Cet article analysera les principaux produits de la chaîne industrielle C3 en Chine et l'orientation actuelle de la recherche et du développement technologique.

(1)L'état actuel et les tendances de développement de la technologie du polypropylène (PP)

Selon notre enquête, il existe différentes manières de produire du polypropylène (PP) en Chine, parmi lesquelles les procédés les plus importants comprennent le procédé domestique de conduite environnementale, le procédé Unipol de la société Daoju, le procédé Spheriol de la société LyondellBasell, le procédé Innovene de la société Ineos, le procédé Novolen. de Nordic Chemical Company et le procédé Spherizone de LyondellBasell Company.Ces processus sont également largement adoptés par les entreprises chinoises de PP.Ces technologies contrôlent principalement le taux de conversion du propylène dans la plage de 1,01 à 1,02.

Le procédé domestique de tubes annulaires adopte le catalyseur ZN développé indépendamment, actuellement dominé par la technologie de procédé de tubes annulaires de deuxième génération.Ce processus est basé sur des catalyseurs développés indépendamment, une technologie de donneur d'électrons asymétrique et une technologie de copolymérisation aléatoire binaire de propylène-butadiène, et peut produire une homopolymérisation, une copolymérisation aléatoire d'éthylène-propylène, une copolymérisation aléatoire de propylène-butadiène et une copolymérisation PP résistante aux chocs.Par exemple, des entreprises telles que Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First et Second Lines et Maoming Second Line ont toutes appliqué ce processus.Avec l'augmentation du nombre de nouvelles installations de production à l'avenir, le procédé de canalisation environnemental de troisième génération devrait progressivement devenir le procédé de canalisation environnemental dominant au niveau national.

Le procédé Unipol peut produire industriellement des homopolymères, avec une plage d'indice de fusion (MFR) de 0,5 à 100 g/10 min.De plus, la fraction massique des monomères copolymères d'éthylène dans les copolymères statistiques peut atteindre 5,5 %.Ce procédé permet également de produire un copolymère statistique industrialisé de propylène et de 1-butène (nom commercial CE-FOR), avec une fraction massique de caoutchouc allant jusqu'à 14 %.La fraction massique d'éthylène dans le copolymère choc produit par le procédé Unipol peut atteindre 21 % (la fraction massique de caoutchouc est de 35 %).Le procédé a été appliqué dans les installations d'entreprises telles que Fushun Petrochemical et Sichuan Petrochemical.

Le procédé Innovene peut produire des produits homopolymères avec une large plage d'indice de fusion (MFR), qui peut atteindre 0,5 à 100 g/10 min.La ténacité de son produit est supérieure à celle des autres procédés de polymérisation en phase gazeuse.Le MFR des produits copolymères statistiques est de 2 à 35 g/10 min, avec une fraction massique d'éthylène allant de 7 % à 8 %.Le MFR des produits copolymères résistants aux chocs est de 1 à 35 g/10 min, avec une fraction massique d'éthylène allant de 5 % à 17 %.

À l’heure actuelle, la technologie de production dominante de PP en Chine est très mature.En prenant comme exemple les entreprises de polypropylène à base de pétrole, il n'y a pas de différence significative entre chaque entreprise en termes de consommation unitaire de production, de coûts de transformation, de bénéfices, etc.Du point de vue des catégories de production couvertes par différents processus, les processus traditionnels peuvent couvrir l’ensemble de la catégorie de produits.Cependant, compte tenu des catégories de production réelles des entreprises existantes, il existe des différences significatives dans les produits PP entre les différentes entreprises en raison de facteurs tels que la géographie, les barrières technologiques et les matières premières.

(2)État actuel et tendances de développement de la technologie de l’acide acrylique

L'acide acrylique est une matière première chimique organique importante, largement utilisée dans la production d'adhésifs et de revêtements hydrosolubles, et est également couramment transformée en acrylate de butyle et d'autres produits.Selon les recherches, il existe divers procédés de production d'acide acrylique, notamment la méthode au chloroéthanol, la méthode au cyanoéthanol, la méthode Reppe à haute pression, la méthode à l'énone, la méthode Reppe améliorée, la méthode à l'éthanol au formaldéhyde, la méthode d'hydrolyse de l'acrylonitrile, la méthode à l'éthylène, la méthode d'oxydation du propylène et la méthode biologique. méthode.Bien qu'il existe diverses techniques de préparation de l'acide acrylique et que la plupart d'entre elles ont été appliquées dans l'industrie, le processus de production le plus répandu dans le monde reste l'oxydation directe du propylène en acide acrylique.

Les matières premières utilisées pour produire de l'acide acrylique par oxydation du propylène comprennent principalement la vapeur d'eau, l'air et le propylène.Au cours du processus de production, ces trois éléments subissent des réactions d'oxydation à travers le lit catalytique dans une certaine proportion.Le propylène est d'abord oxydé en acroléine dans le premier réacteur, puis encore oxydé en acide acrylique dans le deuxième réacteur.La vapeur d'eau joue un rôle de dilution dans ce processus, évitant l'apparition d'explosions et supprimant la génération de réactions secondaires.Cependant, en plus de produire de l'acide acrylique, ce processus de réaction produit également de l'acide acétique et des oxydes de carbone en raison de réactions secondaires.

Selon l'enquête de Pingtou Ge, la clé de la technologie du processus d'oxydation de l'acide acrylique réside dans la sélection des catalyseurs.À l'heure actuelle, les entreprises capables de fournir une technologie d'acide acrylique par oxydation du propylène comprennent Sohio aux États-Unis, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company au Japon, BASF en Allemagne et Japan Chemical Technology.

Le procédé Sohio aux États-Unis est un procédé important de production d'acide acrylique par oxydation du propylène, caractérisé par l'introduction simultanée de propylène, d'air et de vapeur d'eau dans deux réacteurs à lit fixe connectés en série et par l'utilisation de métaux multi-composants Mo Bi et Mo-V. oxydes comme catalyseurs, respectivement.Grâce à cette méthode, le rendement unidirectionnel en acide acrylique peut atteindre environ 80 % (rapport molaire).L'avantage de la méthode Sohio est que deux réacteurs en série peuvent augmenter la durée de vie du catalyseur, jusqu'à 2 ans.Cependant, ce procédé présente l'inconvénient que le propylène n'ayant pas réagi ne peut pas être récupéré.

Méthode BASF : Depuis la fin des années 1960, BASF mène des recherches sur la production d'acide acrylique par oxydation du propylène.La méthode BASF utilise des catalyseurs Mo Bi ou Mo Co pour la réaction d'oxydation du propylène, et le rendement unidirectionnel en acroléine obtenu peut atteindre environ 80 % (rapport molaire).Par la suite, en utilisant des catalyseurs à base de Mo, W, V et Fe, l'acroléine a été davantage oxydée en acide acrylique, avec un rendement unidirectionnel maximum d'environ 90 % (rapport molaire).La durée de vie du catalyseur de la méthode BASF peut atteindre 4 ans et le processus est simple.Cependant, cette méthode présente des inconvénients tels qu’un point d’ébullition du solvant élevé, un nettoyage fréquent des équipements et une consommation d’énergie globale élevée.

Méthode catalytique japonaise : deux réacteurs fixes en série et un système de séparation à sept tours correspondant sont également utilisés.La première étape consiste à infiltrer l'élément Co dans le catalyseur Mo Bi comme catalyseur de réaction, puis à utiliser des oxydes métalliques composites Mo, V et Cu comme catalyseurs principaux dans le deuxième réacteur, soutenus par de la silice et du monoxyde de plomb.Dans le cadre de ce procédé, le rendement unidirectionnel en acide acrylique est d'environ 83 à 86 % (rapport molaire).La méthode catalytique japonaise adopte un réacteur à lit fixe empilé et un système de séparation à 7 tours, avec des catalyseurs avancés, un rendement global élevé et une faible consommation d'énergie.Cette méthode est actuellement l'un des processus de production les plus avancés, à égalité avec le processus Mitsubishi au Japon.

(3)État actuel et tendances de développement de la technologie de l’acrylate de butyle

L'acrylate de butyle est un liquide transparent incolore, insoluble dans l'eau et pouvant être mélangé avec de l'éthanol et de l'éther.Ce composé doit être stocké dans un entrepôt frais et ventilé.L'acide acrylique et ses esters sont largement utilisés dans l'industrie.Ils sont non seulement utilisés pour fabriquer des monomères mous d'adhésifs à base de solvants acrylates et à base de lotions, mais peuvent également être homopolymérisés, copolymérisés et copolymérisés par greffage pour devenir des monomères polymères et utilisés comme intermédiaires de synthèse organique.

À l'heure actuelle, le processus de production d'acrylate de butyle implique principalement la réaction de l'acide acrylique et du butanol en présence d'acide toluène sulfonique pour générer de l'acrylate de butyle et de l'eau.La réaction d'estérification impliquée dans ce processus est une réaction réversible typique, et les points d'ébullition de l'acide acrylique et de l'acrylate de butyle produit sont très proches.Par conséquent, il est difficile de séparer l’acide acrylique par distillation et l’acide acrylique n’ayant pas réagi ne peut pas être recyclé.

Ce processus est appelé méthode d'estérification de l'acrylate de butyle, principalement de l'Institut de recherche en génie pétrochimique de Jilin et d'autres institutions connexes.Cette technologie est déjà très mature et le contrôle de la consommation unitaire d'acide acrylique et de n-butanol est très précis, capable de contrôler la consommation unitaire à 0,6 près.De plus, cette technologie a déjà abouti à une coopération et à un transfert.

(4)État actuel et tendances de développement de la technologie CPP

Le film CPP est fabriqué à partir de polypropylène comme matière première principale grâce à des méthodes de traitement spécifiques telles que le moulage par extrusion sous pression en forme de T.Ce film présente une excellente résistance à la chaleur et, en raison de ses propriétés inhérentes de refroidissement rapide, peut former une excellente douceur et transparence.Par conséquent, pour les applications d’emballage nécessitant une grande transparence, le film CPP est le matériau préféré.L'utilisation la plus répandue du film CPP concerne l'emballage alimentaire, ainsi que la production de revêtements en aluminium, les emballages pharmaceutiques et la conservation des fruits et légumes.

À l’heure actuelle, le processus de production des films CPP repose principalement sur le moulage par co-extrusion.Ce processus de production comprend plusieurs extrudeuses, des distributeurs multicanaux (communément appelés « alimentateurs »), des têtes de filière en forme de T, des systèmes de coulée, des systèmes de traction horizontale, des oscillateurs et des systèmes d'enroulement.Les principales caractéristiques de ce processus de production sont un bon brillant de surface, une planéité élevée, une faible tolérance d'épaisseur, de bonnes performances d'extension mécanique, une bonne flexibilité et une bonne transparence des produits à couche mince produits.La plupart des fabricants mondiaux de CPP utilisent la méthode de moulage par co-extrusion pour la production et la technologie des équipements est mature.

Depuis le milieu des années 1980, la Chine a commencé à introduire des équipements de production de films de coulée étrangers, mais la plupart d'entre eux sont des structures monocouches et appartiennent à l'étape primaire.Après son entrée dans les années 1990, la Chine a introduit des lignes de production de films coulés en copolymère multicouche en provenance de pays comme l'Allemagne, le Japon, l'Italie et l'Autriche.Ces équipements et technologies importés constituent la principale force de l’industrie cinématographique chinoise.Les principaux fournisseurs d'équipements sont les allemands Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer et l'autrichien Orchid.Depuis 2000, la Chine a introduit des lignes de production plus avancées et les équipements produits dans le pays ont également connu un développement rapide.

Cependant, par rapport au niveau avancé international, il existe encore un certain écart dans le niveau d'automatisation, le système d'extrusion de contrôle de pesée, l'épaisseur du film de contrôle de réglage automatique de la tête de filière, le système de récupération des matériaux de bord en ligne et l'enroulement automatique de l'équipement de film de coulée domestique.À l'heure actuelle, les principaux fournisseurs d'équipements pour la technologie des films CPP sont, entre autres, les allemands Bruckner, Leifenhauser et l'autrichien Lanzin.Ces fournisseurs étrangers présentent des avantages significatifs en termes d’automatisation et d’autres aspects.Cependant, le processus actuel est déjà assez mature, la vitesse d'amélioration de la technologie des équipements est lente et il n'y a pratiquement aucun seuil de coopération.

(5)État actuel et tendances de développement de la technologie de l'acrylonitrile

La technologie d’oxydation du propylène-ammoniac constitue actuellement la principale voie de production commerciale de l’acrylonitrile, et presque tous les fabricants d’acrylonitrile utilisent des catalyseurs BP (SOHIO).Cependant, il existe également de nombreux autres fournisseurs de catalyseurs parmi lesquels choisir, tels que Mitsubishi Rayon (anciennement Nitto) et Asahi Kasei du Japon, Ascend Performance Material (anciennement Solutia) des États-Unis et Sinopec.

Plus de 95 % des usines d'acrylonitrile dans le monde utilisent la technologie d'oxydation du propylène-ammoniac (également connue sous le nom de procédé sohio) mise au point et développée par BP.Cette technologie utilise du propylène, de l'ammoniac, de l'air et de l'eau comme matières premières et entre dans le réacteur dans une certaine proportion.Sous l'action de catalyseurs phosphore-molybdène-bismuth ou antimoine-fer supportés sur du gel de silice, de l'acrylonitrile est généré à une température de 400 à 500 °C.℃et la pression atmosphérique.Ensuite, après une série d’étapes de neutralisation, d’absorption, d’extraction, de déshydrocyanation et de distillation, le produit final, l’acrylonitrile, est obtenu.Le rendement unidirectionnel de cette méthode peut atteindre 75 % et les sous-produits comprennent l'acétonitrile, le cyanure d'hydrogène et le sulfate d'ammonium.Cette méthode a la valeur de production industrielle la plus élevée.

Depuis 1984, Sinopec a signé un accord à long terme avec INEOS et a été autorisée à utiliser la technologie brevetée de l'acrylonitrile d'INEOS en Chine.Après des années de développement, l'Institut de recherche pétrochimique Sinopec de Shanghai a développé avec succès une voie technique pour l'oxydation du propylène ammoniac afin de produire de l'acrylonitrile et a construit la deuxième phase du projet de 130 000 tonnes d'acrylonitrile de la succursale de Sinopec Anqing.Le projet a été mis en service avec succès en janvier 2014, augmentant la capacité de production annuelle d'acrylonitrile de 80 000 tonnes à 210 000 tonnes, devenant ainsi une partie importante de la base de production d'acrylonitrile de Sinopec.

À l’heure actuelle, les entreprises du monde entier détenant des brevets pour la technologie d’oxydation du propylène et de l’ammoniac comprennent BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical et Sinopec.Ce processus de production est mature et facile à obtenir, et la Chine a également réussi à localiser cette technologie, et ses performances ne sont pas inférieures aux technologies de production étrangères.

(6)État actuel et tendances de développement de la technologie ABS

Selon l'enquête, le processus de fabrication du dispositif ABS est principalement divisé en méthode de greffage de lotion et méthode en vrac continue.La résine ABS a été développée sur la base de la modification de la résine polystyrène.En 1947, l’entreprise américaine de caoutchouc a adopté le procédé de mélange pour réaliser une production industrielle de résine ABS ;En 1954, la société BORG-WAMER aux États-Unis a développé une résine ABS polymérisée par greffe de lotion et a réalisé une production industrielle.L’apparition du greffage de lotions a favorisé le développement rapide de l’industrie ABS.Depuis les années 1970, la technologie du processus de production de l’ABS est entrée dans une période de grand développement.

La méthode de greffage en lotion est un processus de production avancé, qui comprend quatre étapes : la synthèse du latex de butadiène, la synthèse du polymère greffé, la synthèse des polymères de styrène et d'acrylonitrile et le post-traitement du mélange.Le flux de processus spécifique comprend l'unité PBL, l'unité de greffage, l'unité SAN et l'unité de mélange.Ce procédé de production présente un haut niveau de maturité technologique et est largement appliqué dans le monde entier.

À l'heure actuelle, la technologie ABS mature provient principalement de sociétés telles que LG en Corée du Sud, JSR au Japon, Dow aux États-Unis, New Lake Oil Chemical Co., Ltd. en Corée du Sud et Kellogg Technology aux États-Unis, toutes qui ont un niveau de maturité technologique de premier plan au niveau mondial.Avec le développement continu de la technologie, le processus de production de l'ABS s'améliore également constamment.À l’avenir, des processus de production plus efficaces, plus respectueux de l’environnement et plus économes en énergie pourraient émerger, apportant davantage d’opportunités et de défis au développement de l’industrie chimique.

(7)L'état technique et la tendance de développement du n-butanol

Selon les observations, la technologie dominante pour la synthèse du butanol et de l’octanol dans le monde est le processus de synthèse cyclique du carbonyle à basse pression en phase liquide.Les principales matières premières de ce procédé sont le propylène et le gaz de synthèse.Parmi eux, le propylène provient principalement d'un auto-approvisionnement intégré, avec une consommation unitaire de propylène comprise entre 0,6 et 0,62 tonne.Le gaz synthétique est principalement préparé à partir de gaz d'échappement ou de gaz synthétique à base de charbon, avec une consommation unitaire comprise entre 700 et 720 mètres cubes.

La technologie de synthèse du carbonyle à basse pression développée par Dow/David – procédé de circulation en phase liquide présente des avantages tels qu'un taux de conversion élevé du propylène, une longue durée de vie du catalyseur et des émissions réduites de trois déchets.Ce procédé constitue actuellement la technologie de production la plus avancée et est largement utilisé dans les entreprises chinoises de butanol et d'octanol.

Étant donné que la technologie Dow/David est relativement mature et peut être utilisée en coopération avec des entreprises nationales, de nombreuses entreprises donneront la priorité à cette technologie lorsqu'elles choisiront d'investir dans la construction d'unités butanol-octanol, suivies par la technologie nationale.

(8)État actuel et tendances de développement de la technologie du polyacrylonitrile

Le polyacrylonitrile (PAN) est obtenu par polymérisation radicalaire de l'acrylonitrile et constitue un intermédiaire important dans la préparation de fibres d'acrylonitrile (fibres acryliques) et de fibres de carbone à base de polyacrylonitrile.Il se présente sous forme de poudre opaque blanche ou légèrement jaune, avec une température de transition vitreuse d'environ 90°C.℃.Il peut être dissous dans des solvants organiques polaires tels que le diméthylformamide (DMF) et le diméthylsulfoxyde (DMSO), ainsi que dans des solutions aqueuses concentrées de sels inorganiques tels que le thiocyanate et le perchlorate.La préparation du polyacrylonitrile implique principalement la polymérisation en solution ou la polymérisation par précipitation aqueuse de l'acrylonitrile (AN) avec des deuxièmes monomères non ioniques et des troisièmes monomères ioniques.

Le polyacrylonitrile est principalement utilisé pour fabriquer des fibres acryliques, qui sont des fibres synthétiques fabriquées à partir de copolymères d'acrylonitrile avec un pourcentage massique supérieur à 85 %.Selon les solvants utilisés dans le processus de production, ils peuvent être distingués comme le diméthylsulfoxyde (DMSO), le diméthylacétamide (DMAc), le thiocyanate de sodium (NaSCN) et le diméthylformamide (DMF).La principale différence entre les différents solvants réside dans leur solubilité dans le polyacrylonitrile, qui n'a pas d'impact significatif sur le processus de production de polymérisation spécifique.De plus, selon les différents comonomères, ils peuvent être divisés en acide itaconique (IA), acrylate de méthyle (MA), acrylamide (AM) et méthacrylate de méthyle (MMA), etc. Différents co-monomères ont des effets différents sur la cinétique et propriétés des produits des réactions de polymérisation.

Le processus d'agrégation peut être en une ou deux étapes.La méthode en une étape fait référence à la polymérisation simultanée de l'acrylonitrile et des comonomères à l'état de solution, et les produits peuvent être directement préparés en solution de filage sans séparation.La règle en deux étapes fait référence à la polymérisation en suspension de l'acrylonitrile et des comonomères dans l'eau pour obtenir le polymère, qui est séparé, lavé, déshydraté et suivi d'autres étapes pour former la solution de filage.À l'heure actuelle, le processus de production mondial du polyacrylonitrile est fondamentalement le même, avec la différence dans les méthodes de polymérisation en aval et les co-monomères.À l'heure actuelle, la plupart des fibres de polyacrylonitrile dans divers pays du monde sont fabriquées à partir de copolymères ternaires, l'acrylonitrile représentant 90 % et l'ajout d'un deuxième monomère allant de 5 % à 8 %.Le but de l’ajout d’un deuxième monomère est d’améliorer la résistance mécanique, l’élasticité et la texture des fibres, ainsi que d’améliorer les performances de teinture.Les méthodes couramment utilisées incluent le MMA, le MA, l'acétate de vinyle, etc. La quantité ajoutée du troisième monomère est de 0,3% à 2%, dans le but d'introduire un certain nombre de groupes colorants hydrophiles pour augmenter l'affinité des fibres avec les colorants, qui sont divisé en groupes de colorants cationiques et en groupes de colorants acides.

À l'heure actuelle, le Japon est le principal représentant du processus mondial du polyacrylonitrile, suivi par des pays comme l'Allemagne et les États-Unis.Les entreprises représentatives comprennent Zoltek, Hexcel, Cytec et Aldila du Japon, Dongbang, Mitsubishi et les États-Unis, SGL d'Allemagne et Formosa Plastics Group de Taiwan, Chine, Chine.À l'heure actuelle, la technologie mondiale du processus de production du polyacrylonitrile est mature et il n'y a pas beaucoup de place pour l'amélioration du produit.