Насколько я понимаю, одно из отечественных предприятий недавно объявило о планах инвестировать в строительство завода по производству пропановой акриловой кислоты прямого окисления, годовая производственная мощность которого составит 50 000 тонн/год, что является вторым набором зарубежных объявлений Китая о производстве пропановой акриловой кислоты прямого окисления, многие компании провели исследование этой технологии производства, многие компании выразили большой интерес. Почему так много компаний заинтересованы в технологии производства акриловой кислоты прямого окисления пропана? Может ли новый процесс производства акриловой кислоты быть конкурентоспособным? С этой целью я провел соответствующее исследование.
1、Какие существуют процессы производства акриловой кислоты? Насколько я знаю, есть много видов процесса производства акриловой кислоты, соответственно, есть метод хлорэтанола, метод цианоэтанола, метод высокого давления Реппе (Реппе) (метод высокого давления карбонильного синтеза), метод алкенона, метод гидролиза акрилонитрила, метод прямого окисления пропилена, и с развитием химических технологий, в последние несколько лет и производных от новой технологии производства, таких как ацетат формальдегида метод, биологический метод, пропан одноступенчатый метод и так далее. Хотя существует множество производственных процессов, наиболее зрелым и широко используемым в индустриализации является только метод прямого окисления пропилена. Хлорэтаноловый метод — один из самых ранних промышленных методов производства акриловой кислоты. Хлорэтанол и цианид натрия образуют цианоэтанол под действием щелочного катализатора, после реакции с серной кислотой и дегидратации можно получить акрилонитрил, а затем после гидролиза или алкоголиза можно получить акриловую кислоту. Цианоэтаноловый метод — это химическая реакция между сырьем цианидом натрия и хлорэтанолом, первый шаг — получение промежуточного продукта цианоэтанолового раствора, второй шаг — добавление серной кислоты в качестве катализатора для гидролиза, а затем после разделения и очистки можно получить акриловую кислоту. Метод высокого давления Реппе (Reppe) для карбонильного синтеза из ацетилена и монооксида углерода, в присутствии соли в тетрагидрофурановом растворе для реакции, получения акриловой кислоты. Винилкетоновый метод использует сырье для получения винилкетона, прежде всего, уксусную кислоту через реакцию крекинга для получения винилкетона, затем реакцию с формальдегидом, не содержащим влаги, для получения пропиолактона, в качестве катализатора для катализации реакции изомеризации акриловой кислоты. Гидролиз акрилонитрила методом гидролиза акрилонитрила, так что он генерирует акриламид и сульфат, после обработки гидролизом, он может генерировать акриловую кислоту. Метод окисления акрила заключается в смешивании сырья пропилена с воздухом и водяным паром в соответствии с пропорцией, добавлении соответствующего количества катализатора, реакции окисления происходят для получения промежуточного продукта акролеина, акролеина и воздуха, водяного пара под действием катализатора, дальнейшей реакции окисления, разделения, рафинирования для получения акриловой кислоты. Метод окисления акрила является основным процессом производства акриловой кислоты. Формальдегидно-ацетатный метод — это угольно-химический путь синтеза, представляет собой синтез акриловой кислоты из уксусной кислоты и формальдегида по реакции конденсации гидроксила альдегида. Биологический метод — это производство акриловой кислоты из глюкозы или других углеводов путем биологического процесса ферментации. Рисунок 1 Схема цепочки производства акриловой кислоты в Китае
2、Каковы преимущества пропанового одноступенчатого процесса? Метод прямого окисления пропана заключается в использовании конкретных катализаторов, в конкретных условиях реакции, так что пропан и кислород реакции окисления для получения акриловой кислоты. Хотя метод прямого окисления пропана принципиально отличается от метода окисления пропилена по принципу реакции, он фактически является производным от метода окисления пропилена. В качестве сырья в этом методе используются пропан и воздух, а сырую акриловую кислоту получают путем окисления, абсорбции, экстракции и дистилляции. В методе используется стационарный процесс получения акриловой кислоты путем прямого двухступенчатого окисления с использованием смешанных оксидов металлов в качестве катализаторов, что позволяет сократить процесс дегидрирования пропана до пропилена и реализовать вторичное использование сырьевого пропана. Прямое окисление пропана для получения акриловой кислоты не проходит через процесс акролеина, и по сравнению с прямым окислением пропилена имеет характеристики короткого процесса и меньшего количества загрязнителей окружающей среды. Поскольку это новая технология, в настоящее время не существует промышленного производства, а контроль условий реакции этого процесса также является ключевым этапом в процессе производства акриловой кислоты прямым окислением пропана. Согласно технологическому процессу, одностадийный процесс пропана значительно короче, чем окисление пропилена, но из-за необходимости использования специальных типов катализаторов, поэтому с точки зрения селективности, активности и стабильности, технология процесса подвергается более строгим испытаниям. Кроме того, сырьем для одноступенчатого метода получения пропана является пропан, который может быть природным газом, получаемым при производстве пропана, или пропаном, получаемым при переработке нефти, поэтому он имеет широкий спектр источников сырья, чем метод прямого окисления пропилена. Из тенденции цен на сырье, пропан ниже, чем цена на пропилен, с 2009 по 2023 год, разница в цене между ними поддерживается на уровне около 3200 юаней / тонна, с пропаном коэффициент использования, и пропилен предложение, как ожидается, избыток, что приводит к постепенному сокращению двух разница в цене, к 2023 году, разница в цене была сокращена до 1700 юаней / тонна или около того. Рисунок 2 Динамика цен на пропан и пропилен в прошлом году (единица измерения: юань/тонна)
3, конкуренция в отрасли акриловой кислоты усиливается? Насколько я понимаю, причина, по которой все активно расширяют новые производственные процессы, заключается в том, что в настоящее время в Китае наблюдается избыток основных сыпучих химикатов, и они скоро будут в избытке, и акриловая кислота не является исключением. Акриловая кислота является важным мономером акрилового эфира, является ключевым продуктом для достижения расширения промышленной цепи уточнения, вниз по течению может быть использован в качестве основного сырья метил акрилат, этил акрилат, бутил акрилат, изооктил акрилат, SAP смолы и акриловой кислоты специального эфира, а также это связано с особым предложением акриловой кислоты, что привело к постепенному увеличению масштабов производства в последние годы. Согласно статистическим данным, к концу 2023 года объем производства акриловой кислоты в Китае превысил 4 млн тонн в год, а среднегодовые темпы роста составили более 4%, достигнув исторического максимума, что спровоцировало дальнейшую конкуренцию. Расширение масштабов производства акриловой кислоты привело к улучшению производства акриловой кислоты. Согласно моей статистике, к концу 2023 года производство акриловой кислоты в Китае превысит 2,7 млн тонн в год, демонстрируя среднегодовые темпы роста более чем на 10%. Китайская промышленная цепочка акриловой кислоты, в большинстве своем, работает в интегрированном режиме развития, вниз по течению больше поддерживает акриловые эфиры, поэтому выпуск акриловой кислоты в большей степени отражает рост производства эфиров вниз по течению. Согласно тенденции последних нескольких лет, поставки акриловой кислоты в Китае увеличиваются, но общий уровень работы составляет менее 70%. По данным промышленности, чтобы оценить стандарт профицита рынка, начальный уровень менее 75% в основном в статус-кво профицита, и рынок акриловой кислоты в последние несколько лет, начальный уровень менее 70%. Это также связано с усилением конкуренции на рынке акриловой кислоты, что приводит к низким показателям старта. Поэтому многие предлагаемые в строительстве предприятия активно ищут новые технологии, чтобы в условиях нынешней жестокой конкуренции на рынке акриловой кислоты найти хоть какие-то возможности для выживания. По сравнению с другими типами производства акриловой кислоты, большинство производственных процессов характеризуется недоступностью сырья, высокой стоимостью производственного процесса и высокими техническими барьерами, поэтому пропан-одноступенчатая акриловая кислота была сильно обеспокоена промышленностью. Рисунок 3 Тенденция роста объемов производства акриловой кислоты в Китае (единица измерения: 10 000 тонн/год)
4、Насколько может быть снижена стоимость пропанового одноступенчатого метода? Для конкуренции одноступенчатого процесса производства пропана, в дополнение к тому, является ли этот процесс действительно зрелым и возможность индустриализации, больше внимания уделяется стоимости метода прямого окисления пропилена, насколько она ниже? Согласно соответствующей информации, пропан одноступенчатый процесс производства, пропан единицы потребления в 0,87-1,235, другие аксессуары производственного процесса, экстрагенты, блокирующие агенты, катализатор окисления пропана, п-толуолсульфокислота и другие продукты, стоимость единицы этих основных вспомогательных материалов составляет около 440 юаней / тонна. Что касается коммунальных работ, то они включают пресную воду, деминерализованную воду, электричество, азот, приборный воздух, топливный газ, оборотную воду, пар и т.д., и эти расходы составляют около 1 500 юаней за тонну. Без учета финансовых затрат, платы за управление, амортизации и других расходов, общая стоимость основных вспомогательных материалов и общественных работ составляет около 2 000 юаней за тонну, и эти затраты также можно назвать стоимостью переработки. Сравнение стоимости переработки пропилена методом прямого окисления показывает, что разница между двумя способами переработки невелика. Тем не менее, следует отметить, что из-за одноступенчатого процесса производства пропана в зрелости рыночных испытаний, некоторые технологии производства, удельное потребление пропана может достигать 0,87 или около того, в то время как некоторые производственные процессы могут только 1,235. Поэтому, если расход пропана меняется, то стоимость акриловой кислоты также имеет очевидные изменения. Согласно измерению удельного расхода пропана 0,87, при одинаковой стоимости переработки, независимо от использования отечественного или импортного пропана, одноступенчатый метод пропана имеет преимущество по стоимости перед методом прямого окисления пропилена. Судя по теоретическим изменениям за последние несколько лет, разница в цене между ними составляет около 1 200 юаней за тонну. Рис. 4 Сравнение стоимости акриловой кислоты между одноступенчатым пропановым методом (удельный расход 0,87) и методом прямого окисления пропилена в Китае (единицы измерения: юань/тонна)
При использовании единицы потребления пропана 1,235, согласно сравнению динамики цен на импортный пропан и отечественный пропан, рассчитывается, что метод прямого сохранения пропилена имеет определенное преимущество по стоимости в прошлом большее время, особенно в период с 2009 по 2015 год. Однако с 2016 по 2020 год преимущество по стоимости метода прямого окисления пропилена не очевидно, но разница между двумя производственными процессами невелика. В период с 2021 по 2023 год преимущество по стоимости прямого окисления пропилена более очевидно. Рисунок 5 Сравнение стоимости акриловой кислоты между одноступенчатым процессом пропана (1,235 ед. потребления) и процессом прямого окисления пропилена в Китае (единицы измерения: юань/тонна) Источник: То есть, при значительном изменении удельного расхода пропана, одноступенчатый процесс пропана не обладает очевидной конкурентоспособностью по стоимости, напротив, процесс прямого окисления пропилена более конкурентоспособен по стоимости. В заключение хотелось бы сказать, что пропановый одностадийный процесс производства акриловой кислоты, с точки зрения технологического процесса, обладает характеристиками короткого процесса, а пропановое сырье имеет более низкую стоимость, чем пропилен. Тем не менее, из-за ограничения технической зрелости, нет фактического сравнения промышленных заводов, этот результат сравнения является только для справки, и не имеет значения инвестиционного руководства. На мой взгляд, в будущем стоимость пропана продолжит расти, что будет обусловлено не только развитием индустрии PDH, но и необходимостью увеличения использования низкоуглеродных ископаемых источников энергии. А пропилен поставляется все большим количеством способов, поэтому ожидается, что стоимость пропилена будет постепенно снижаться. При такой тенденции ожидается, что конкурентоспособность метода прямого окисления пропилена повысится. Однако следует отметить, что если нефтеперерабатывающие заводы используют в качестве сырья собственное побочное производство пропана, а также побочное производство отработанных газов на установке МТО, то конкурентоспособность этого метода значительно выше, чем метода прямого окисления пропилена.