Artikulu honek Txinako C3 industria-kateko produktu nagusiak eta teknologiaren egungo ikerketa eta garapen norabidea aztertuko ditu.

(1)Polipropileno (PP) teknologiaren egungo egoera eta garapen joerak

Gure ikerketaren arabera, Txinan polipropilenoa (PP) ekoizteko hainbat modu daude, eta horien artean prozesu garrantzitsuenak hauek dira: etxeko ingurumen-hodien prozesua, Daoju enpresaren Unipol prozesua, LyondellBasell enpresaren Spheriol prozesua, Ineos enpresaren Innovene prozesua, Nordic Chemical enpresaren Novolen prozesua eta LyondellBasell enpresaren Spherizone prozesua. Prozesu hauek Txinako PP enpresek ere asko erabiltzen dituzte. Teknologia hauek propilenoaren bihurketa-tasa kontrolatzen dute gehienbat 1,01-1,02 tartean.

Etxeko eraztun-hodien prozesuak ZN katalizatzaile independentea erabiltzen du, eta gaur egun bigarren belaunaldiko eraztun-hodien prozesu-teknologiak menderatzen du. Prozesu hau katalizatzaile independenteetan, elektroi-emaile asimetrikoen teknologian eta propileno-butadieno ausazko kopolimerizazio-teknologian oinarritzen da, eta homopolimerizazioa, etileno-propileno ausazko kopolimerizazioa, propileno-butadieno ausazko kopolimerizazioa eta PP inpaktuarekiko erresistentea den kopolimerizazioa ekoiz ditzake. Adibidez, Shanghai Petrochemical Third Line, Zhenhai Refining and Chemical First and Second Lines eta Maoming Second Line bezalako enpresek prozesu hau aplikatu dute. Etorkizunean ekoizpen-instalazio berriak handitu ahala, hirugarren belaunaldiko ingurumen-hodien prozesua pixkanaka etxeko ingurumen-hodien prozesu nagusia izatea espero da.

Unipol prozesuak homopolimeroak industrialki ekoiztu ditzake, 0,5~100g/10min-ko urtze-fluxu-tasarekin (MFR). Horrez gain, etileno kopolimero monomeroen masa-frakzioa ausazko kopolimeroetan % 5,5era irits daiteke. Prozesu honek propileno eta 1-butenoaren ausazko kopolimero industrializatu bat ere ekoiz dezake (CE-FOR izen komertziala), % 14 arteko kautxu-masa-frakzioarekin. Unipol prozesuak ekoitzitako inpaktu-kopolimeroan etilenoaren masa-frakzioa % 21era irits daiteke (kautxuaren masa-frakzioa % 35 da). Prozesua Fushun Petrochemical eta Sichuan Petrochemical bezalako enpresen instalazioetan aplikatu da.

Innovene prozesuak urtze-fluxu-tasa (MFR) zabaleko homopolimero produktuak ekoiz ditzake, 0,5-100 g/10 min-ra irits daitekeena. Bere produktuaren gogortasuna beste gas-fase polimerizazio-prozesuena baino handiagoa da. Ausazko kopolimero produktuen MFR 2-35 g/10 min da, etilenoaren masa-frakzioarekin % 7tik % 8ra bitartekoa izanik. Talkarekiko erresistenteak diren kopolimero produktuen MFR 1-35 g/10 min da, etilenoaren masa-frakzioarekin % 5etik % 17ra bitartekoa izanik.

Gaur egun, Txinako PPren ekoizpen-teknologia nagusia oso heldua da. Petrolioan oinarritutako polipropilenozko enpresak adibidetzat hartuta, ez dago enpresa bakoitzaren artean ekoizpen-unitateen kontsumoan, prozesatzeko kostuetan, irabazietan eta abarretan alde nabarmenik. Prozesu ezberdinek hartzen dituzten ekoizpen-kategorien ikuspegitik, prozesu nagusiek produktu-kategoria osoa har dezakete. Hala ere, dauden enpresen benetako irteera-kategoriak kontuan hartuta, PP produktuen artean alde nabarmenak daude enpresa ezberdinen artean, geografia, oztopo teknologikoak eta lehengaiak bezalako faktoreengatik.

(2)Azido akrilikoaren teknologiaren egungo egoera eta garapen joerak

Azido akrilikoa itsasgarriak eta uretan disolbagarriak diren estaldurak ekoizteko oso erabilia den lehengai kimiko organikoa da, eta butil akrilatoa eta beste produktu batzuk lortzeko ere prozesatzen da. Ikerketen arabera, azido akrilikoaren hainbat ekoizpen-prozesu daude, besteak beste, kloroetanol metodoa, zianoetanol metodoa, presio handiko Reppe metodoa, enona metodoa, hobetutako Reppe metodoa, formaldehido etanol metodoa, akrilonitrilo hidrolisi metodoa, etileno metodoa, propileno oxidazio metodoa eta metodo biologikoa. Azido akrilikoaren hainbat prestaketa-teknika badaude ere, eta gehienak industrian aplikatu badira ere, mundu osoan ohikoena den ekoizpen-prozesua oraindik ere propilenoa azido akriliko bihurtzeko oxidazio zuzena da.

Propilenoaren oxidazioaren bidez azido akrilikoa ekoizteko lehengaiak batez ere ur-lurruna, airea eta propilenoa dira. Ekoizpen-prozesuan, hiru hauek oxidazio-erreakzioak jasaten dituzte katalizatzaile-ohearen bidez, proportzio jakin batean. Propilenoa lehenik akroleina bihurtzen da lehenengo erreaktorean, eta gero bigarren erreaktorean azido akriliko bihurtzen da gehiago. Ur-lurrunak diluzio-eginkizuna du prozesu honetan, leherketak gertatzea saihestuz eta albo-erreakzioen sorrera murriztuz. Hala ere, azido akrilikoa ekoizteaz gain, erreakzio-prozesu honek azido azetikoa eta karbono oxidoak ere sortzen ditu albo-erreakzioen ondorioz.

Pingtou Ge-ren ikerketaren arabera, azido akrilikoaren oxidazio prozesuaren teknologiaren gakoa katalizatzaileen aukeraketan datza. Gaur egun, propileno oxidazioaren bidez azido akrilikoaren teknologia eman dezaketen enpresen artean daude Sohio Estatu Batuetan, Japan Catalyst Chemical Company, Mitsubishi Chemical Company Japonian, BASF Alemanian eta Japan Chemical Technology.

Estatu Batuetako Sohio prozesua propileno oxidazioaren bidez azido akrilikoa ekoizteko prozesu garrantzitsua da, propilenoa, airea eta ur-lurruna bi erreaktore ohe finko seriean konektatutakoetan aldi berean sartzean eta MoBi eta Mo-V osagai anitzeko metal oxidoak katalizatzaile gisa erabiltzean ezaugarritzen dena, hurrenez hurren. Metodo honen arabera, azido akrilikoaren etekin unidirekzionala %80 ingurura irits daiteke (erlazio molarra). Sohio metodoaren abantaila da bi erreaktore seriek katalizatzailearen iraupena handitu dezaketela, 2 urtera arte iritsiz. Hala ere, metodo honek desabantaila du: erreakzionatu gabeko propilenoa ezin da berreskuratu.

BASF metodoa: 1960ko hamarkadaren amaieratik, BASFek propilenoaren oxidazioaren bidez azido akrilikoaren ekoizpenari buruzko ikerketak egiten ari da. BASF metodoak MoBi edo MoCo katalizatzaileak erabiltzen ditu propilenoaren oxidazio-erreakziorako, eta lortutako akroleinaren noranzko bakarreko etekina %80 ingurura irits daiteke (erlazio molarra). Ondoren, Mo, W, V eta Fe oinarritutako katalizatzaileak erabiliz, akroleina azido akrilikora oxidatu zen gehiago, gehienez %90 inguruko noranzko bakarreko etekinarekin (erlazio molarra). BASF metodoaren katalizatzailearen bizitza 4 urtera irits daiteke eta prozesua sinplea da. Hala ere, metodo honek desabantailak ditu, hala nola disolbatzailearen irakite-puntu altua, ekipamenduen garbiketa maiztasuna eta energia-kontsumo orokorra handia.

Japoniar katalizatzaile metodoa: Seriean dauden bi erreaktore finko eta zazpi dorreko bereizketa sistema bat ere erabiltzen dira. Lehen urratsa Co elementua Mo Bi katalizatzailean sartzea da erreakzio katalizatzaile gisa, eta ondoren Mo, V eta Cu konposite metal oxidoak erabiltzea katalizatzaile nagusi gisa bigarren erreaktorean, silize eta berun monoxidoaren laguntzarekin. Prozesu honen arabera, azido akrilikoaren etekin unidirekzionala % 83-86 ingurukoa da (erlazio molarra). Japoniar katalizatzaile metodoak ohe finkoko erreaktore bat eta 7 dorreko bereizketa sistema erabiltzen ditu, katalizatzaile aurreratuekin, etekin orokor handiarekin eta energia kontsumo txikiarekin. Metodo hau gaur egun ekoizpen prozesu aurreratuenetako bat da, Japoniako Mitsubishi prozesuaren parekoa.

(3)Butil akrilato teknologiaren egungo egoera eta garapen joerak

Butil akrilatoa likido garden koloregabea da, uretan disolbaezina eta etanolarekin eta eterrarekin nahas daitekeena. Konposatu hau biltegi fresko eta aireztatu batean gorde behar da. Azido akrilikoa eta bere esterrak asko erabiltzen dira industrian. Ez dira soilik akrilato disolbatzaileetan eta lozioetan oinarritutako itsasgarrien monomero bigunak fabrikatzeko erabiltzen, baizik eta homopolimerizatu, kopolimerizatu eta txertatze kopolimerizatu ere egin daitezke polimero monomero bihurtzeko eta sintesi organikoaren bitartekari gisa erabiltzeko.

Gaur egun, butil akrilatoaren ekoizpen-prozesuak batez ere azido akrilikoaren eta butanolaren erreakzioa dakar tolueno azido sulfonikoaren aurrean, butil akrilatoa eta ura sortzeko. Prozesu honetan parte hartzen duen esterifikazio-erreakzioa erreakzio itzulgarri tipikoa da, eta azido akrilikoaren eta produktuaren butil akrilatoaren irakite-puntuak oso antzekoak dira. Hori dela eta, zaila da azido akrilikoa destilazioa erabiliz bereiztea, eta erreakzionatu gabeko azido akrilikoa ezin da birziklatu.

Prozesu honi butil akrilato esterifikazio metodoa deitzen zaio, batez ere Jilin Petrochemical Engineering Research Institute-tik eta beste erakunde erlazionatu batzuetatik. Teknologia hau oso heldua da dagoeneko, eta azido akrilikoaren eta n-butanolaren unitate-kontsumoaren kontrola oso zehatza da, unitate-kontsumoa 0,6ko tartean kontrolatzeko gai dena. Gainera, teknologia honek lankidetza eta transferentzia lortu ditu dagoeneko.

(4)CPP Teknologiaren egungo egoera eta garapen joerak

CPP filma polipropilenoz egiten da lehengai nagusi gisa, T formako estrusio-galdaketa bezalako prozesatzeko metodo espezifikoen bidez. Film honek beroarekiko erresistentzia bikaina du eta, berezko hozte-propietate azkarrei esker, leuntasun eta gardentasun bikainak sor ditzake. Beraz, gardentasun handia behar duten ontziratze-aplikazioetarako, CPP filma da hobetsitako materiala. CPP filmaren erabilera zabalduena elikagaien ontziratzean da, baita aluminiozko estalduraren ekoizpenean, farmazia-ontziratzean eta fruta eta barazkien kontserbazioan ere.

Gaur egun, CPP filmen ekoizpen-prozesua batez ere ko-estrusio bidezko galdaketa da. Ekoizpen-prozesu honek hainbat estrusore, kanal anitzeko banatzaile (normalean "elikatzaile" bezala ezagutzen direnak), T formako trokel-buruak, galdaketa-sistemak, trakzio horizontaleko sistemak, osziladoreak eta bobinatze-sistemak ditu. Ekoizpen-prozesu honen ezaugarri nagusiak gainazaleko distira ona, lautasun handia, lodiera-tolerantzia txikia, luzapen mekanikoaren errendimendu ona, malgutasun ona eta ekoitzitako film meheko produktuen gardentasun ona dira. CPPren mundu mailako fabrikatzaile gehienek ko-estrusio bidezko galdaketa metodoa erabiltzen dute ekoizpenerako, eta ekipamenduen teknologia heldua da.

1980ko hamarkadaren erdialdetik aurrera, Txinak atzerriko galdaketa-filmak ekoizteko ekipoak sartzen hasi da, baina gehienak geruza bakarreko egiturak dira eta lehen mailako fasekoak dira. 1990eko hamarkadan sartu ondoren, Txinak geruza anitzeko kopolimerozko galdaketa-filmak ekoizteko lineak sartu zituen Alemania, Japonia, Italia eta Austria bezalako herrialdeetatik. Inportatutako ekipo eta teknologia hauek dira Txinako galdaketa-filmen industriaren indar nagusia. Ekipamendu hornitzaile nagusien artean Alemaniako Bruckner, Bartenfield, Leifenhauer eta Austriako Orchid daude. 2000. urteaz geroztik, Txinak ekoizpen-linea aurreratuagoak sartu ditu, eta barnean ekoitzitako ekipoek ere garapen azkarra izan dute.

Hala ere, nazioarteko maila aurreratuarekin alderatuta, oraindik badago hutsune bat automatizazio mailan, pisatzeko estrusio sisteman, trokelaren buruaren doikuntza automatikoaren doikuntzan, ertz materialaren berreskurapen sisteman eta etxeko galdaketa film ekipamenduen bobinatze automatikoan. Gaur egun, CPP film teknologiaren ekipamendu hornitzaile nagusien artean daude Alemaniako Bruckner, Leifenhauser eta Austriako Lanzin, besteak beste. Atzerriko hornitzaile hauek abantaila nabarmenak dituzte automatizazioari eta beste alderdi batzuei dagokienez. Hala ere, egungo prozesua nahiko heldua da dagoeneko, eta ekipamendu teknologiaren hobekuntza abiadura motela da, eta funtsean ez dago lankidetzarako atalaserik.

(5)Akrilonitrilo Teknologiaren Egoera eta Garapen Joerak

Propileno amoniako oxidazio teknologia da gaur egun akrilonitriloaren ekoizpen komertzial nagusia, eta ia akrilonitrilo fabrikatzaile guztiek BP (SOHIO) katalizatzaileak erabiltzen dituzte. Hala ere, beste katalizatzaile hornitzaile asko ere badaude aukeran, hala nola Mitsubishi Rayon (lehen Nitto) eta Asahi Kasei Japoniakoak, Ascend Performance Material (lehen Solutia) Estatu Batuetakoa eta Sinopec.

Mundu osoko akrilonitrilo lantegien % 95 baino gehiagok propileno amoniako oxidazio teknologia erabiltzen dute (Sohio prozesua bezala ere ezagutzen dena), BPk aitzindari eta garatua. Teknologia honek propilenoa, amoniakoa, airea eta ura erabiltzen ditu lehengai gisa, eta erreaktorean proportzio jakin batean sartzen da. Silize gelean euskarritutako fosforo, molibdeno, bismuto edo antimonio burdin katalizatzaileen eraginpean, akrilonitriloa 400-500 graduko tenperaturan sortzen da.℃eta presio atmosferikoa. Ondoren, neutralizazio, xurgapen, erauzketa, deshidrozianazio eta destilazio urrats batzuen ondoren, akrilonitriloaren azken produktua lortzen da. Metodo honen etekin unidirekzionala % 75era irits daiteke, eta azpiproduktuen artean azetonitriloa, hidrogeno zianuroa eta amonio sulfatoa daude. Metodo honek du industria-ekoizpen balio handiena.

1984az geroztik, Sinopec-ek epe luzerako akordio bat sinatu du INEOS-ekin eta baimena eman zaio INEOS-en akrilonitrilo teknologia patentatua Txinan erabiltzeko. Urteetako garapenaren ondoren, Sinopec Shanghai Petrochemical Research Institute-k propileno amoniakoaren oxidaziorako bide tekniko bat garatu du akrilonitriloa ekoizteko, eta Sinopec Anqing Branch-en 130.000 tonako akrilonitrilo proiektuaren bigarren fasea eraiki du. Proiektua 2014ko urtarrilean jarri zen martxan arrakastaz, akrilonitriloaren urteko ekoizpen-ahalmena 80.000 tonatik 210.000 tonaraino handituz, Sinopec-en akrilonitrilo ekoizpen-oinarriaren zati garrantzitsu bihurtuz.

Gaur egun, propileno amoniako oxidazio teknologiarako patenteak dituzten mundu osoko enpresen artean daude BP, DuPont, Ineos, Asahi Chemical eta Sinopec. Ekoizpen prozesu hau heldua eta erraza da lortzen, eta Txinak ere lortu du teknologia honen lokalizazioa, eta bere errendimendua ez da atzerriko ekoizpen teknologien azpitik.

(6)ABS Teknologiaren Egoera eta Garapen Joerak

Ikerketaren arabera, ABS gailuaren prozesu-bidea batez ere lozio-txertatze-metodoan eta etengabeko kantitate-metodoan banatzen da. ABS erretxina poliestirenozko erretxinaren aldaketan oinarrituta garatu zen. 1947an, Amerikako kautxu-enpresak nahasketa-prozesua hartu zuen ABS erretxinaren ekoizpen industriala lortzeko; 1954an, Estatu Batuetako BORG-WAMER enpresak lozio-txertatze bidezko polimerizatutako ABS erretxina garatu eta ekoizpen industriala gauzatu zuen. Lozio-txertatzearen agerpenak ABS industriaren garapen azkarra sustatu zuen. 1970eko hamarkadatik aurrera, ABSaren ekoizpen-prozesuaren teknologia garapen handiko garaian sartu da.

Lozio-txertaketa metodoa ekoizpen-prozesu aurreratu bat da, lau urrats dituena: butadieno latexaren sintesia, txertaketa-polimeroaren sintesia, estireno eta akrilonitrilo polimeroen sintesia eta nahasketa osteko tratamendua. Prozesu-fluxu espezifikoak PBL unitatea, txertaketa-unitatea, SAN unitatea eta nahasketa-unitatea barne hartzen ditu. Ekoizpen-prozesu honek heldutasun teknologiko handia du eta mundu osoan aplikatu da.

Gaur egun, ABS teknologia heldua batez ere Hego Koreako LG, Japoniako JSR, Estatu Batuetako Dow, Hego Koreako New Lake Oil Chemical Co., Ltd. eta Estatu Batuetako Kellogg Technology bezalako enpresetatik dator, eta horiek guztiek mundu mailan lidergo teknologikoko heldutasun maila dute. Teknologiaren etengabeko garapenarekin batera, ABSaren ekoizpen prozesua ere etengabe hobetzen eta hobetzen ari da. Etorkizunean, ekoizpen prozesu eraginkorragoak, ingurumena errespetatzen dutenak eta energia aurreztekoagoak ager daitezke, eta horrek aukera eta erronka gehiago ekarriko dizkio industria kimikoaren garapenari.

(7)n-butanolaren egoera teknikoa eta garapen joera

Behaketen arabera, butanola eta oktanola sintetizatzeko mundu osoan erabiltzen den teknologia fase likidoko karboniloen sintesi ziklikoko presio baxuko prozesua da. Prozesu honen lehengai nagusiak propilenoa eta sintesi gasa dira. Horien artean, propilenoa batez ere autohornikuntza integratutik dator, propilenoaren unitate-kontsumoa 0,6 eta 0,62 tona artekoa izanik. Gas sintetikoa gehienbat ihes-gasetatik edo ikatzetik datorren gas sintetikotik prestatzen da, 700 eta 720 metro kubiko arteko unitate-kontsumoa izanik.

Dow/David-ek garatutako presio baxuko karbonilo sintesi teknologiak – fase likidoko zirkulazio prozesuak abantailak ditu, hala nola propileno bihurketa-tasa handia, katalizatzaileen zerbitzu-bizitza luzea eta hiru hondakinen isurketa murriztuak. Prozesu hau da gaur egun ekoizpen-teknologiarik aurreratuena eta Txinako butanol eta oktanol enpresetan asko erabiltzen da.

Dow/David teknologia nahiko heldua dela eta bertako enpresekin lankidetzan erabil daitekeela kontuan hartuta, enpresa askok teknologia hau lehenetsiko dute butanol oktanol unitateen eraikuntzan inbertitzea aukeratzerakoan, eta ondoren bertako teknologia.

(8)Poliakrilonitrilo teknologiaren egungo egoera eta garapen joerak

Poliakrilonitriloa (PAN) akrilonitriloaren polimerizazio erradikal askearen bidez lortzen da eta akrilonitrilo zuntzak (zuntz akrilikoak) eta poliakrilonitriloan oinarritutako karbono-zuntzak prestatzeko tarteko produktu garrantzitsua da. Hauts opako zuri edo horixka koloreko moduan agertzen da, 90 gradu inguruko beira-trantsizio tenperaturarekin.℃Dimetilformamida (DMF) eta dimetil sulfoxido (DMSO) bezalako disolbatzaile organiko polarretan disolba daiteke, baita tiozianato eta perklorato bezalako gatz inorganikoen ur-disoluzio kontzentratuetan ere. Poliakrilonitriloa prestatzeko, batez ere, akrilonitriloaren (AN) disoluzio-polimerizazioa edo ur-prezipitazio polimerizazioa dakar, bigarren monomero ez-ionikoekin eta hirugarren monomero ionikoekin.

Poliakrilonitriloa batez ere zuntz akrilikoak fabrikatzeko erabiltzen da, eta hauek akrilonitrilo kopolimeroz egindako zuntz sintetikoak dira, % 85eko masa-ehunekoa baino gehiagokoa. Ekoizpen-prozesuan erabilitako disolbatzaileen arabera, dimetil sulfoxidoa (DMSO), dimetil azetamida (DMAc), sodio tiozianatoa (NaSCN) eta dimetil formamida (DMF) gisa bereiz daitezke. Disolbatzaile desberdinen arteko desberdintasun nagusia poliakrilonitriloan duten disolbagarritasuna da, eta horrek ez du eragin handirik polimerizazio-ekoizpen-prozesu espezifikoan. Gainera, komonomero desberdinen arabera, azido itakonikoan (IA), metil akrilatoa (MA), akrilamida (AM) eta metil metakrilatoa (MMA) eta abarretan bana daitezke. Komonomero desberdinek eragin desberdinak dituzte polimerizazio-erreakzioen zinetikan eta produktu-propietateetan.

Agregazio-prozesua urrats bakarrekoa edo bi urratsekoa izan daiteke. Urrats bakarreko metodoak akrilonitriloaren eta komonomeroen polimerizazioa disoluzio-egoeran aldi berean egiteari egiten dio erreferentzia, eta produktuak zuzenean prestatu daitezke hari-disoluzio batean bereizketarik gabe. Bi urratseko arauak akrilonitriloaren eta komonomeroen esekidura-polimerizazioa uretan egiteari egiten dio erreferentzia polimeroa lortzeko, eta hau bereizi, garbitu, deshidratatu eta beste urrats batzuk egiten dira hari-disoluzioa osatzeko. Gaur egun, poliakrilonitriloaren ekoizpen-prozesu globala funtsean berdina da, ondorengo polimerizazio-metodoetan eta komonomeroetan aldea badago ere. Gaur egun, munduko hainbat herrialdetako poliakrilonitrilo-zuntz gehienak hirutar kopolimeroz eginda daude, akrilonitriloak % 90 hartzen duelarik eta bigarren monomero baten gehikuntzak % 5etik % 8ra bitartekoa izanik. Bigarren monomero bat gehitzearen helburua zuntzen erresistentzia mekanikoa, elastikotasuna eta ehundura hobetzea da, baita tindaketa-errendimendua hobetzea ere. Ohiko metodoen artean MMA, MA, binil azetatoa eta abar daude. Hirugarren monomeroaren gehikuntza kopurua % 0,3-% 2 da, zuntzen eta koloratzaileen afinitatea handitzeko koloratzaile hidrofiliko talde kopuru jakin bat sartzea helburu duena, koloratzaile talde kationikoetan eta koloratzaile talde azidoetan banatzen direnak.

Gaur egun, Japonia da poliakrilonitriloaren prozesu globalaren ordezkari nagusia, eta ondoren Alemania eta Estatu Batuak bezalako herrialdeak datoz. Enpresa adierazgarrien artean daude Zoltek, Hexcel, Cytec eta Aldila Japoniakoak, Dongbang, Mitsubishi eta Estatu Batuak, SGL Alemaniakoa eta Formosa Plastics Group Taiwangoa, Txinakoa. Gaur egun, poliakrilonitriloaren ekoizpen-prozesu globalaren teknologia heldua da, eta ez dago produktua hobetzeko tarte handirik.