See artikkel analüüsib Hiina C3 tööstusahela peamisi tooteid ning praegust tehnoloogia uurimis- ja arendussuunda.

(1)Polüpropüleeni (PP) tehnoloogia hetkeseis ja arengusuunad

Meie uurimise kohaselt on Hiinas polüpropüleeni (PP) tootmiseks erinevaid viise, millest olulisemate protsesside hulka kuuluvad kodumaise keskkonnaga toruprotsess, Daoju Company Unipoli protsess, LyondellBasell Company Spherioli protsess, Ineos Company Innovene protsess, Novoleni protsess. Nordic Chemical Company ja Spherizone protsessi LyondellBasell Company.Neid protsesse kasutavad laialdaselt ka Hiina PP ettevõtted.Need tehnoloogiad kontrollivad enamasti propüleeni konversioonimäära vahemikus 1,01–1,02.

Kodumajapidamises kasutatavate rõngastorude protsess kasutab iseseisvalt välja töötatud ZN-katalüsaatorit, mida praegu domineerib teise põlvkonna rõngastorude protsessi tehnoloogia.See protsess põhineb sõltumatult välja töötatud katalüsaatoritel, asümmeetrilise elektrondoonori tehnoloogial ja propüleenbutadieeni binaarsel juhuslikul kopolümerisatsioonitehnoloogial ning võib toota homopolümerisatsiooni, etüleenpropüleeni juhuslikku kopolümerisatsiooni, propüleenbutadieeni juhuslikku kopolümerisatsiooni ja löögikindlat kopolümerisatsiooni PP.Näiteks on seda protsessi rakendanud sellised ettevõtted nagu Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Line ja Maoming Second Line.Tulevikus uute tootmisrajatiste arvu suurenemisega eeldatakse, et kolmanda põlvkonna keskkonnatorude protsess muutub järk-järgult domineerivaks kodumaise keskkonnaga torude protsessiks.

Unipoli protsessi abil saab tööstuslikult toota homopolümeere, mille sulamiskiirus (MFR) on vahemikus 0,5–100 g/10 min.Lisaks võib etüleeni kopolümeeri monomeeride massiosa juhuslikes kopolümeerides ulatuda 5,5% -ni.Selle protsessiga saab toota ka propüleeni ja 1-buteeni tööstusliku juhusliku kopolümeeri (kaubanimi CE-FOR), mille kummi massiosa on kuni 14%.Etüleeni massiosa Unipoli meetodil toodetud löökkopolümeeris võib ulatuda 21% -ni (kummi massiosa on 35%).Protsessi on rakendatud selliste ettevõtete rajatistes nagu Fushun Petrochemical ja Sichuan Petrochemical.

Innovene protsessi abil on võimalik toota homopolümeertooteid laia sulamiskiirusega (MFR), mis võib ulatuda 0,5-100g/10min.Selle toote sitkus on kõrgem kui teistel gaasifaasi polümerisatsiooniprotsessidel.Juhusliku kopolümeeri toodete MFR on 2–35 g/10 min, etüleeni massiosa on 7–8%.Löögikindlate kopolümeertoodete MFR on 1–35 g/10 min, etüleeni massiosa on 5–17%.

Praegu on PP peamine tootmistehnoloogia Hiinas väga küps.Võttes näiteks naftapõhised polüpropüleeniettevõtted, ei ole ettevõtete lõikes olulist erinevust tootmisühiku tarbimises, töötlemiskuludes, kasumis jne.Erinevate protsessidega hõlmatud tootmiskategooriate vaatenurgast võivad põhiprotsessid hõlmata kogu tootekategooriat.Arvestades aga olemasolevate ettevõtete tegelikke toodangukategooriaid, on PP-toodetes erinevate ettevõtete vahel olulisi erinevusi, mis on tingitud sellistest teguritest nagu geograafia, tehnoloogilised tõkked ja tooraine.

(2)Akrüülhappetehnoloogia hetkeseis ja arengusuunad

Akrüülhape on oluline orgaaniline keemiline tooraine, mida kasutatakse laialdaselt liimide ja vees lahustuvate kattekihtide tootmisel ning mida tavaliselt töödeldakse ka butüülakrülaadiks ja muudeks toodeteks.Uuringute kohaselt on akrüülhappe tootmiseks erinevaid tootmisprotsesse, sealhulgas kloroetanooli meetod, tsüanoetanooli meetod, kõrgsurve Reppe meetod, enooni meetod, täiustatud Reppe meetod, formaldehüüdi etanooli meetod, akrüülnitriili hüdrolüüsi meetod, etüleeni meetod, propüleeni oksüdatsiooni meetod ja bioloogiline meetod. meetod.Kuigi akrüülhappe valmistamiseks on erinevaid meetodeid ja enamikku neist on kasutatud tööstuses, on maailmas kõige levinum tootmisprotsess endiselt propüleeni otsene oksüdeerimine akrüülhappeks.

Propüleeni oksüdeerimise teel akrüülhappe tootmiseks kasutatavad toorained hõlmavad peamiselt veeauru, õhku ja propüleeni.Tootmisprotsessi käigus läbivad need kolm katalüsaatorikihi kaudu teatud vahekorras oksüdatsioonireaktsiooni.Propüleen oksüdeeritakse esimeses reaktoris esmalt akroleiiniks ja seejärel teises reaktoris akrüülhappeks.Veeaur mängib selles protsessis lahjendavat rolli, vältides plahvatusi ja pärssides kõrvalreaktsioonide teket.Kuid lisaks akrüülhappe tootmisele tekib selle reaktsiooniprotsessi käigus kõrvalreaktsioonide tõttu ka äädikhapet ja süsinikoksiide.

Pingtou Ge uurimise kohaselt seisneb akrüülhappe oksüdatsiooniprotsessi tehnoloogia võti katalüsaatorite valikus.Praegu on propüleeni oksüdatsiooni kaudu akrüülhappetehnoloogiat pakkuvate ettevõtete hulka Sohio Ameerika Ühendriikides, Japan Catalyst Chemical Company, Jaapanis Mitsubishi Chemical Company, Saksamaal BASF ja Japan Chemical Technology.

Sohio protsess Ameerika Ühendriikides on oluline protsess akrüülhappe tootmiseks propüleeni oksüdeerimise teel, mida iseloomustab samaaegne propüleeni, õhu ja veeauru sisestamine kahte järjestikku ühendatud püsikihiga reaktorisse ning Mo Bi ja Mo-V mitmekomponentsete metallide kasutamine. oksiidid vastavalt katalüsaatoriteks.Selle meetodi kohaselt võib akrüülhappe ühesuunaline saagis ulatuda umbes 80% -ni (molaarne suhe).Sohio meetodi eeliseks on see, et kaks seeriareaktorit võivad pikendada katalüsaatori eluiga, ulatudes kuni 2 aastani.Selle meetodi puuduseks on aga see, et reageerimata propüleeni ei saa taastada.

BASF-i meetod: BASF on alates 1960. aastate lõpust läbi viinud uuringuid akrüülhappe tootmise kohta propüleeni oksüdeerimise teel.BASF-i meetodis kasutatakse propüleeni oksüdatsioonireaktsioonis Mo Bi või Mo Co katalüsaatoreid ja saadud akroleiini ühesuunaline saagis võib ulatuda umbes 80%-ni (molaarne suhe).Seejärel oksüdeeriti akroleiin Mo-, W-, V- ja Fe-põhiseid katalüsaatoreid kasutades akrüülhappeks maksimaalse ühesuunalise saagisega umbes 90% (molaarne suhe).BASF-meetodi katalüsaatori eluiga võib ulatuda 4 aastani ja protsess on lihtne.Sellel meetodil on aga puudusi, nagu lahusti kõrge keemistemperatuur, sagedane seadmete puhastamine ja suur üldine energiatarbimine.

Jaapani katalüsaatormeetod: kasutatakse ka kahte järjestikust fikseeritud reaktorit ja sobivat seitsme torniga eraldussüsteemi.Esimene samm on infiltreerida element Co reaktsioonikatalüsaatorina Mo Bi katalüsaatorisse ja seejärel kasutada teises reaktoris peamiste katalüsaatoritena Mo, V ja Cu komposiitmetallide oksiide, mida toetavad ränidioksiidi ja pliimonooksiidi.Selle protsessi käigus on akrüülhappe ühesuunaline saagis ligikaudu 83-86% (molaarne suhe).Jaapani katalüsaatorimeetod kasutab ühte virnastatud statsionaarset reaktorit ja 7-tornilist eraldussüsteemi, millel on täiustatud katalüsaatorid, kõrge üldine saagis ja madal energiatarbimine.See meetod on praegu üks arenenumaid tootmisprotsesse, mis on võrdne Mitsubishi protsessiga Jaapanis.

(3)Butüülakrülaadi tehnoloogia hetkeseis ja arengusuunad

Butüülakrülaat on värvitu läbipaistev vedelik, mis ei lahustu vees ja mida saab segada etanooli ja eetriga.Seda segu tuleb hoida jahedas ja ventileeritavas laos.Akrüülhapet ja selle estreid kasutatakse tööstuses laialdaselt.Neid ei kasutata mitte ainult akrülaadi lahustipõhiste ja losjoonipõhiste liimide pehmete monomeeride valmistamiseks, vaid neid saab ka homopolümeriseerida, kopolümeriseerida ja pookkopolümeriseerida, et saada polümeeri monomeerideks ning kasutada orgaanilise sünteesi vaheühenditena.

Praegu hõlmab butüülakrülaadi tootmisprotsess peamiselt akrüülhappe ja butanooli reaktsiooni tolueensulfoonhappe juuresolekul, et saada butüülakrülaat ja vesi.Selles protsessis osalev esterdamisreaktsioon on tüüpiline pöörduv reaktsioon ning akrüülhappe ja produkti butüülakrülaadi keemistemperatuurid on väga lähedased.Seetõttu on akrüülhapet destilleerimisega raske eraldada ja reageerimata akrüülhapet ei saa ringlusse võtta.

Seda protsessi nimetatakse butüülakrülaadi esterdamismeetodiks, peamiselt Jilini naftakeemiatehnoloogia uurimisinstituudi ja teiste seotud institutsioonide poolt.See tehnoloogia on juba väga küps ning akrüülhappe ja n-butanooli ühikutarbimise juhtimine on väga täpne, suutes reguleerida ühikutarbimist 0,6 piires.Pealegi on see tehnoloogia juba saavutanud koostöö ja ülekandmise.

(4)CPP tehnoloogia hetkeseis ja arengusuunad

CPP-kile valmistatakse polüpropüleenist kui peamisest toorainest spetsiifiliste töötlemismeetodite abil, nagu T-kujuline ekstrusioonvalu.Sellel kilel on suurepärane kuumakindlus ja tänu oma kiirele jahutusomadusele võib see moodustada suurepärase sileduse ja läbipaistvuse.Seetõttu on suurt selgust nõudvate pakkimisrakenduste jaoks eelistatud materjal CPP-kile.Kõige laialdasemalt kasutatakse CPP-kilet toiduainete pakendamiseks, samuti alumiiniumkatte tootmisel, ravimipakendite valmistamisel ning puu- ja juurviljade konserveerimisel.

Praegu on CPP-kilede tootmisprotsess peamiselt koekstrusioonvalamine.See tootmisprotsess koosneb mitmest ekstruuderist, mitme kanaliga jaoturitest (üldtuntud kui "sööturitest"), T-kujulistest stantsipeadest, valusüsteemidest, horisontaalsetest veosüsteemidest, ostsillaatoritest ja mähissüsteemidest.Selle tootmisprotsessi peamised omadused on hea pinna läige, kõrge tasasus, väike paksuse taluvus, hea mehaaniline pikenemine, hea painduvus ja toodetud õhukese kiletoodete hea läbipaistvus.Enamik ülemaailmseid CPP tootjaid kasutab tootmiseks koekstrusioonivalu meetodit ja seadmete tehnoloogia on küps.

Alates 1980. aastate keskpaigast on Hiina hakanud kasutusele võtma välismaiseid valukilede tootmisseadmeid, kuid enamik neist on ühekihilised struktuurid ja kuuluvad esmasesse etappi.Pärast 1990. aastatesse sisenemist võttis Hiina kasutusele mitmekihilised kopolümeerist valatud kile tootmisliinid sellistest riikidest nagu Saksamaa, Jaapan, Itaalia ja Austria.Need imporditud seadmed ja tehnoloogiad on Hiina filmitööstuse peamine jõud.Peamised seadmete tarnijad on Saksamaa Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer ja Austria Orchid.Alates 2000. aastast on Hiina kasutusele võtnud arenenumad tootmisliinid ja ka kodumaal toodetud seadmed on kiiresti arenenud.

Võrreldes rahvusvahelise kõrgtasemega on aga automatiseerimise tasemes, kaalumisjuhtimise ekstrusioonisüsteemis, automaatse stantsipea reguleerimise kile paksuse reguleerimises, veebipõhises servamaterjali taaskasutamise süsteemis ja kodumaiste valukileseadmete automaatses mähises siiski teatav lünk.Praegu on CPP-kiletehnoloogia peamiste seadmete tarnijate hulgas muu hulgas Saksamaa Bruckner, Leifenhauser ja Austria Lanzin.Nendel välismaistel tarnijatel on automatiseerimise ja muude aspektide osas märkimisväärsed eelised.Praegune protsess on aga juba üsna küps ja seadmete tehnoloogia arenemiskiirus aeglane ning koostööläve põhimõtteliselt pole.

(5)Akrüülnitriilitehnoloogia hetkeseis ja arengusuunad

Propüleeni ammoniaagi oksüdatsioonitehnoloogia on praegu akrüülnitriili peamine kaubanduslik tootmisviis ja peaaegu kõik akrüülnitriili tootjad kasutavad BP (SOHIO) katalüsaatoreid.Valida on aga ka paljude teiste katalüsaatorite pakkujate vahel, näiteks Mitsubishi Rayon (endine Nitto) ja Asahi Kasei Jaapanist, Ascend Performance Material (endine Solutia) Ameerika Ühendriikidest ja Sinopec.

Rohkem kui 95% akrüülnitriili tehastest kogu maailmas kasutavad propüleenammooniumi oksüdatsioonitehnoloogiat (tuntud ka kui sohio protsess), mille on alustanud ja välja töötanud BP.See tehnoloogia kasutab toorainena propüleeni, ammoniaaki, õhku ja vett ning siseneb reaktorisse teatud vahekorras.Fosfor-molübdeen-vismuti või antimoni raudkatalüsaatorite toimel silikageelil tekib akrüülnitriil temperatuuril 400–500 °C.℃ja atmosfäärirõhk.Seejärel saadakse pärast mitmeid neutraliseerimise, absorptsiooni, ekstraheerimise, dehüdrotsüanimise ja destilleerimise etappe akrüülnitriili lõppsaadus.Selle meetodi ühesuunaline saagis võib ulatuda 75% -ni ja kõrvalsaaduste hulka kuuluvad atsetonitriil, vesiniktsüaniid ja ammooniumsulfaat.Sellel meetodil on kõrgeim tööstusliku toodangu väärtus.

Alates 1984. aastast on Sinopec sõlminud INEOSega pikaajalise lepingu ja saanud loa kasutada Hiinas INEOSe patenteeritud akrüülnitriilitehnoloogiat.Pärast aastatepikkust arendustööd on Sinopec Shanghai naftakeemiauuringute instituut edukalt välja töötanud propüleenammooniumi oksüdatsiooni tehnilise tee akrüülnitriili tootmiseks ja ehitanud Sinopec Anqingi filiaali 130 000 tonnise akrüülnitriili projekti teise etapi.Projekt käivitati edukalt 2014. aasta jaanuaris, suurendades akrüülnitriili aastane tootmisvõimsus 80 000 tonnilt 210 000 tonnile, saades oluliseks osaks Sinopeci akrüülnitriili tootmisbaasi.

Praegu on propüleenammoniaagi oksüdatsioonitehnoloogia patentidega ülemaailmsed ettevõtted BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical ja Sinopec.See tootmisprotsess on küps ja kergesti kättesaadav ning Hiina on saavutanud ka selle tehnoloogia lokaliseerimise ning selle jõudlus ei jää alla välismaistele tootmistehnoloogiatele.

(6)ABS-tehnoloogia hetkeseis ja arengusuunad

Uurimise kohaselt jaguneb ABS-seadme protsessitee peamiselt losjooni pookimise meetodiks ja pidevaks hulgimeetodiks.ABS-vaik töötati välja polüstüreenvaigu modifitseerimise põhjal.1947. aastal võttis Ameerika kummifirma kasutusele ABS-vaigu tööstusliku tootmise saavutamiseks segamisprotsessi;1954. aastal töötas Ameerika Ühendriikides BORG-WAMER Company välja polümeriseeritud ABS-vaigu losjooni ja realiseeris tööstusliku tootmise.Losjooni pookimise ilmumine soodustas ABS-tööstuse kiiret arengut.Alates 1970. aastatest on ABS tootmisprotsessi tehnoloogia jõudnud suure arengu perioodi.

Losjooni pookimismeetod on täiustatud tootmisprotsess, mis hõlmab nelja etappi: butadieeni lateksi süntees, pookpolümeeri süntees, stüreeni ja akrüülnitriilpolümeeride süntees ning segamise järeltöötlus.Konkreetne protsessivoog sisaldab PBL-seadet, pookimisüksust, SAN-seadet ja segamisüksust.Sellel tootmisprotsessil on kõrge tehnoloogiline küpsusaste ja seda on laialdaselt kasutatud kogu maailmas.

Praegu pärineb küps ABS-tehnoloogia peamiselt sellistest ettevõtetest nagu LG Lõuna-Koreas, JSR Jaapanis, Dow Ameerika Ühendriikides, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. Lõuna-Koreas ja Kellogg Technology Ameerika Ühendriikides. mille tehnoloogilise küpsuse tase on maailmas tipptasemel.Tehnoloogia pideva arenguga paraneb ja täiustatakse pidevalt ka ABS-i tootmisprotsesse.Tulevikus võivad tekkida tõhusamad, keskkonnasõbralikumad ja energiasäästlikumad tootmisprotsessid, mis toovad keemiatööstuse arengusse rohkem võimalusi ja väljakutseid.

(7)N-butanooli tehniline seis ja arengusuund

Vaatluste kohaselt on butanooli ja oktanooli sünteesi peavoolutehnoloogia kogu maailmas vedelfaasiline tsükliline madalrõhu karbonüüli sünteesiprotsess.Selle protsessi peamised toorained on propüleen ja sünteesgaas.Nende hulgas pärineb propüleen peamiselt integreeritud isetarnest, kusjuures propüleeni ühikukulu jääb vahemikku 0,6–0,62 tonni.Sünteetilist gaasi valmistatakse enamasti heitgaasist või kivisöel põhinevast sünteetilisest gaasist, ühikukuluga 700–720 kuupmeetrit.

Dow/Davidi välja töötatud madalrõhu karbonüülsünteesi tehnoloogial – vedelfaasilise tsirkulatsiooni protsessil on eelised, nagu kõrge propüleeni konversioonimäär, pikk katalüsaatori kasutusiga ja kolme jäätmete vähendatud heitkogused.See protsess on praegu kõige arenenum tootmistehnoloogia ja seda kasutatakse laialdaselt Hiina butanooli ja oktanooli ettevõtetes.

Arvestades, et Dow/Davidi tehnoloogia on suhteliselt küps ja seda saab kasutada koostöös kodumaiste ettevõtetega, eelistavad paljud ettevõtted seda tehnoloogiat, kui nad otsustavad investeerida butanooloktanooli seadmete ehitusse, millele järgneb kodumaine tehnoloogia.

(8)Polüakrüülnitriiltehnoloogia hetkeseis ja arengusuunad

Polüakrüülnitriil (PAN) saadakse akrüülnitriili vabade radikaalide polümerisatsiooni teel ja on oluline vaheühend akrüülnitriilkiudude (akrüülkiudude) ja polüakrüülnitriilil põhinevate süsinikkiudude valmistamisel.See on valge või kergelt kollase läbipaistmatu pulbri kujul, mille klaasistumistemperatuur on umbes 90 °C℃.Seda saab lahustada polaarsetes orgaanilistes lahustites, nagu dimetüülformamiid (DMF) ja dimetüülsulfoksiid (DMSO), aga ka anorgaaniliste soolade kontsentreeritud vesilahustes, nagu tiotsüanaat ja perkloraat.Polüakrüülnitriili valmistamine hõlmab peamiselt akrüülnitriili (AN) lahuspolümerisatsiooni või vesisadestamise polümerisatsiooni mitteioonsete teise monomeeride ja ioonsete kolmandate monomeeridega.

Polüakrüülnitriili kasutatakse peamiselt akrüülkiudude tootmiseks, mis on akrüülnitriili kopolümeeridest valmistatud sünteetilised kiud massiprotsendiga üle 85%.Tootmisprotsessis kasutatavate lahustite järgi saab neid eristada kui dimetüülsulfoksiidi (DMSO), dimetüülatsetamiidi (DMAc), naatriumtiotsüanaati (NaSCN) ja dimetüülformamiidi (DMF).Peamine erinevus erinevate lahustite vahel on nende lahustuvus polüakrüülnitriilis, mis ei mõjuta oluliselt konkreetse polümerisatsiooni tootmisprotsessi.Lisaks võib need erinevate komonomeeride järgi jagada itakoonhappeks (IA), metüülakrülaadiks (MA), akrüülamiidiks (AM) ja metüülmetakrülaadiks (MMA) jne. Erinevatel komonomeeridel on erinev mõju kineetikale ja kineetikale. polümerisatsioonireaktsioonide produktide omadused.

Koondamisprotsess võib olla ühe- või kaheetapiline.Üheastmeline meetod viitab akrüülnitriili ja komonomeeride polümerisatsioonile korraga lahuses olekus ning tooteid saab valmistada otse ketruslahuseks ilma eraldamiseta.Kaheetapiline reegel viitab akrüülnitriili ja komonomeeride suspensioonipolümerisatsioonile vees, et saada polümeer, mis eraldatakse, pestakse, veetustatakse ja muudes etappides ketruslahuse moodustamiseks.Praegu on polüakrüülnitriili ülemaailmne tootmisprotsess põhimõtteliselt sama, erinevalt allavoolu polümerisatsioonimeetodites ja kaasmonomeerides.Praegu valmistatakse enamus polüakrüülnitriilkiude erinevates riikides üle maailma kolmekomponentsetest kopolümeeridest, kusjuures akrüülnitriil moodustab 90% ja teise monomeeri lisamine jääb vahemikku 5–8%.Teise monomeeri lisamise eesmärk on suurendada kiudude mehaanilist tugevust, elastsust ja tekstuuri, samuti parandada värvimistulemust.Tavaliselt kasutatavad meetodid on MMA, MA, vinüülatsetaat jne. Kolmanda monomeeri lisatav kogus on 0,3–2%, eesmärgiga viia sisse teatud arv hüdrofiilseid värvainerühmi, et suurendada kiudude afiinsust värvainetega, mis on jagatud katioonsete värvainete rühmadeks ja happelisteks värvirühmadeks.

Praegu on polüakrüülnitriili ülemaailmse protsessi peamine esindaja Jaapan, millele järgnevad sellised riigid nagu Saksamaa ja Ameerika Ühendriigid.Esindusettevõtted on Zoltek, Hexcel, Cytec ja Aldila Jaapanist, Dongbang, Mitsubishi ja Ameerika Ühendriigid, SGL Saksamaalt ja Formosa Plastics Group Taiwanist, Hiinast ja Hiinast.Praegu on polüakrüülnitriili globaalne tootmisprotsessi tehnoloogia küps ja toote täiustamiseks pole palju ruumi.