이 기사에서는 중국 C3 산업 체인의 주요 제품과 현재 기술 연구 개발 방향을 분석합니다.

(1)폴리프로필렌(PP) 기술 현황 및 발전 동향

조사에 따르면 중국에서 폴리프로필렌(PP)을 생산하는 방법은 다양하며 그 중 가장 중요한 공정으로는 국내 환경파이프 공정, Daoju Company의 Unipol 공정, LyondellBasell Company의 Spheriol 공정, Ineos Company의 Innovene 공정, Novolen 공정 등이 있다. Nordic Chemical Company의 Spherizone 공정 및 LyondellBasell Company의 Spherizone 공정.이러한 프로세스는 중국 PP 기업에서도 널리 채택되고 있습니다.이들 기술은 대부분 프로필렌의 전환율을 1.01~1.02 범위 내에서 제어합니다.

국내 링 파이프 공정은 자체 개발한 ZN 촉매를 채택하고 있으며 현재 2세대 링 파이프 공정 기술이 지배하고 있다.본 공정은 자체 개발한 촉매와 비대칭 전자공여체 기술, 프로필렌 부타디엔 바이너리 랜덤 공중합 기술을 기반으로 하며, 단독중합, 에틸렌 프로필렌 랜덤 공중합, 프로필렌 부타디엔 랜덤 공중합, 내충격 공중합 PP를 생산할 수 있습니다.예를 들어 Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical 1, 2라인, Maoming Second Line 등의 회사는 모두 이 프로세스를 적용했습니다.향후 신규 생산설비 증가에 따라 3세대 환경배관 공정은 점차 국내 환경배관 공정의 대세로 자리잡을 것으로 예상된다.

Unipol 공정은 용융유량(MFR) 범위가 0.5~100g/10min인 단일중합체를 산업적으로 생산할 수 있습니다.또한 랜덤 공중합체에서 에틸렌 공중합체 단량체의 질량 분율은 5.5%에 달할 수 있습니다.이 공정은 또한 고무 질량 분율이 최대 14%인 프로필렌과 1-부텐의 산업화된 랜덤 공중합체(상표명 CE-FOR)를 생산할 수 있습니다.Unipol 공정으로 생산된 충격 공중합체의 에틸렌 질량 분율은 21%에 달할 수 있습니다(고무 질량 분율은 35%).이 공정은 Fushun Petrochemical 및 Sichuan Petrochemical과 같은 기업의 시설에 적용되었습니다.

Innovene 공정은 0.5~100g/10min에 도달할 수 있는 광범위한 MFR(용융유량)을 갖는 단일중합체 제품을 생산할 수 있습니다.제품 인성은 다른 기상 중합 공정보다 높습니다.랜덤 공중 합체 제품의 MFR은 2-35g/10min이며, 에틸렌의 질량 분율은 7% - 8%입니다.내충격성 공중합체 제품의 MFR은 1~35g/10분이며, 에틸렌의 질량 분율은 5~17%입니다.

현재 중국 PP의 주류 생산기술은 매우 성숙되어 있다.석유계 폴리프로필렌 기업을 예로 들면, 각 기업 간 생산 단위 소비, 가공 비용, 이익 등에는 큰 차이가 없습니다.다양한 프로세스가 적용되는 생산 범주의 관점에서 볼 때 주류 프로세스는 전체 제품 범주를 포괄할 수 있습니다.그러나 기존 기업의 실제 생산량 범주를 고려하면 지리, 기술 장벽, 원자재 등의 요인으로 인해 기업마다 PP 제품에 상당한 차이가 있습니다.

(2)아크릴산 기술 현황 및 개발 동향

아크릴산은 접착제 및 수용성 코팅제 생산에 널리 사용되는 중요한 유기 화학 원료이며 일반적으로 부틸 아크릴레이트 및 기타 제품으로 가공됩니다.연구에 따르면 아크릴산의 생산공정에는 클로로에탄올법, 시아노에탄올법, 고압 레페법, 에논법, 개량레페법, 포름알데히드에탄올법, 아크릴로니트릴 가수분해법, 에틸렌법, 프로필렌 산화법, 생물학적 방법 등 다양한 생산공정이 있다고 한다. 방법.아크릴산을 위한 다양한 제조 기술이 있고 대부분이 산업에 적용되었지만 전 세계적으로 가장 주류 생산 공정은 여전히 ​​프로필렌을 아크릴산으로 직접 산화하는 공정입니다.

프로필렌 산화를 통해 아크릴산을 생산하는 원료는 주로 수증기, 공기, 프로필렌 등이다.생산 과정에서 이 세 가지 물질은 일정 비율로 촉매층을 통해 산화 반응을 겪습니다.프로필렌은 먼저 첫 번째 반응기에서 아크롤레인으로 산화되고, 그 다음 두 번째 반응기에서 추가로 아크릴산으로 산화됩니다.이 과정에서 수증기는 희석 역할을 하여 폭발 발생을 방지하고 부반응 발생을 억제합니다.그러나 이 반응 과정에서는 아크릴산 생성 외에도 부반응으로 인해 아세트산과 탄소산화물도 생성됩니다.

Pingtou Ge의 조사에 따르면 아크릴산 산화 공정 기술의 핵심은 촉매 선택에 있습니다.현재 프로필렌 산화를 통해 아크릴산 기술을 제공할 수 있는 업체로는 미국 소하이오, 일본 카탈리스트 케미칼, 일본 미쓰비시 케미컬, 독일 바스프, 재팬 케미컬 테크놀로지 등이 있다.

미국의 Sohio 공정은 직렬로 연결된 두 개의 고정층 반응기에 프로필렌, 공기, 수증기를 동시에 투입하고 Mo Bi와 Mo-V 다성분 금속을 사용하는 것이 특징인 프로필렌 산화를 통해 아크릴산을 생산하는 중요한 공정이다. 각각 촉매로서의 산화물.이 방법으로 아크릴산의 일방향 수율은 약 80%(몰비)에 도달할 수 있습니다.Sohio 방법의 장점은 2개의 직렬 반응기가 촉매의 수명을 최대 2년까지 늘릴 수 있다는 것입니다.그러나 이 방법은 미반응 프로필렌을 회수할 수 없다는 단점이 있다.

BASF 방법: BASF는 1960년대 후반부터 프로필렌 산화를 통한 아크릴산 생산에 대한 연구를 진행해 왔습니다.BASF 방법은 프로필렌 산화 반응을 위해 Mo Bi 또는 Mo Co 촉매를 사용하며 얻어지는 아크롤레인의 일방향 수율은 약 80%(몰비)에 도달할 수 있습니다.이어서 Mo, W, V 및 Fe 기반 촉매를 사용하여 아크롤레인을 아크릴산으로 추가로 산화시켰으며 최대 일방향 수율은 약 90%(몰비)였습니다.BASF 방식의 촉매 수명은 4년에 달하며 공정이 간단하다.그러나 이 방법은 용매 끓는점이 높고 장비 청소가 빈번하며 전체 에너지 소비가 높다는 단점이 있습니다.

일본식 촉매 방식: 직렬로 연결된 2개의 고정 반응기와 일치하는 7개의 타워 분리 시스템도 사용됩니다.첫 번째 단계는 Co 원소를 반응 촉매인 Mo Bi 촉매에 침투시킨 다음 Mo, V, Cu 복합 금속 산화물을 두 번째 반응기의 주촉매로 사용하고 실리카와 일산화납을 담지하는 것입니다.이 공정에서 아크릴산의 일방향 수율은 약 83~86%(몰비)입니다.일본의 촉매 방식은 1개의 적층형 고정층 반응기와 7개의 타워 분리 시스템을 채택하고 있으며 고급 촉매, 높은 전체 수율 및 낮은 에너지 소비를 갖추고 있습니다.이 방법은 현재 일본의 미츠비시 공정과 동등한 보다 진보된 생산 공정 중 하나입니다.

(삼)부틸아크릴레이트 기술 현황 및 개발 동향

아크릴산부틸은 물에 녹지 않는 무색 투명한 액체로 에탄올, 에테르와 혼합될 수 있습니다.이 화합물은 서늘하고 통풍이 잘되는 창고에 보관해야 합니다.아크릴산과 그 에스테르는 산업계에서 널리 사용됩니다.이는 아크릴레이트 용매계 및 로션계 접착제의 연질 단량체 제조에 사용될 뿐만 아니라 단독중합, 공중합, 그래프트 공중합을 통해 고분자 단량체가 되어 유기합성 중간체로 사용될 수 있습니다.

현재 부틸 아크릴레이트의 생산 공정은 주로 톨루엔 술폰산의 존재 하에서 아크릴산과 부탄올을 반응시켜 부틸 아크릴레이트와 물을 생성하는 것을 포함합니다.이 공정에 포함된 에스테르화 반응은 전형적인 가역 반응이며, 아크릴산과 생성물인 부틸 아크릴레이트의 끓는점은 매우 가깝습니다.따라서 아크릴산을 증류로 분리하기 어렵고, 미반응 아크릴산은 재활용이 불가능하다.

이 공정을 아크릴산부틸 에스테르화법이라 부르며 주로 길림석유화학공업연구소 및 기타 관련기관에서 발표하고 있다.이 기술은 이미 매우 성숙되었으며, 아크릴산과 노르말부탄올의 단위 소모량 제어는 매우 정밀하여 단위 소모량을 0.6 이내로 제어할 수 있습니다.게다가, 이 기술은 이미 협력과 이전을 달성했습니다.

(4)CPP 기술 현황 및 발전 동향

CPP 필름은 폴리프로필렌을 주원료로 하여 T자형 다이 압출 캐스팅 등 특수한 가공 방법을 통해 만들어집니다.내열성이 우수하고, 고유의 급속 냉각 특성으로 인해 우수한 평활도와 투명성을 형성할 수 있는 필름입니다.따라서 높은 선명도가 요구되는 포장 용도의 경우 CPP 필름이 선호되는 소재입니다.CPP 필름은 식품 포장, 알루미늄 코팅 생산, 의약품 포장, 과일 및 채소 보존 분야에서 가장 널리 사용됩니다.

현재 CPP 필름의 생산 공정은 주로 공압출 주조입니다.이 생산 공정은 다중 압출기, 다중 채널 분배기(일반적으로 "피더"로 알려짐), T자형 다이 헤드, 주조 시스템, 수평 견인 시스템, 발진기 및 와인딩 시스템으로 구성됩니다.이 생산 공정의 주요 특징은 생산된 박막 제품의 우수한 표면 광택, 높은 평탄도, 작은 두께 공차, 우수한 기계적 신장 성능, 우수한 유연성 및 우수한 투명성입니다.대부분의 글로벌 CPP 제조업체는 공압출 주조 방식을 사용하여 생산하고 있으며 장비 기술도 성숙되어 있습니다.

중국은 1980년대 중반부터 해외 캐스팅 필름 제작 장비를 도입하기 시작했지만 대부분 단층 구조로 초보 단계에 속한다.1990년대에 들어서면서 중국은 독일, 일본, 이탈리아, 오스트리아 등의 국가에서 다층 코폴리머 캐스트 필름 생산 라인을 도입했습니다.이러한 수입 장비와 기술은 중국 캐스트 영화 산업의 주력입니다.주요 장비 공급업체로는 독일의 Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer, 오스트리아의 Orchid 등이 있습니다.2000년 이후 중국은 더욱 선진적인 생산라인을 도입했고, 국내에서 생산되는 장비도 급속한 발전을 경험했다.

그러나 자동화 수준, 계량 제어 압출 시스템, 자동 다이 헤드 조정 제어 필름 두께, 온라인 엣지 재료 회수 시스템 및 국내 캐스팅 필름 장비의 자동 권취에서는 국제 선진 수준과 비교할 때 여전히 일정한 격차가 있습니다.현재 CPP 필름 기술의 주요 장비 공급업체로는 독일의 Bruckner, Leifenhauser, 오스트리아의 Lanzin 등이 있습니다.이러한 외국 공급업체는 자동화 및 기타 측면에서 상당한 이점을 가지고 있습니다.그러나 현재 프로세스는 이미 상당히 성숙했고 장비 기술의 개선 속도도 느리며 기본적으로 협력의 문턱이 없습니다.

(5)아크릴로니트릴 기술 현황 및 발전 동향

프로필렌 암모니아 산화 기술은 현재 아크릴로니트릴의 주요 상업적 생산 경로이며, 거의 모든 아크릴로니트릴 제조업체는 BP(SOHIO) 촉매를 사용하고 있습니다.그러나 일본의 Mitsubishi Rayon(이전 Nitto) 및 Asahi Kasei, 미국의 Ascend Performance Material(이전 Solutia), Sinopec 등 선택할 수 있는 다른 촉매 공급업체도 많이 있습니다.

전 세계 아크릴로니트릴 공장의 95% 이상이 BP가 개척하고 개발한 프로필렌 암모니아 산화 기술(소히오 공정이라고도 함)을 사용합니다.이 기술은 프로필렌, 암모니아, 공기, 물을 원료로 사용하고 일정 비율로 반응기에 들어갑니다.실리카겔에 지지된 인 몰리브덴 비스무트 또는 안티몬 철 촉매의 작용으로 아크릴로니트릴은 400-500의 온도에서 생성됩니다.℃그리고 대기압.그런 다음 일련의 중화, 흡수, 추출, 시안화 탈수소화 및 증류 단계를 거쳐 아크릴로니트릴의 최종 생성물이 얻어집니다.이 방법의 편도 수율은 75%에 도달할 수 있으며 부산물에는 아세토니트릴, 시안화수소 및 황산암모늄이 포함됩니다.이 방법은 산업 생산 가치가 가장 높습니다.

1984년부터 Sinopec은 INEOS와 장기 계약을 체결했으며 중국에서 INEOS의 특허 아크릴로니트릴 기술을 사용할 수 있는 권한을 받았습니다.수년간의 개발 끝에 Sinopec Shanghai Petrochemical Research Institute는 아크릴로니트릴을 생산하기 위한 프로필렌 암모니아 산화 기술 경로를 성공적으로 개발했으며 Sinopec Anqing Branch의 130,000톤 아크릴로니트릴 프로젝트의 두 번째 단계를 건설했습니다.이 프로젝트는 2014년 1월에 성공적으로 가동되어 아크릴로니트릴의 연간 생산 능력을 80,000톤에서 210,000톤으로 늘렸고 Sinopec의 아크릴로니트릴 생산 기지의 중요한 부분이 되었습니다.

현재 전 세계적으로 프로필렌 암모니아 산화기술 특허를 보유한 기업으로는 BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical, Sinopec 등이 있다.이 생산 공정은 성숙하고 얻기 쉬우며, 중국에서도 이 기술의 국산화를 달성했으며 그 성능은 외국 생산 기술보다 열등하지 않습니다.

(6)ABS 기술 현황 및 개발 동향

조사에 따르면 ABS 장치의 가공 경로는 크게 로션 접목 방식과 연속 벌크 방식으로 구분된다.ABS수지는 폴리스티렌 수지의 개질을 기반으로 개발되었습니다.1947년 미국 고무회사는 ABS 수지의 공업적 생산을 달성하기 위해 혼합 공정을 채택했습니다.1954년 미국 BORG-WAMER사에서 로션 그래프트 중합 ABS 수지를 개발해 공업생산을 실현했다.로션 접목의 등장은 ABS 산업의 급속한 발전을 촉진했습니다.1970년대부터 ABS 생산공정 기술은 큰 발전을 이루었다.

로션 그래프팅 공법은 부타디엔 라텍스 합성, 그래프트 폴리머 합성, 스티렌과 아크릴로니트릴 폴리머 합성, 블렌딩 후처리 등 4단계로 구성된 첨단 생산 공정이다.구체적인 프로세스 흐름에는 PBL 장치, 접목 장치, SAN 장치 및 혼합 장치가 포함됩니다.이 생산 공정은 기술 성숙도가 높으며 전 세계적으로 널리 적용되고 있습니다.

현재 성숙한 ABS 기술은 주로 한국의 LG, 일본의 JSR, 미국의 Dow, 한국의 New Lake Oil Chemical Co., Ltd., 미국의 Kellogg Technology와 같은 회사에서 나옵니다. 세계 최고 수준의 기술 성숙도를 보유하고 있습니다.지속적인 기술 개발로 ABS 생산 공정도 지속적으로 개선되고 개선되고 있습니다.미래에는 보다 효율적이고 환경 친화적이며 에너지 절약적인 생산 공정이 등장하여 화학 산업 발전에 더 많은 기회와 도전을 가져올 수 있습니다.

(7)n-부탄올의 기술현황 및 개발동향

관찰에 따르면 전 세계적으로 부탄올과 옥탄올 합성을 위한 주류 기술은 액상 순환 저압 카르보닐 합성 공정입니다.이 공정의 주요 원료는 프로필렌과 합성가스이다.그 중 프로필렌은 주로 통합 자체 공급으로 생산되며 단위 프로필렌 소비량은 0.6~0.62톤이다.합성가스는 대부분 배기가스나 석탄 기반 합성가스로 제조되며, 단위 소비량은 700~720m3이다.

Dow/David가 개발한 저압 카르보닐 합성 기술 – 액상 순환 공정은 높은 프로필렌 전환율, 긴 촉매 수명, 3가지 폐기물 배출 감소 등의 장점을 가지고 있습니다.이 공정은 현재 가장 진보된 생산 기술이며 중국 부탄올 및 옥탄올 기업에서 널리 사용되고 있습니다.

Dow/David 기술이 상대적으로 성숙하고 국내 기업과 협력하여 사용할 수 있다는 점을 고려하면 많은 기업이 부탄올-옥탄올 시설 건설에 투자할 때 이 기술을 우선시할 것이며 국내 기술이 그 뒤를 따릅니다.

(8)폴리아크릴로니트릴 기술 현황 및 개발 동향

폴리아크릴로니트릴(PAN)은 아크릴로니트릴의 자유 라디칼 중합을 통해 얻어지며 아크릴로니트릴 섬유(아크릴 섬유) 및 폴리아크릴로니트릴 기반 탄소 섬유의 제조에 중요한 중간체입니다.흰색 또는 약간 노란색의 불투명한 분말 형태로 나타나며 유리전이온도는 약 90°C입니다.℃.이는 디메틸포름아미드(DMF) 및 디메틸설폭사이드(DMSO)와 같은 극성 유기 용매뿐만 아니라 티오시아네이트 및 과염소산염과 같은 무기염의 농축 수용액에도 용해될 수 있습니다.폴리아크릴로니트릴의 제조는 주로 비이온성 제2 단량체 및 이온성 제3 단량체를 사용한 아크릴로니트릴(AN)의 용액 중합 또는 수성 침전 중합을 포함합니다.

폴리아크릴로니트릴은 주로 아크릴로니트릴 공중합체로 만든 합성 섬유인 아크릴 섬유를 제조하는 데 사용되며 질량 비율은 85% 이상입니다.생산 공정에 사용되는 용매에 따라 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아미드(DMAc), 티오시안산나트륨(NaSCN), 디메틸포름아미드(DMF)로 구분할 수 있습니다.다양한 용매 간의 주요 차이점은 폴리아크릴로니트릴에 대한 용해도인데, 이는 특정 중합 생산 공정에 큰 영향을 미치지 않습니다.또한, 서로 다른 공단량체에 따라 이타콘산(IA), 메틸 아크릴레이트(MA), 아크릴아미드(AM) 및 메틸 메타크릴레이트(MMA) 등으로 나눌 수 있습니다. 서로 다른 공단량체는 동역학 및 반응에 서로 다른 영향을 미칩니다. 중합 반응의 제품 특성.

집계 프로세스는 1단계 또는 2단계일 수 있습니다.1단계법이란 용액상태의 아크릴로니트릴과 공단량체를 한번에 중합하는 것을 말하며, 생성물을 분리하지 않고 직접 방사용액으로 제조할 수 있다.2단계 규칙은 아크릴로니트릴과 공단량체를 물에 현탁 중합하여 중합체를 얻은 다음 분리, 세척, 탈수 및 기타 단계를 거쳐 방사 용액을 형성하는 것을 말합니다.현재 폴리아크릴로니트릴의 전 세계 생산 공정은 기본적으로 동일하며, 하위 중합 방법과 공동 단량체의 차이가 있습니다.현재 전 세계 여러 나라의 대부분의 폴리아크릴로니트릴 섬유는 3원 공중합체로 만들어지며, 아크릴로니트릴이 90%를 차지하고 5~8% 범위의 두 번째 단량체가 추가됩니다.2차 모노머를 첨가하는 목적은 섬유의 기계적 강도, 탄성, 질감을 향상시키고 염색 성능을 향상시키는 것입니다.일반적으로 사용되는 방법에는 MMA, MA, 비닐 아세테이트 등이 포함됩니다. 세 번째 단량체의 첨가량은 0.3% -2%이며 일정 수의 친수성 염료 그룹을 도입하여 섬유와 염료의 친화력을 높이는 것을 목표로 합니다. 양이온염료군과 산성염료군으로 나누어진다.

현재 일본은 폴리아크릴로니트릴의 글로벌 공정의 주요 대표자이며 독일, 미국 등이 그 뒤를 따르고 있습니다.대표적인 기업으로는 일본의 Zoltek, Hexcel, Cytec, Aldila, 동방, 미츠비시, 미국의 Aldila, 독일의 SGL, 대만, 중국, 중국의 Formosa Plastics Group이 있습니다.현재 폴리아크릴로니트릴의 글로벌 생산 공정 기술은 성숙 단계에 이르렀으며 제품 개선의 여지가 많지 않습니다.