Pelo que sei, uma empresa nacional anunciou recentemente planos de investir na construção de uma fábrica de ácido acrílico de oxidação direta de propano, com capacidade de produção anual de 50.000 toneladas/ano, que é o segundo conjunto de anúncios estrangeiros da China de unidade de produção de ácido acrílico de oxidação direta de propano. Por que tantas empresas estão interessadas na tecnologia de produção de ácido acrílico por oxidação direta de propano? O novo processo de produção de ácido acrílico pode ser competitivo? Para isso, fiz uma pesquisa relacionada.
1、Quais são os processos de produção de ácido acrílico? Até onde eu sei, há muitos tipos de processo de produção de ácido acrílico, respectivamente, método de cloroetanol, método de cianoetanol, método Reppe (Reppe) de alta pressão (método de síntese de carbonila de alta pressão), método de alcenona, método de hidrólise de acrilonitrila, método de oxidação direta de propileno e, com o desenvolvimento da tecnologia química, nos últimos anos e derivados da nova tecnologia de produção, como o método de acetato de formaldeído, método biológico, método de uma etapa de propano e assim por diante. Embora existam muitos processos de produção, o mais maduro e amplamente utilizado na industrialização é apenas o método de oxidação direta do propileno. Método do cloroetanol, que é um dos primeiros métodos industrializados na produção de ácido acrílico. O cloroetanol e o cianeto de sódio geram cianoetanol sob a ação de um catalisador alcalino. Após a reação com ácido sulfúrico e o tratamento de desidratação, é possível obter acrilonitrila e, depois da hidrólise ou alcoólise, o ácido acrílico. O método cianoetanol é uma reação química entre a matéria-prima cianeto de sódio e cloroetanol. A primeira etapa é obter o produto intermediário da solução de cianoetanol, a segunda etapa é adicionar ácido sulfúrico como catalisador para hidrólise e, em seguida, o ácido acrílico pode ser obtido após a separação e a purificação. O método Reppe (Reppe) de alta pressão para a síntese de carbonila de acetileno e monóxido de carbono, na presença de sal em solução de tetrahidrofurano para a reação, a preparação de ácido acrílico. O método da vinil cetona usa a matéria-prima para a vinil cetona, em primeiro lugar, o ácido acético por meio da reação de craqueamento para obter a vinil cetona, seguida pela reação com o formaldeído, que não contém umidade, a geração de propiolactona, como catalisador para catalisar a reação de isomerização do ácido acrílico. Método de hidrólise da acrilonitrila: a hidrólise da acrilonitrila gera acrilamida e sulfato e, após o tratamento de hidrólise, pode gerar ácido acrílico. O método de oxidação acrílica consiste em misturar propileno de matéria-prima com ar e vapor de água de acordo com a proporção, adicionar a quantidade adequada de catalisador, ocorrer a reação de oxidação para obter o produto intermediário acroleína, acroleína e ar, vapor de água sob a ação do catalisador, reação de oxidação adicional, separação, refino para obter ácido acrílico. O método de oxidação do acrílico é o principal processo de produção de ácido acrílico. O método de acetato de formaldeído é uma rota de síntese química de carvão, é a síntese da reação de condensação de aldeído hidroxila de ácido acético e formaldeído do processo de ácido acrílico. O método biológico é a produção de ácido acrílico por glicose ou outros carboidratos por meio do processo de fermentação biológica. Figura 1 Diagrama da cadeia do setor de ácido acrílico da China
2、Quais são as vantagens do processo de uma etapa do propano? O método de oxidação direta do propano é o uso de catalisadores específicos, sob condições de reação específicas, para que a reação de oxidação do propano e do oxigênio produza ácido acrílico. Embora o método de oxidação direta do propano seja fundamentalmente diferente do método de oxidação do propileno em termos de princípio de reação, ele é, na verdade, derivado do método de oxidação do propileno. O método usa propano e ar como matérias-primas e obtém ácido acrílico bruto por oxidação, absorção, extração e destilação. O método adota um processo de leito fixo para gerar ácido acrílico por meio da oxidação direta em duas etapas com óxidos metálicos mistos como catalisadores, o que pode encurtar o processo de desidrogenação do propano em propileno e realizar a reciclagem da matéria-prima propano. A oxidação direta do propano para preparar o ácido acrílico não passa pelo processo de acroleína e, em comparação com a oxidação direta do propileno, tem as características de processo curto e menos poluentes ambientais. Como se trata de uma nova tecnologia, não há nenhuma unidade de produção industrial no momento, e o controle das condições de reação desse processo também é uma etapa fundamental no processo de produção de ácido acrílico da oxidação direta do propano. De acordo com o fluxo do processo, o processo de uma etapa do propano é significativamente mais curto do que a oxidação do propileno, mas devido à necessidade de tipos especiais de catalisadores, portanto, em termos de seletividade, atividade e estabilidade, a tecnologia do processo apresenta um teste mais rigoroso. Além disso, a matéria-prima do método de uma etapa do propano é o propano, que pode ser gás natural por produção de propano ou refinaria por produção de propano, de modo que ele tem uma ampla variedade de fontes de matéria-prima do que o método de oxidação direta do propileno. A partir da tendência de preço da matéria-prima, o propano é mais baixo que o preço do propileno, de 2009 a 2023, a diferença de preço entre os dois foi mantida em cerca de 3.200 yuans/tonelada, com a taxa de utilização do propano, e espera-se que o fornecimento de propileno seja excessivo, resultando em um estreitamento gradual da diferença de preço entre os dois, até 2023, a diferença de preço foi reduzida para 1.700 yuans/tonelada, aproximadamente. Figura 2: tendência de preços do propano e do propileno no ano passado (unidade: yuan/tonelada)
3, a concorrência no setor de ácido acrílico está se intensificando? De acordo com meu entendimento, a razão pela qual todos estão expandindo ativamente novos processos de produção é que, no momento, os principais produtos químicos a granel da China têm sido basicamente excedentes e estão prestes a se tornar excedentes, e o ácido acrílico não é exceção. O ácido acrílico é um importante monômero de éster acrílico, é o principal produto para alcançar a expansão do refinamento da cadeia industrial, a jusante pode ser usado como matéria-prima básica de acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, acrilato de isooctila, resina SAP e éster especial de ácido acrílico, e também devido ao fornecimento especial de ácido acrílico, que levou a um aumento gradual na escala de produção nos últimos anos. De acordo com minhas estatísticas de dados, até o final de 2023, a escala de ácido acrílico na China ultrapassou 4 milhões de toneladas/ano, com uma taxa média de crescimento anual de mais de 4%, atingindo um recorde histórico, o que desencadeou mais concorrência. A expansão da escala de ácido acrílico levou ao aprimoramento da produção de ácido acrílico. De acordo com minhas estatísticas, até o final de 2023, a produção de ácido acrílico da China ultrapassou 2,7 milhões de toneladas/ano, mostrando uma taxa média de crescimento anual de mais de 10%. A cadeia do setor de ácido acrílico da China, a maior parte do modo integrado de desenvolvimento, o downstream dá mais suporte aos ésteres acrílicos, de modo que a produção de ácido acrílico reflete mais o crescimento da produção de ésteres downstream. De acordo com a tendência dos últimos anos, o suprimento de ácido acrílico da China deve aumentar, mas o nível geral da taxa de trabalho é inferior a 70%. De acordo com o setor para avaliar o padrão de excedente do mercado, a taxa inicial de menos de 75% está principalmente no status quo de excedente, e o mercado de ácido acrílico nos últimos anos, a taxa inicial é inferior a 70%. Isso também se deve ao aumento da concorrência no mercado de ácido acrílico, resultando em uma baixa taxa de início. Portanto, muitos dos empreendimentos propostos para a construção estão buscando ativamente novas tecnologias para se adaptarem à atual concorrência cruel do mercado de ácido acrílico e encontrarem espaço para sobreviver. Em todos os outros tipos de processo de produção de ácido acrílico, a maior parte do processo de produção tem como características a indisponibilidade de matérias-primas, o alto custo do processo de produção e as altas barreiras técnicas, de modo que o ácido acrílico de uma etapa de propano tem sido motivo de grande preocupação para o setor. Figura 3 Tendência da taxa inicial de ácido acrílico da China (unidade: 10.000 toneladas/ano)
4、Quanto pode ser reduzido o custo do método de uma etapa do propano? Para a concorrência do processo de produção de propano em uma etapa, além de saber se esse processo está realmente maduro e a possibilidade de industrialização, é dada mais atenção ao custo do método de oxidação direta do propileno do que a quanto ele é reduzido? De acordo com informações relevantes, o processo de produção de propano em uma etapa, o consumo unitário de propano em 0,87-1,235, outros acessórios do processo de produção, extratores, agentes de bloqueio, catalisador de oxidação de propano, ácido p-tolueno sulfônico e outros produtos, o custo unitário desses materiais auxiliares básicos é de cerca de 440 yuans / tonelada. Em relação aos serviços públicos, eles incluem água fresca, água desmineralizada, eletricidade, nitrogênio, ar para instrumentos, gás combustível, água circulante e vapor, etc., e esses custos são de cerca de RMB 1.500/tonelada. Sem considerar os custos financeiros, as taxas de gerenciamento, a depreciação e outros custos, o custo total dos materiais auxiliares básicos e das obras públicas é de cerca de RMB 2.000/tonelada, e esse custo também pode ser chamado de custo de processamento. A partir da comparação do custo de processamento do método de oxidação direta do propileno, não há muita diferença entre os dois custos de processamento. No entanto, deve-se observar que, devido ao processo de produção em uma etapa do propano na maturidade do teste de mercado, algumas tecnologias de produção, o consumo unitário de propano pode chegar a 0,87 ou mais, enquanto alguns processos de produção só podem chegar a 1,235. Portanto, se o consumo da unidade de propano mudar, o custo do ácido acrílico também sofrerá mudanças óbvias. De acordo com a medição de consumo de unidade de propano de 0,87, sob a premissa do mesmo custo de processamento, independentemente de usar propano nacional ou importado, o método de uma etapa de propano tem uma vantagem de custo sobre o método de oxidação direta de propileno. A julgar pelas mudanças teóricas nos últimos anos, a diferença de preço entre os dois é de cerca de RMB 1.200/tonelada. Fig. 4 Comparação do custo do ácido acrílico entre o método de propano em uma etapa (consumo de 0,87 unidade) e o método de oxidação direta de propileno na China (unidade: yuan/tonelada)
Se for usado o consumo unitário de 1,235 propano, de acordo com a comparação da tendência de preço do propano importado e do propano nacional, calcula-se que o método de conservação direta do propileno tenha uma certa vantagem de custo no passado, especialmente no período de 2009 a 2015. Entretanto, de 2016 a 2020, a vantagem de custo do método de oxidação direta do propileno não é óbvia, mas a diferença entre os dois processos de produção não é grande. De 2021 a 2023, a vantagem de custo da oxidação direta do propileno é mais evidente. Figura 5 Comparação do custo do ácido acrílico entre o processo de uma etapa do propano (consumo unitário de 1.235) e o processo de oxidação direta do propileno na China (unidade: yuan/tonelada) Fonte: Business News Agency Ou seja, se houver uma grande mudança no consumo unitário de propano, o processo de uma etapa de propano não terá uma competitividade de custo óbvia; pelo contrário, o processo de oxidação direta de propileno é mais competitivo em termos de custo. Por fim, gostaria de dizer que o processo de produção de ácido acrílico em uma etapa com propano, do ponto de vista do fluxo do processo, tem as características de um processo curto, e a matéria-prima do propano é mais barata do que o propileno. No entanto, devido à limitação da maturidade técnica, não há comparação real da planta industrial, esse resultado de comparação é apenas para referência e não tem o valor de orientação de investimento. Em minha opinião, o valor do propano continuará a aumentar no futuro, impulsionado não apenas pelo desenvolvimento do setor de PDH, mas também pela necessidade de aumentar a utilização de fontes de energia fóssil de baixo carbono. E o propileno é fornecido de mais maneiras, portanto, espera-se que o valor do propileno diminua gradualmente. Com essa tendência, espera-se que a competitividade do método de oxidação direta do propileno melhore ainda mais. No entanto, deve-se observar que, se as refinarias usarem sua própria subprodução de propano, bem como a subprodução de gás de escape da unidade MTO como matéria-prima, essa competitividade será significativamente maior do que a do método de oxidação direta do propileno.
| Poliol/Polimercaptana | ||
| Monômero DMES | Sulfeto de bis(2-mercaptoetil) | 3570-55-6 |
| Monômero DMPT | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| Monômero de PETMP | TETRA(3-MERCAPTOPROPIONATO) DE PENTAERITRITOL | 7575-23-7 |
| Monômero PM839 | Polioxi(metil-1,2-etanodil) | 72244-98-5 |
| Monômero monofuncional | ||
| Monômero HEMA | Metacrilato de 2-hidroxietil | 868-77-9 |
| Monômero HPMA | Metacrilato de 2-hidroxipropila | 27813-02-1 |
| Monômero THFA | Acrilato de tetrahidrofurfurila | 2399-48-6 |
| Monômero HDCPA | Acrilato de diciclopentenila hidrogenado | 79637-74-4 |
| Monômero DCPMA | Metacrilato de di-hidrodiciclopentadienila | 30798-39-1 |
| Monômero DCPA | Acrilato de di-hidrodiciclopentadienila | 12542-30-2 |
| Monômero DCPEMA | Metacrilato de diciclopenteniloxietil | 68586-19-6 |
| Monômero DCPEOA | Acrilato de diciclopenteniloxietil | 65983-31-5 |
| Monômero NP-4EA | (4) nonilfenol etoxilado | 50974-47-5 |
| Monômero LA | Acrilato de laurila / Acrilato de dodecila | 2156-97-0 |
| Monômero THFMA | Metacrilato de tetrahidrofurfurila | 2455-24-5 |
| Monômero de PHEA | ACRILATO DE 2-FENOXIETIL | 48145-04-6 |
| Monômero LMA | Metacrilato de lauril | 142-90-5 |
| Monômero IDA | Acrilato de isodecila | 1330-61-6 |
| Monômero IBOMA | Metacrilato de isobornila | 7534-94-3 |
| Monômero IBOA | Acrilato de isobornila | 5888-33-5 |
| Monômero EOEOEA | 2-(2-Etoxietoxi)acrilato de etila | 7328-17-8 |
| Monômero multifuncional | ||
| DPHA Monômero | Dipentaeritritol hexaacrilato | 29570-58-9 |
| Monômero DI-TMPTA | TETRAACRILATO DE DI(TRIMETILOLPROPANO) | 94108-97-1 |
| Monômero de acrilamida | ||
| Monômero ACMO | 4-acriloilmorfolina | 5117-12-4 |
| Monômero di-funcional | ||
| Monômero PEGDMA | Dimetacrilato de poli(etilenoglicol) | 25852-47-5 |
| Monômero TPGDA | Diacrilato de tripropilenoglicol | 42978-66-5 |
| Monômero TEGDMA | Dimetacrilato de trietilenoglicol | 109-16-0 |
| Monômero PO2-NPGDA | Diacrilato de neopentileno glicol propoxilado | 84170-74-1 |
| Monômero de PEGDA | Diacrilato de polietileno glicol | 26570-48-9 |
| Monômero PDDA | Ftalato de diacrilato de dietilenoglicol | |
| Monômero NPGDA | Diacrilato de neopentil glicol | 2223-82-7 |
| Monômero HDDA | Diacrilato de hexametileno | 13048-33-4 |
| Monômero EO4-BPADA | DIACRILATO DE BISFENOL A ETOXILADO (4) | 64401-02-1 |
| Monômero EO10-BPADA | DIACRILATO DE BISFENOL A ETOXILADO (10) | 64401-02-1 |
| Monômero EGDMA | Dimetacrilato de etilenoglicol | 97-90-5 |
| Monômero DPGDA | Dienoato de Dipropileno Glicol | 57472-68-1 |
| Monômero Bis-GMA | Bisfenol A Metacrilato de glicidila | 1565-94-2 |
| Monômero trifuncional | ||
| Monômero TMPTMA | Trimetacrilato de trimetilolpropano | 3290-92-4 |
| Monômero de TMPTA | Triacrilato de trimetilolpropano | 15625-89-5 |
| Monômero PETA | Triacrilato de pentaeritritol | 3524-68-3 |
| Monômero de GPTA ( G3POTA ) | TRIACRILATO DE GLICERIL PROPOXI | 52408-84-1 |
| Monômero EO3-TMPTA | Triacrilato de trimetilolpropano etoxilado | 28961-43-5 |
| Monômero fotorresistente | ||
| Monômero IPAMA | Metacrilato de 2-isopropil-2-adamantila | 297156-50-4 |
| Monômero ECPMA | Metacrilato de 1-etilciclopentila | 266308-58-1 |
| Monômero ADAMA | Metacrilato de 1-amantílico | 16887-36-8 |
| Monômero de metacrilatos | ||
| Monômero TBAEMA | Metacrilato de 2-(terc-butilamino)etila | 3775-90-4 |
| Monômero NBMA | Metacrilato de n-butilo | 97-88-1 |
| Monômero MEMA | Metacrilato de 2-metoxietil | 6976-93-8 |
| Monômero i-BMA | Metacrilato de isobutilo | 97-86-9 |
| Monômero EHMA | Metacrilato de 2-etil-hexila | 688-84-6 |
| Monômero EGDMP | Bis(3-mercaptopropionato) de etilenoglicol | 22504-50-3 |
| Monômero EEMA | 2-etoxietil 2-metilprop-2-enoato | 2370-63-0 |
| Monômero DMAEMA | N,M-Dimetilaminoetil metacrilato | 2867-47-2 |
| Monômero DEAM | Metacrilato de dietilaminoetila | 105-16-8 |
| Monômero CHMA | Metacrilato de ciclohexila | 101-43-9 |
| Monômero BZMA | Metacrilato de benzila | 2495-37-6 |
| Monômero BDDMP | Di(3-mercaptopropionato) de 1,4-butanodiol | 92140-97-1 |
| Monômero de BDDMA | 1,4-Butanodioldimetacrilato | 2082-81-7 |
| Monômero AMA | Metacrilato de alila | 96-05-9 |
| Monômero AAEM | Metacrilato de acetilacetoxietil | 21282-97-3 |
| Monômero de acrilatos | ||
| Monômero de IBA | Acrilato de isobutilo | 106-63-8 |
| Monômero EMA | Metacrilato de etila | 97-63-2 |
| Monômero DMAEA | Acrilato de dimetilaminoetila | 2439-35-2 |
| Monômero DEAEA | 2-(dietilamino)etil prop-2-enoato | 2426-54-2 |
| Monômero CHA | ciclohexil prop-2-enoato | 3066-71-5 |
| Monômero BZA | prop-2-enoato de benzila | 2495-35-4 |