēma sajaukšanas procesu, lai sasniegtu ABS sveķu rūpniecisko ražošanu; 1954. gadā Borg-Wamer Company Amerikas Savienotajās Valstīs izstrādāja losjona transplantāta polimerizētu ABS sveķus un realizēja rūpniecisko ražošanu. Losjonu potēšanas parādīšanās veicināja straujo ABS nozares attīstību. Kopš 70. gadiem ABS ražošanas procesa tehnoloģija ir sākusi lielas attīstības periodu.

Losjona potēšanas metode ir uzlabots ražošanas process, kas ietver četrus posmus: butadiēna lateksa sintēzi, transplantāta polimēra sintēzi, stirola un akrilonitrila polimēru sintēzi un sajaukšanas pēcapstrāde. Konkrētajā procesa plūsmā ietilpst PBL vienība, potēšanas vienība, SAN vienība un sajaukšanas vienība. Šim ražošanas procesam ir augsts tehnoloģiskā brieduma līmenis, un tas ir plaši izmantots visā pasaulē.

Pašlaik nobriedušu ABS tehnoloģija galvenokārt nāk no tādiem uzņēmumiem kā LG Dienvidkorejā, JSR Japānā, Dow Amerikas Savienotajās Valstīs, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. Dienvidkorejā un Kellogg Technology Amerikas Savienotajās Valstīs, visas visas kuriem ir globāls vadošais tehnoloģiskā brieduma līmenis. Nepārtraukti attīstot tehnoloģiju, ABS ražošanas process arī pastāvīgi uzlabojas un uzlabojas. Nākotnē var parādīties efektīvāki, videi draudzīgi un enerģētiski taupīšanas ražošanas procesi, radot vairāk iespēju un izaicinājumu ķīmiskās rūpniecības attīstībai.

(7)N-butanola tehniskais statuss un attīstības tendence

Saskaņā ar novērojumiem vispārizglītojošā tehnoloģija butanola un oktanola sintēzei visā pasaulē ir šķidruma fāzes cikliskais zema spiediena karbonila sintēzes process. Galvenās izejvielas šim procesam ir propilēna un sintēzes gāze. Starp tiem propilēns galvenokārt nāk no integrētas pašaprāvuma, ar propilēna vienības patēriņu no 0,6 līdz 0,62 tonnām. Sintētisko gāzi galvenokārt sagatavo no izplūdes gāzu vai ogļu bāzes sintētiskās gāzes ar vienības patēriņu no 700 līdz 720 kubikmetru.

Zema spiediena karbonil sintēzes tehnoloģijai, ko izstrādājusi Dow/David-šķidruma fāzes cirkulācijas procesam, ir tādas priekšrocības kā augsts propilēna konvertācijas ātrums, ilga katalizatora kalpošanas laiks un trīs atkritumu samazinātas izmešus. Šis process šobrīd ir vismodernākā ražošanas tehnoloģija, un to plaši izmanto ķīniešu butanola un oktanolu uzņēmumos.

Ņemot vērā, ka Dow/David tehnoloģija ir salīdzinoši nobriedusi un to var izmantot sadarbībā ar vietējiem uzņēmumiem, daudzi uzņēmumi prioritizēs šo tehnoloģiju, izvēloties ieguldīt butanola oktanola vienību celtniecībā, kam seko vietējās tehnoloģijas.

(8)Pašreizējās poliakrilonitrilu tehnoloģijas stāvokļa un attīstības tendences

Poliakrilonitrilu (PAN) iegūst ar akrilonitrila brīvo radikāļu polimerizāciju un ir svarīgs starpprodukts akrilonitrila šķiedru (akrila šķiedras) un poliakrilonitrilu bāzes oglekļa šķiedru sagatavošanā. Tas parādās baltā vai nedaudz dzeltenā necaurspīdīgā pulvera formā ar stikla pārejas temperatūru aptuveni 90℃Apvidū To var izšķīdināt polāros organiskos šķīdinātājos, piemēram, dimetilformamīdā (DMF) un dimetilsulfoksīdā (DMSO), kā arī koncentrētos neorganisko sāļu, piemēram, tiocianāta un perhlorāta, ūdens šķīdumos. Poliakrilonitrila sagatavošana galvenokārt ietver šķīduma polimerizāciju vai akrilonitrila (AN) ūdens nogulsnēšanas polimerizāciju ar nejonu otrajiem monomēriem un jonu trešajiem monomēriem.

Poliakrilonitrilu galvenokārt izmanto akrila šķiedru ražošanai, kas ir sintētiskas šķiedras, kas izgatavotas no akrilonitrila kopolimēriem ar masas procentuālo daļu vairāk nekā 85%. Saskaņā ar ražošanas procesā izmantotajiem šķīdinātājiem tos var atšķirt kā dimetilsulfoksīdu (DMSO), dimetilacetamīdu (DMAC), nātrija tiocianātu (NASCN) un dimetil formamīdu (DMF). Galvenā atšķirība starp dažādiem šķīdinātājiem ir to šķīdība poliakrilonitrilā, kurai nav būtiskas ietekmes uz specifisko polimerizācijas ražošanas procesu. Turklāt saskaņā ar dažādiem komonomiem tos var iedalīt itakonskābē (IA), metil akrilātā (MA), akrilamīdā (AM) un metilmetakrilātam (MMA) utt. Polimerizācijas reakciju produktu īpašības.

Agregācijas process var būt vienpakāpes vai divpakāpju. Viena soļa metode norāda uz akrilonitrila un komonomu polimerizāciju šķīduma stāvoklī uzreiz, un produktus var tieši sagatavot vērpšanas šķīdumā bez atdalīšanas. Divpakāpju noteikums attiecas uz akrilonitrila un komonomu suspensijas polimerizāciju ūdenī, lai iegūtu polimēru, kas ir atdalīts, mazgāts, dehidrēts un citi soļi, lai veidotu vērpšanas šķīdumu. Pašlaik poliakrilonitrila globālais ražošanas process būtībā ir vienāds, ar atšķirību pakārtotajās polimerizācijas metodēs un līdz monomēros. Pašlaik vairums poliakrilonitrilu šķiedru dažādās pasaules valstīs ir izgatavotas no trīskāršajiem kopolimēriem, akrilonitrilam ir 90% un pievienojot otro monomēru no 5% līdz 8%. Otrā monomēra pievienošanas mērķis ir uzlabot šķiedru mehānisko izturību, elastību un tekstūru, kā arī uzlabot krāsošanas veiktspēju. Parasti izmantotās metodes ietver MMA, MA, vinilacetātu utt. Trešā monomēra pievienošanas daudzums ir 0,3% -2%, ar mērķi ieviest noteiktu skaitu hidrofilu krāsu grupu, lai palielinātu šķiedru afinitāti ar krāsvielām, kas ir sadalīts katjonu krāsvielu grupās un skābās krāsvielu grupās.

Pašlaik Japāna ir galvenais poliakrilonitrila globālā procesa pārstāvis, kam seko tādas valstis kā Vācija un Amerikas Savienotās Valstis. Pārstāvju uzņēmumos ietilpst Zoltek, Hexcel, Cytec un Aldila no Japānas, Dongbanga, Mitsubishi un Amerikas Savienotās Valstis, SGL no Vācijas un Formosa plastmasas grupa no Taivānas, Ķīnas, Ķīnas. Pašlaik poliakrilonitrila globālā ražošanas procesa tehnoloģija ir nobriedusi, un produktu uzlabošanai nav daudz vietas.