Según tengo entendido, una empresa nacional anunció recientemente planes para invertir en la construcción de una planta de ácido acrílico por oxidación directa de propano, con una capacidad de producción anual de 50 000 toneladas/año, que es el segundo conjunto de anuncios extranjeros de China de una unidad de producción de ácido acrílico por oxidación directa de propano, hay muchas empresas que han llevado a cabo la investigación de esta tecnología de producción, muchas empresas expresaron un gran interés. ¿Por qué hay tantas empresas interesadas en la tecnología de producción de ácido acrílico por oxidación directa del propano? ¿Puede ser competitivo el nuevo proceso de producción de ácido acrílico? Con este fin, hice una encuesta relacionada.
1. ¿Cuáles son los procesos de producción de ácido acrílico? Por lo que yo sé, hay muchos tipos de procesos de producción de ácido acrílico, respectivamente, hay el método del cloroetanol, el método del cianoetanol, el método de Reppe (Reppe) de alta presión (método de síntesis de carbonilo de alta presión), el método de la alcenona, el método de hidrólisis del acrilonitrilo, el método de oxidación directa del propileno, y con el desarrollo de la tecnología química, los últimos años y derivados de la nueva tecnología de producción, como el método del acetato de formaldehído, el método biológico, el método del propano en un solo paso, etc. Aunque existen muchos procesos de producción, el más maduro y ampliamente utilizado en la industrialización es únicamente el método de oxidación directa del propileno. El método del cloroetanol, que es uno de los primeros métodos industrializados en la producción de ácido acrílico. El cloroetanol y el cianuro de sodio generarán cianoetanol bajo la acción de un catalizador alcalino. Después de la reacción con ácido sulfúrico y el tratamiento de deshidratación, se puede obtener acrilonitrilo, y luego, después de la hidrólisis o alcoholisis, se puede obtener ácido acrílico. El método del cianoetanol es una reacción química entre la materia prima cianuro de sodio y el cloroetanol. El primer paso es obtener el producto intermedio de la solución de cianoetanol, el segundo paso es añadir ácido sulfúrico como catalizador para la hidrólisis, y luego se puede obtener ácido acrílico después de la separación y purificación. Método de Reppe (Reppe) a alta presión para la síntesis carbonílica de acetileno y monóxido de carbono, en presencia de sal en solución de tetrahidrofurano para la reacción, la preparación de ácido acrílico. El método de la vinilcetona utiliza la materia prima para la vinilcetona, en primer lugar, el ácido acético a través de la reacción de craqueo para obtener vinilcetona, seguido de la reacción con el formaldehído que no contiene humedad, la generación de propiolactona, como catalizador para catalizar la reacción de isomerización del ácido acrílico. Método de hidrólisis del acrilonitrilo: hidrólisis del acrilonitrilo, de modo que genera acrilamida y sulfato, después del tratamiento de hidrólisis, puede generar ácido acrílico. El método de oxidación acrílica consiste en mezclar la materia prima propileno con aire y vapor de agua según la proporción, añadir la cantidad adecuada de catalizador, producirse la reacción de oxidación para obtener el producto intermedio acroleína, acroleína y aire, vapor de agua bajo la acción del catalizador, reacción de oxidación adicional, separación, refinado para obtener ácido acrílico. El método de oxidación acrílica es el proceso principal de producción de ácido acrílico. El método del acetato de formaldehído es una ruta de síntesis química del carbón, es la síntesis de la reacción de condensación del ácido acético y el aldehído hidroxílico del formaldehído del proceso del ácido acrílico. El método biológico es la producción de ácido acrílico a partir de glucosa u otros carbohidratos mediante un proceso de fermentación biológica. Figura 1 Diagrama de la cadena industrial del ácido acrílico en China
2. ¿Cuáles son las ventajas del proceso de un solo paso con propano? El método de oxidación directa del propano consiste en el uso de catalizadores específicos, en condiciones de reacción específicas, para que la reacción de oxidación del propano y el oxígeno produzca ácido acrílico. Aunque el método de oxidación directa del propano es fundamentalmente diferente del método de oxidación del propileno en cuanto al principio de reacción, en realidad se deriva del método de oxidación del propileno. El método toma propano y aire como materias primas y obtiene ácido acrílico bruto por oxidación, absorción, extracción y destilación. El método adopta un proceso de lecho fijo para generar ácido acrílico mediante oxidación directa en dos pasos con óxidos metálicos mixtos como catalizadores, lo que puede acortar el proceso de deshidrogenación del propano a propileno y puede permitir el reciclaje de la materia prima propano. La oxidación directa del propano para preparar ácido acrílico no pasa por el proceso de acroleína y, en comparación con la oxidación directa del propileno, tiene las características de un proceso corto y menos contaminantes ambientales. Dado que se trata de una nueva tecnología, no existe actualmente ninguna unidad de producción industrial, y el control de las condiciones de reacción de este proceso es también un paso clave en el proceso de producción de ácido acrílico por oxidación directa del propano. Según el flujo del proceso, el proceso de una sola etapa del propano es significativamente más corto que la oxidación del propileno, pero debido a la necesidad de tipos especiales de catalizadores, en términos de selectividad, actividad y estabilidad, la tecnología del proceso plantea una prueba más rigurosa. Además, la materia prima del método de un solo paso con propano es el propano, que puede ser una subproducción de gas natural de propano o una subproducción de refinería de propano, por lo que tiene una amplia gama de fuentes de materia prima que el método de oxidación directa de propileno. Según la tendencia del precio de la materia prima, el propano es más bajo que el precio del propileno, de 2009 a 2023, la diferencia de precio entre ambos se ha mantenido en unos 3200 yuanes/tonelada, con la tasa de utilización de propano, y se espera que el suministro de propileno sea excesivo, lo que dará lugar a una reducción gradual de la diferencia de precio entre ambos, para 2023, la diferencia de precio se ha reducido a 1700 yuanes/tonelada aproximadamente. Figura 2: Evolución de los precios del propano y el propileno el año pasado (unidad: yuanes/tonelada)
3. ¿Se está intensificando la competencia en la industria del ácido acrílico? Según tengo entendido, la razón por la que todo el mundo está ampliando activamente nuevos procesos de producción es porque, en la actualidad, los principales productos químicos a granel de China han tenido básicamente un excedente y están a punto de tenerlo, y el ácido acrílico no es una excepción. El ácido acrílico es un monómero importante del éster acrílico, es el producto clave para lograr la expansión del refinamiento de la cadena industrial, en sentido descendente puede utilizarse como materia prima básica del acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de isooctilo, resina SAP y éster especial de ácido acrílico, y también se debe al suministro especial de ácido acrílico, lo que ha llevado a un aumento gradual de la escala de producción en los últimos años. Según mis estadísticas, a finales de 2023, la escala de ácido acrílico en China habrá superado los 4 millones de toneladas/año, con una tasa de crecimiento anual promedio de más del 4 %, alcanzando un máximo histórico, lo que desencadenará una mayor competencia. La expansión de la escala de ácido acrílico ha llevado a la mejora de la producción de ácido acrílico. Según mis estadísticas, a finales de 2023, la producción de ácido acrílico de China superó los 2,7 millones de toneladas al año, lo que muestra una tasa de crecimiento anual promedio de más del 10 %. La cadena industrial del ácido acrílico de China, en su mayor parte con un modo de desarrollo integrado, tiene más ésteres acrílicos de apoyo en las fases posteriores, por lo que la producción de ácido acrílico refleja en mayor medida el crecimiento de la producción de ésteres en las fases posteriores. Según la tendencia de los últimos años, la oferta de ácido acrílico de China aumentará, pero el nivel general de ritmo de trabajo es inferior al 70 %. Según la industria para evaluar el nivel de excedente del mercado, la tasa de inicio de menos del 75 % se encuentra principalmente en el statu quo de excedente, y el mercado de ácido acrílico en los últimos años, la tasa de inicio es inferior al 70 %. También se debe al aumento de la competencia en el mercado del ácido acrílico, lo que ha dado lugar a una baja tasa de arranque. Por lo tanto, muchos de los que se proponen en la construcción de empresas buscan activamente nuevas tecnologías para pasar de la actual competencia cruel del mercado del ácido acrílico a encontrar algún espacio para la supervivencia. En todos los demás tipos de procesos de producción de ácido acrílico, la mayor parte del proceso de producción se caracteriza por la falta de disponibilidad de materias primas, el alto coste del proceso de producción y las elevadas barreras técnicas, por lo que el ácido acrílico de un solo paso con propano ha sido objeto de gran preocupación por parte de la industria. Figura 3. Tendencia de la tasa de inicio del ácido acrílico en China (unidad: 10 000 toneladas/año)
4. ¿Cuánto se puede reducir el coste del método de un solo paso con propano? Para la competencia del proceso de producción de un solo paso con propano, además de si este proceso está realmente maduro y de la posibilidad de industrialización, se presta más atención al coste del método de oxidación directa del propileno que a cuánto se reduce. Según la información pertinente, el proceso de producción de propano en un solo paso, el consumo unitario de propano en 0,87-1,235, otros accesorios del proceso de producción, extractantes, agentes bloqueantes, catalizador de oxidación de propano, ácido p-toluenosulfónico y otros productos, el coste unitario de estos materiales auxiliares básicos es de unos 440 yuanes/tonelada. Para las obras de servicios públicos, se incluyen el agua dulce, el agua desmineralizada, la electricidad, el nitrógeno, el aire para instrumentos, el gas combustible, el agua circulante y el vapor, etc., y estos costes rondan los 1500 RMB/tonelada. Sin tener en cuenta los costes financieros, las comisiones de gestión, la depreciación y otros costes, el coste total de los materiales auxiliares básicos y las obras públicas ronda los 2000 RMB/tonelada, y este coste también puede denominarse coste de procesamiento. De la comparación de los costes de procesamiento del método de oxidación directa del propileno, no hay mucha diferencia entre los dos costes de procesamiento. Sin embargo, cabe señalar que, debido al proceso de producción de una sola etapa del propano en la madurez de la prueba de mercado, algunas tecnologías de producción, el consumo unitario de propano puede alcanzar 0,87 más o menos, mientras que algunos procesos de producción solo pueden llegar a 1,235. Por lo tanto, si el consumo unitario de propano cambia, el coste del ácido acrílico también experimentará cambios evidentes. Según la medición del consumo unitario de propano de 0,87, bajo la premisa del mismo coste de procesamiento, independientemente de si se utiliza propano nacional o importado, el método de un solo paso con propano tiene una ventaja de coste sobre el método de oxidación directa con propileno. A juzgar por los cambios teóricos en los últimos años, la diferencia de precio entre ambos es de alrededor de 1200 RMB/tonelada. Fig. 4 Comparación del coste del ácido acrílico entre el método del propano de un solo paso (consumo unitario de 0,87) y el método de oxidación directa del propileno en China (unidad: yuanes/tonelada)
Si se utiliza el consumo unitario de 1,235 propano, según la comparación de la tendencia de precios del propano importado y el propano nacional, se calcula que el método de conservación directa del propileno tiene una cierta ventaja de costes en el pasado, especialmente en el período de 2009 a 2015. Sin embargo, de 2016 a 2020, la ventaja de coste del método de oxidación directa del propileno no es evidente, pero la diferencia entre los dos procesos de producción no es grande. De 2021 a 2023, la ventaja de coste de la oxidación directa del propileno es más evidente. Figura 5. Comparación del coste del ácido acrílico entre el proceso de una sola etapa con propano (consumo unitario de 1,235) y el proceso de oxidación directa del propileno en China (unidad: yuanes/tonelada). Fuente: Business News Agency. Es decir, si se produce un gran cambio en el consumo unitario de propano, el proceso de una sola etapa con propano no tiene una competitividad de costes evidente; por el contrario, el proceso de oxidación directa del propileno es más competitivo en cuanto a costes. Por último, me gustaría decir que el proceso de producción de ácido acrílico en una sola etapa con propano, desde el punto de vista del flujo del proceso, tiene las características de un proceso corto, y la materia prima del propano es más barata que el propileno. Sin embargo, debido a la limitación de la madurez técnica, no existe una comparación real de plantas industriales, este resultado de comparación es solo de referencia y no tiene valor de guía de inversión. En mi opinión, el valor del propano seguirá aumentando en el futuro, impulsado no solo por el desarrollo de la industria de la PDH, sino también por la necesidad de aumentar la utilización de fuentes de energía fósil bajas en carbono. Y el propileno se suministra de más formas, por lo que se espera que su valor disminuya gradualmente. Con esta tendencia, se espera que la competitividad del método de oxidación directa del propileno mejore con más fuerza. Sin embargo, cabe señalar que si las refinerías utilizan su propia producción secundaria de propano, así como la producción secundaria de gases de escape de la unidad MTO como materia prima, esta competitividad es significativamente mayor que la del método de oxidación directa del propileno.
| Polythiol/Polymercaptan | ||
| DMES Monomer | Bis(2-mercaptoethyl) sulfide | 3570-55-6 |
| DMPT Monomer | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| PETMP Monomer | PENTAERYTHRITOL TETRA(3-MERCAPTOPROPIONATE) | 7575-23-7 |
| PM839 Monomer | Polyoxy(methyl-1,2-ethanediyl) | 72244-98-5 |
| Monofunctional Monomer | ||
| HEMA Monomer | 2-hydroxyethyl methacrylate | 868-77-9 |
| HPMA Monomer | 2-Hydroxypropyl methacrylate | 27813-02-1 |
| THFA Monomer | Tetrahydrofurfuryl acrylate | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomer | Hydrogenated dicyclopentenyl acrylate | 79637-74-4 |
| DCPMA Monomer | Dihydrodicyclopentadienyl methacrylate | 30798-39-1 |
| DCPA Monomer | Dihydrodicyclopentadienyl Acrylate | 12542-30-2 |
| DCPEMA Monomer | Dicyclopentenyloxyethyl Methacrylate | 68586-19-6 |
| DCPEOA Monomer | Dicyclopentenyloxyethyl Acrylate | 65983-31-5 |
| NP-4EA Monomer | (4) ethoxylated nonylphenol | 50974-47-5 |
| LA Monomer | Lauryl acrylate / Dodecyl acrylate | 2156-97-0 |
| THFMA Monomer | Tetrahydrofurfuryl methacrylate | 2455-24-5 |
| PHEA Monomer | 2-PHENOXYETHYL ACRYLATE | 48145-04-6 |
| LMA Monomer | Lauryl methacrylate | 142-90-5 |
| IDA Monomer | Isodecyl acrylate | 1330-61-6 |
| IBOMA Monomer | Isobornyl methacrylate | 7534-94-3 |
| IBOA Monomer | Isobornyl acrylate | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomer | 2-(2-Ethoxyethoxy)ethyl acrylate | 7328-17-8 |
| Multifunctional monomer | ||
| DPHA Monomer | Dipentaerythritol hexaacrylate | 29570-58-9 |
| DI-TMPTA Monomer | DI(TRIMETHYLOLPROPANE) TETRAACRYLATE | 94108-97-1 |
| Acrylamide monomer | ||
| ACMO Monomer | 4-acryloylmorpholine | 5117-12-4 |
| Di-functional Monomer | ||
| PEGDMA Monomer | Poly(ethylene glycol) dimethacrylate | 25852-47-5 |
| TPGDA Monomer | Tripropylene glycol diacrylate | 42978-66-5 |
| TEGDMA Monomer | Triethylene glycol dimethacrylate | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA Monomer | Propoxylate neopentylene glycol diacrylate | 84170-74-1 |
| PEGDA Monomer | Polyethylene Glycol Diacrylate | 26570-48-9 |
| PDDA Monomer | Phthalate diethylene glycol diacrylate | |
| NPGDA Monomer | Neopentyl glycol diacrylate | 2223-82-7 |
| HDDA Monomer | Hexamethylene Diacrylate | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA Monomer | ETHOXYLATED (4) BISPHENOL A DIACRYLATE | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomer | ETHOXYLATED (10) BISPHENOL A DIACRYLATE | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomer | Ethylene glycol dimethacrylate | 97-90-5 |
| DPGDA Monomer | Dipropylene Glycol Dienoate | 57472-68-1 |
| Bis-GMA Monomer | Bisphenol A Glycidyl Methacrylate | 1565-94-2 |
| Trifunctional Monomer | ||
| TMPTMA Monomer | Trimethylolpropane trimethacrylate | 3290-92-4 |
| TMPTA Monomer | Trimethylolpropane triacrylate | 15625-89-5 |
| PETA Monomer | Pentaerythritol triacrylate | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) Monomer | GLYCERYL PROPOXY TRIACRYLATE | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA Monomer | Ethoxylated trimethylolpropane triacrylate | 28961-43-5 |
| Photoresist Monomer | ||
| IPAMA Monomer | 2-isopropyl-2-adamantyl methacrylate | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomer | 1-Ethylcyclopentyl Methacrylate | 266308-58-1 |
| ADAMA Monomer | 1-Adamantyl Methacrylate | 16887-36-8 |
| Methacrylates monomer | ||
| TBAEMA Monomer | 2-(Tert-butylamino)ethyl methacrylate | 3775-90-4 |
| NBMA Monomer | n-Butyl methacrylate | 97-88-1 |
| MEMA Monomer | 2-Methoxyethyl Methacrylate | 6976-93-8 |
| i-BMA Monomer | Isobutyl methacrylate | 97-86-9 |
| EHMA Monomer | 2-Ethylhexyl methacrylate | 688-84-6 |
| EGDMP Monomer | Ethylene glycol Bis(3-mercaptopropionate) | 22504-50-3 |
| EEMA Monomer | 2-ethoxyethyl 2-methylprop-2-enoate | 2370-63-0 |
| DMAEMA Monomer | N,M-Dimethylaminoethyl methacrylate | 2867-47-2 |
| DEAM Monomer | Diethylaminoethyl methacrylate | 105-16-8 |
| CHMA Monomer | Cyclohexyl methacrylate | 101-43-9 |
| BZMA Monomer | Benzyl methacrylate | 2495-37-6 |
| BDDMP Monomer | 1,4-Butanediol Di(3-mercaptopropionate) | 92140-97-1 |
| BDDMA Monomer | 1,4-Butanedioldimethacrylate | 2082-81-7 |
| AMA Monomer | Allyl methacrylate | 96-05-9 |
| AAEM Monomer | Acetylacetoxyethyl methacrylate | 21282-97-3 |
| Acrylates Monomer | ||
| IBA Monomer | Isobutyl acrylate | 106-63-8 |
| EMA Monomer | Ethyl methacrylate | 97-63-2 |
| DMAEA Monomer | Dimethylaminoethyl acrylate | 2439-35-2 |
| DEAEA Monomer | 2-(diethylamino)ethyl prop-2-enoate | 2426-54-2 |
| CHA Monomer | cyclohexyl prop-2-enoate | 3066-71-5 |
| BZA Monomer | benzyl prop-2-enoate | 2495-35-4 |