D'après ce que j'ai compris, une entreprise nationale a récemment annoncé son intention d'investir dans la construction d'une usine d'acide acrylique par oxydation directe du propane, d'une capacité de production annuelle de 50 000 tonnes, ce qui constitue la deuxième série d'annonces chinoises à l'étranger concernant l'unité de production d'acide acrylique par oxydation directe du propane ; de nombreuses entreprises ont étudié cette technologie de production et ont exprimé un vif intérêt. Pourquoi tant d'entreprises s'intéressent-elles à la technologie de production d'acide acrylique par oxydation directe du propane ? Le nouveau procédé de production d'acide acrylique peut-il être compétitif ? À cette fin, j'ai réalisé une enquête connexe.
1、Quels sont les procédés de production de l'acide acrylique ? Pour autant que je sache, il existe de nombreux types de procédés de production d'acide acrylique, respectivement la méthode du chloroéthanol, la méthode du cyanoéthanol, la méthode de Reppe (Reppe) à haute pression (méthode de synthèse du carbonyle à haute pression), la méthode de l'alcénone, la méthode de l'hydrolyse de l'acrylonitrile, la méthode d'oxydation directe du propylène, et avec le développement de la technologie chimique, ces dernières années et dérivées de la nouvelle technologie de production, telles que la méthode de l'acétate de formaldéhyde, la méthode biologique, la méthode du propane en une étape et ainsi de suite. Bien qu'il existe de nombreux procédés de production, la méthode d'oxydation directe du propylène est la plus aboutie et la plus largement utilisée dans l'industrie. La méthode au chloroéthanol est l'une des premières méthodes industrialisées pour la production d'acide acrylique. Le chloroéthanol et le cyanure de sodium génèrent du cyanoéthanol sous l'action d'un catalyseur alcalin. Après réaction à l'acide sulfurique et traitement de déshydratation, on obtient de l'acrylonitrile, puis, après hydrolyse ou alcoolyse, de l'acide acrylique. La méthode du cyanoéthanol est une réaction chimique entre la matière première, le cyanure de sodium, et le chloroéthanol. La première étape consiste à obtenir le produit intermédiaire de la solution de cyanoéthanol, la deuxième étape consiste à ajouter de l'acide sulfurique comme catalyseur pour l'hydrolyse, puis l'acide acrylique peut être obtenu après séparation et purification. La méthode de Reppe à haute pression (Reppe) pour la synthèse du carbonyle de l'acétylène et du monoxyde de carbone, en présence de sel dans une solution de tétrahydrofurane pour la réaction, la préparation de l'acide acrylique. La méthode de la cétone vinylique utilise la matière première de la cétone vinylique, tout d'abord l'acide acétique par la réaction de craquage pour obtenir la cétone vinylique, suivie de la réaction avec le formaldéhyde ne contenant pas d'humidité, la génération de propiolactone, comme catalyseur pour catalyser la réaction d'isomérisation de l'acide acrylique. Méthode d'hydrolyse de l'acrylonitrile : hydrolyse de l'acrylonitrile, de manière à générer de l'acrylamide et du sulfate, après traitement d'hydrolyse, il peut générer de l'acide acrylique. La méthode d'oxydation de l'acrylique consiste à mélanger la matière première propylène avec de l'air et de la vapeur d'eau en fonction de la proportion, à ajouter une quantité appropriée de catalyseur, la réaction d'oxydation se produit pour obtenir le produit intermédiaire acroléine, l'acroléine et l'air, la vapeur d'eau sous l'action du catalyseur, une autre réaction d'oxydation, la séparation, le raffinage pour obtenir de l'acide acrylique. La méthode d'oxydation de l'acide acrylique est le principal procédé de production d'acide acrylique. La méthode de l'acétate de formaldéhyde est une voie de synthèse chimique du charbon, c'est la synthèse de l'acide acétique et de la réaction de condensation de l'aldéhyde hydroxyle du formaldéhyde pour le processus de l'acide acrylique. La méthode biologique consiste à produire de l'acide acrylique à partir de glucose ou d'autres hydrates de carbone par le biais d'un processus de fermentation biologique. Figure 1 Schéma de la chaîne industrielle de l'acide acrylique en Chine
2、Quels sont les avantages du procédé en une étape au propane ? La méthode d'oxydation directe du propane consiste à utiliser des catalyseurs spécifiques, dans des conditions de réaction spécifiques, afin que la réaction d'oxydation du propane et de l'oxygène produise de l'acide acrylique. Bien que la méthode d'oxydation directe du propane soit fondamentalement différente de la méthode d'oxydation du propylène en termes de principe de réaction, elle est en fait dérivée de la méthode d'oxydation du propylène. Cette méthode utilise le propane et l'air comme matières premières et permet d'obtenir de l'acide acrylique brut par oxydation, absorption, extraction et distillation. La méthode adopte un processus en lit fixe pour générer de l'acide acrylique par oxydation directe en deux étapes avec des oxydes métalliques mixtes comme catalyseurs, ce qui peut raccourcir le processus de déshydrogénation du propane en propylène et réaliser le recyclage de la matière première propane. L'oxydation directe du propane pour préparer l'acide acrylique ne passe pas par le processus de l'acroléine et, comparée à l'oxydation directe du propylène, elle présente les caractéristiques d'un processus court et de moins de polluants environnementaux. Comme il s'agit d'une nouvelle technologie, il n'existe pas d'unité de production industrielle à l'heure actuelle, et le contrôle des conditions de réaction de ce processus est également une étape clé du processus de production d'acide acrylique par oxydation directe du propane. D'après le déroulement du processus, le processus en une étape du propane est nettement plus court que l'oxydation du propylène, mais en raison de la nécessité de types de catalyseurs spéciaux, la technologie du processus est soumise à des tests plus stricts en termes de sélectivité, d'activité et de stabilité. En outre, la matière première de la méthode du propane en une étape est le propane, qui peut être produit par le gaz naturel ou par la raffinerie, ce qui lui confère un large éventail de sources de matières premières par rapport à la méthode d'oxydation directe du propylène. D'après la tendance des prix des matières premières, le prix du propane est inférieur à celui du propylène, de 2009 à 2023, la différence de prix entre les deux s'est maintenue à environ 3 200 yuans/tonne, avec le taux d'utilisation du propane, et l'offre de propylène devrait être excédentaire, ce qui entraînera un rétrécissement progressif de la différence de prix entre les deux, jusqu'en 2023, la différence de prix a été réduite à environ 1 700 yuans/tonne. Figure 2 : Tendance des prix du propane et du propylène au cours de l'année écoulée (unité : yuan/tonne)
3. La concurrence dans l'industrie de l'acide acrylique s'intensifie-t-elle ? D'après ce que j'ai compris, la raison pour laquelle tout le monde développe activement de nouveaux processus de production est qu'à l'heure actuelle, les principaux produits chimiques en vrac de Chine sont essentiellement excédentaires et sur le point de l'être, l'acide acrylique ne faisant pas exception à la règle. L'acide acrylique est un monomère important de l'ester acrylique, c'est le produit clé pour réaliser l'expansion du raffinement de la chaîne industrielle, en aval il peut être utilisé comme matière première de base de l'acrylate de méthyle, de l'acrylate d'éthyle, de l'acrylate de butyle, de l'acrylate d'isooctyle, de la résine SAP et de l'ester de spécialité de l'acide acrylique, et c'est également en raison de l'offre spéciale d'acide acrylique, qui a conduit à une augmentation progressive de l'échelle de production au cours des dernières années. Selon mes statistiques, d'ici la fin 2023, la production d'acide acrylique en Chine aura dépassé les 4 millions de tonnes par an, avec un taux de croissance annuel moyen de plus de 4%, atteignant ainsi un niveau historique, ce qui déclenchera une concurrence accrue. L'expansion de l'échelle de l'acide acrylique a conduit à l'amélioration de la production d'acide acrylique. Selon mes statistiques, à la fin de 2023, la production chinoise d'acide acrylique dépassera 2,7 millions de tonnes/an, affichant un taux de croissance annuel moyen de plus de 10%. La chaîne de l'industrie chinoise de l'acide acrylique, dont le mode de développement est le plus intégré, soutient davantage les esters acryliques en aval, de sorte que la production d'acide acrylique reflète davantage la croissance de la production d'esters en aval. Selon la tendance de ces dernières années, l'offre d'acide acrylique en Chine s'est améliorée, mais le niveau global du taux de travail est inférieur à 70%. Selon l'industrie pour évaluer la norme de l'excédent du marché, le taux de démarrage de moins de 75% est principalement dans le statu quo de l'excédent, et le marché de l'acide acrylique au cours des dernières années, le taux de démarrage sont inférieurs à 70%. Cela est également dû à la concurrence accrue sur le marché de l'acide acrylique, qui se traduit par un faible taux de démarrage. Par conséquent, de nombreux projets de construction d'entreprises sont activement à la recherche de nouvelles technologies pour faire face à la concurrence actuelle sur le marché de l'acide acrylique et trouver une marge de manœuvre pour survivre. En ce qui concerne les autres types de processus de production d'acide acrylique, la plupart d'entre eux présentent les caractéristiques suivantes : indisponibilité des matières premières, coût élevé du processus de production et obstacles techniques importants, de sorte que l'acide acrylique en une étape à base de propane a suscité une grande inquiétude dans l'industrie. Figure 3 Tendance du taux de démarrage de l'acide acrylique en Chine (unité : 10 000 tonnes/an)
4、De combien le coût de la méthode de production du propane en une étape peut-il être réduit ? Pour la concurrence du processus de production en une étape du propane, outre la question de savoir si ce processus est vraiment mûr et la possibilité d'industrialisation, on accorde plus d'attention au coût de la méthode d'oxydation directe du propylène qu'à la question de savoir dans quelle mesure il peut être réduit. Selon les informations pertinentes, le processus de production de propane en une étape, la consommation unitaire de propane dans 0,87-1,235, d'autres accessoires du processus de production, les extractants, les agents de blocage, le catalyseur d'oxydation du propane, l'acide p-toluène sulfonique et d'autres produits, le coût unitaire de ces matériaux auxiliaires de base est d'environ 440 yuans / tonne. En ce qui concerne les travaux utilitaires, ils comprennent l'eau douce, l'eau déminéralisée, l'électricité, l'azote, l'air d'instrumentation, le gaz combustible, l'eau de circulation et la vapeur, etc. et ces coûts s'élèvent à environ 1 500 RMB/tonne. Sans tenir compte des coûts financiers, des frais de gestion, de l'amortissement et des autres coûts, le coût total des matériaux auxiliaires de base et des travaux publics est d'environ 2 000 RMB/tonne, et ce coût peut également être appelé coût de traitement. La comparaison des coûts de traitement de la méthode d'oxydation directe du propylène montre qu'il n'y a pas de grande différence entre les deux coûts de traitement. Toutefois, il convient de noter qu'en raison du processus de production en une étape du propane dans la maturité du test de marché, certaines technologies de production, la consommation unitaire de propane peut atteindre environ 0,87, tandis que certains processus de production ne peuvent atteindre que 1,235. Par conséquent, si la consommation unitaire de propane change, le coût de l'acide acrylique subit également des changements évidents. Selon la mesure de la consommation unitaire de propane de 0,87, en partant du principe que le coût de traitement est le même, que l'on utilise du propane national ou du propane importé, la méthode du propane en une étape présente un avantage en termes de coût par rapport à la méthode de l'oxydation directe du propylène. À en juger par les changements théoriques de ces dernières années, la différence de prix entre les deux est d'environ 1 200 RMB/tonne. Fig. 4 Comparaison du coût de l'acide acrylique entre la méthode du propane en une étape (consommation unitaire de 0,87) et la méthode d'oxydation directe du propylène en Chine (unité : yuan/tonne)
Si l'on utilise la consommation unitaire de 1,235 propane, selon la comparaison de l'évolution des prix du propane importé et du propane domestique, on calcule que la méthode de conservation directe du propylène présente un certain avantage en termes de coûts dans le passé, en particulier entre 2009 et 2015. Cependant, de 2016 à 2020, l'avantage de coût de la méthode d'oxydation directe du propylène n'est pas évident, mais la différence entre les deux processus de production n'est pas grande. De 2021 à 2023, l'avantage de coût de l'oxydation directe du propylène est plus évident. Figure 5 Comparaison du coût de l'acide acrylique entre le procédé en une étape au propane (consommation de 1,235 unité) et le procédé d'oxydation directe du propylène en Chine (unité : yuan/tonne) Source : Business News Agency En d'autres termes, si la consommation unitaire de propane varie fortement, le procédé en une étape au propane ne présente pas une compétitivité évidente en termes de coûts, alors que le procédé d'oxydation directe du propylène est plus compétitif en termes de coûts. Enfin, je voudrais dire que le procédé de production d'acide acrylique en une étape au propane, du point de vue du flux de processus, présente les caractéristiques d'un processus court, et que la matière première propane est moins chère que le propylène. Cependant, en raison des limites de la maturité technique, il n'y a pas de comparaison réelle entre les installations industrielles, le résultat de cette comparaison n'est donné qu'à titre de référence et n'a pas de valeur d'orientation en matière d'investissement. À mon avis, la valeur du propane continuera d'augmenter à l'avenir, sous l'impulsion non seulement du développement de l'industrie du PDH, mais aussi de la nécessité d'accroître l'utilisation des sources d'énergie fossiles à faible teneur en carbone. Le propylène étant fourni de plus en plus souvent, on s'attend à ce que sa valeur diminue progressivement. Dans ce contexte, la compétitivité de la méthode d'oxydation directe du propylène devrait s'améliorer plus fortement. Toutefois, il convient de noter que si les raffineries utilisent leur propre sous-production de propane, ainsi que la sous-production de gaz d'échappement de l'unité MTO comme matière première, cette compétitivité est nettement supérieure à celle de la méthode d'oxydation directe du propylène.
| Polythiol/Polymèrecaptan | ||
| Monomère DMES | Sulfure de bis(2-mercaptoéthyle) | 3570-55-6 |
| Monomère DMPT | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| Monomère PETMP | TÉTRA(3-MERCAPTOPROPIONATE) DE PENTAÉRYTHRITOL | 7575-23-7 |
| PM839 Monomère | Polyoxy(méthyl-1,2-éthanediyl) | 72244-98-5 |
| Monomère monofonctionnel | ||
| Monomère HEMA | Méthacrylate de 2-hydroxyéthyle | 868-77-9 |
| Monomère HPMA | Méthacrylate de 2-hydroxypropyle | 27813-02-1 |
| Monomère THFA | Acrylate de tétrahydrofurfuryle | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomère | Acrylate de dicyclopentényle hydrogéné | 79637-74-4 |
| Monomère DCPMA | Méthacrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 30798-39-1 |
| Monomère DCPA | Acrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 12542-30-2 |
| Monomère DCPEMA | Méthacrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 68586-19-6 |
| Monomère DCPEOA | Acrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 65983-31-5 |
| Monomère NP-4EA | (4) nonylphénol éthoxylé | 50974-47-5 |
| Monomère LA | Acrylate de laurier / Acrylate de dodécyle | 2156-97-0 |
| Monomère THFMA | Méthacrylate de tétrahydrofurfuryle | 2455-24-5 |
| Monomère PHEA | ACRYLATE DE 2-PHÉNOXYÉTHYLE | 48145-04-6 |
| Monomère LMA | Méthacrylate de lauryle | 142-90-5 |
| Monomère IDA | Acrylate d'isodécyle | 1330-61-6 |
| Monomère IBOMA | Méthacrylate d'isobornyle | 7534-94-3 |
| Monomère IBOA | Acrylate d'isobornyle | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomère | Acrylate de 2-(2-Éthoxyéthoxy)éthyle | 7328-17-8 |
| Monomère multifonctionnel | ||
| Monomère DPHA | Hexaacrylate de dientaérythritol | 29570-58-9 |
| Monomère DI-TMPTA | TÉTRAACRYLATE DE DI(TRIMÉTHYLOLPROPANE) | 94108-97-1 |
| Acrylamide monomère | ||
| Monomère ACMO | 4-acryloylmorpholine | 5117-12-4 |
| Monomère di-fonctionnel | ||
| Monomère PEGDMA | Diméthacrylate de poly(éthylène glycol) | 25852-47-5 |
| Monomère TPGDA | Diacrylate de tripropylène glycol | 42978-66-5 |
| Monomère TEGDMA | Diméthacrylate de triéthylène glycol | 109-16-0 |
| Monomère PO2-NPGDA | Propoxylate de diacrylate de néopentylène glycol | 84170-74-1 |
| Monomère PEGDA | Diacrylate de polyéthylène glycol | 26570-48-9 |
| Monomère PDDA | Phtalate diacrylate de diéthylène glycol | |
| Monomère NPGDA | Diacrylate de néopentyle et de glycol | 2223-82-7 |
| Monomère HDDA | Diacrylate d'hexaméthylène | 13048-33-4 |
| Monomère EO4-BPADA | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (4) | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomère | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (10) | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomère | Diméthacrylate d'éthylène glycol | 97-90-5 |
| Monomère DPGDA | Diénoate de dipropylène glycol | 57472-68-1 |
| Monomère Bis-GMA | Méthacrylate de glycidyle de bisphénol A | 1565-94-2 |
| Monomère trifonctionnel | ||
| Monomère TMPTMA | Triméthacrylate de triméthylolpropane | 3290-92-4 |
| Monomère TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane | 15625-89-5 |
| Monomère PETA | Triacrylate de pentaérythritol | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) Monomère | TRIACRYLATE DE GLYCÉRYLE ET DE PROPOXY | 52408-84-1 |
| Monomère EO3-TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane éthoxylé | 28961-43-5 |
| Monomère photorésistant | ||
| Monomère IPAMA | Méthacrylate de 2-isopropyl-2-adamantyle | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomère | Méthacrylate de 1 éthylcyclopentyle | 266308-58-1 |
| Monomère ADAMA | Méthacrylate de 1-Adamantyle | 16887-36-8 |
| Monomère de méthacrylates | ||
| Monomère TBAEMA | Méthacrylate de 2-(Tert-butylamino)éthyle | 3775-90-4 |
| Monomère NBMA | Méthacrylate de n-butyle | 97-88-1 |
| Monomère MEMA | Méthacrylate de 2-méthoxyéthyle | 6976-93-8 |
| Monomère i-BMA | Méthacrylate d'isobutyle | 97-86-9 |
| Monomère EHMA | Méthacrylate de 2-éthylhexyle | 688-84-6 |
| Monomère EGDMP | Bis(3-mercaptopropionate) d'éthylène glycol | 22504-50-3 |
| Monomère EEMA | 2-méthoxyéthyle 2-méthylprop-2-énoate | 2370-63-0 |
| Monomère DMAEMA | Méthacrylate de N,M-diméthylaminoéthyle | 2867-47-2 |
| Monomère DEAM | Méthacrylate de diéthylaminoéthyle | 105-16-8 |
| Monomère CHMA | Méthacrylate de cyclohexyle | 101-43-9 |
| Monomère BZMA | Méthacrylate de benzyle | 2495-37-6 |
| Monomère BDDMP | 1,4-Butanediol Di(3-mercaptopropionate) | 92140-97-1 |
| Monomère BDDMA | 1,4-Butanedioldiméthacrylate | 2082-81-7 |
| Monomère AMA | Méthacrylate d'allyle | 96-05-9 |
| Monomère AAEM | Méthacrylate d'acétylacétoxyéthyle | 21282-97-3 |
| Monomère d'acrylates | ||
| Monomère IBA | Acrylate d'isobutyle | 106-63-8 |
| Monomère EMA | Méthacrylate d'éthyle | 97-63-2 |
| Monomère DMAEA | Acrylate de diméthylaminoéthyle | 2439-35-2 |
| Monomère DEAEA | 2-(diéthylamino)éthyl prop-2-énoate | 2426-54-2 |
| Monomère CHA | Prop-2-énoate de cyclohexyle | 3066-71-5 |
| Monomère BZA | prop-2-énoate de benzyle | 2495-35-4 |