本文，將會對中國C3產(chǎn)業(yè)鏈中的主要產(chǎn)品，目前技術(shù)的研發(fā)方向進(jìn)行分析。

根據(jù)我們的調(diào)查，中國國內(nèi)生產(chǎn)聚丙烯（PP）的方式有多種，其中最主要的工藝包括國產(chǎn)環(huán)管工藝、道聚公司的Unipol工藝、利安德巴塞爾公司的Spheripol工藝、英力士公司的Innovene工藝、北歐化工公司的Novolen工藝以及利安德巴塞爾公司的Spherizone工藝等。這些工藝也是中國PP企業(yè)廣泛采用的類型。這些技術(shù)對于丙烯的轉(zhuǎn)化率大多控制在1.01-1.02區(qū)間內(nèi)。

國產(chǎn)環(huán)管工藝采用自主研發(fā)的Z-N催化劑，目前以第二代環(huán)管工藝技術(shù)為主導(dǎo)。這種工藝以自主開發(fā)的催化劑和非對稱外給電子體技術(shù)以及丙丁二元無規(guī)共聚技術(shù)為基礎(chǔ)，可以生產(chǎn)均聚、乙丙無規(guī)共聚、丙丁無規(guī)共聚和抗沖擊共聚PP等。例如，上海石化三線、鎮(zhèn)海煉化一二線、茂名二線等企業(yè)均應(yīng)用了該工藝。隨著未來新投產(chǎn)裝置的增多，第三代環(huán)管工藝有望逐漸成為國產(chǎn)環(huán)管工藝的主導(dǎo)。

Unipol工藝可以工業(yè)化生產(chǎn)均聚物，其熔體流動速率（MFR）范圍為0.5~100g/10min。此外，無規(guī)共聚物中乙烯共聚單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)5.5%。該工藝還可以生產(chǎn)出已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的丙烯與1-丁烯的無規(guī)共聚物（商品名CE-FOR），其中橡膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)14%。采用Unipol工藝生產(chǎn)的抗沖共聚物中乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)21%（橡膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%）。撫順石化、四川石化等企業(yè)的裝置應(yīng)用了該工藝。

Innovene工藝可以生產(chǎn)出均聚產(chǎn)品的熔體流動速率（MFR）范圍很寬，可以達(dá)到0.5~100g/10min，其產(chǎn)品韌性高于其他氣相聚合工藝所得的產(chǎn)品。無規(guī)共聚產(chǎn)品的MFR為2~35g/10min，其中乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%~8%。抗沖共聚產(chǎn)品的MFR為1~35g/10min，其中乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~17%。

目前，中國的PP主流工藝生產(chǎn)技術(shù)非常成熟。以油制聚丙烯企業(yè)為例，各企業(yè)的生產(chǎn)單耗、加工成本、利潤等沒有明顯差異。從不同工藝包涵蓋的生產(chǎn)品類來看，主流工藝可以覆蓋全品類產(chǎn)品。然而，考慮到現(xiàn)有企業(yè)的實(shí)際產(chǎn)出品類，由于存在地域、技術(shù)門檻、企業(yè)原料等因素的影響，不同企業(yè)的PP產(chǎn)品存在較大的差異。

丙烯酸是一種重要的有機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于膠黏劑和水溶性涂料的生產(chǎn)，同時(shí)也常被深加工制成丙烯酸丁酯等。根據(jù)調(diào)研，丙烯酸的生產(chǎn)工藝多種多樣，包括氯乙醇法、氰乙醇法、高壓Reppe法、烯酮法、改良Reppe法、甲醛－乙醇法、丙烯腈水解法、乙烯法、丙烯氧化法和生物法等。盡管丙烯酸的制備技術(shù)繁多，且其中大部分技術(shù)在工業(yè)中都得到了一定的應(yīng)用，但目前全球最主流的生產(chǎn)工藝仍是丙烯直接氧化成為丙烯酸工藝。

丙烯氧化法生產(chǎn)丙烯酸的原料主要包括水蒸氣、空氣和丙烯。在生產(chǎn)過程中，這三者按照一定的比例通過催化劑床層發(fā)生氧化反應(yīng)。丙烯首先在第一反應(yīng)器中被氧化成丙烯醛，然后在第二反應(yīng)器中被進(jìn)一步氧化成丙烯酸。水蒸氣在此過程中發(fā)揮了稀釋作用，避免了爆炸的發(fā)生，同時(shí)也抑制了副反應(yīng)的產(chǎn)生。然而，此反應(yīng)過程中除了生成丙烯酸之外，也會因副反應(yīng)產(chǎn)生醋酸和碳氧化物等。

據(jù)平頭哥調(diào)查，丙烯氧化法制丙烯酸工藝技術(shù)的關(guān)鍵在于催化劑的選擇。目前能夠提供丙烯氧化法丙烯酸技術(shù)的公司包括美國的索亥俄（Sohio）、日本觸媒化學(xué)公司、日本三菱化學(xué)公司、德國巴斯夫公司、日本化藥技術(shù)等。

美國Sohio法：是一種重要的丙烯氧化法生產(chǎn)丙烯酸的工藝，其特點(diǎn)是同時(shí)將丙烯、空氣和水蒸氣導(dǎo)入兩臺串聯(lián)的固定床反應(yīng)器中，并分別采用Mo-Bi系和Mo-V系多組分金屬氧化物作為催化劑。此方法下，丙烯酸的單程收率可達(dá)約80%（摩爾比）。Sohio法的優(yōu)點(diǎn)在于兩臺串聯(lián)反應(yīng)器可提高催化劑的壽命，達(dá)到2年之久。然而，該方法存在未反應(yīng)的丙烯無法回收的缺點(diǎn)。

BASF法：自20世紀(jì)60年代后期開始，巴斯夫便著手對丙烯氧化法生產(chǎn)丙烯酸進(jìn)行研究。巴斯夫法采用了Mo-Bi或Mo-Co系催化劑進(jìn)行丙烯氧化反應(yīng)，得到的丙烯醛單程收率可達(dá)約80%（摩爾比）。隨后，使用Mo、W、V、Fe系催化劑將丙烯醛進(jìn)一步氧化為丙烯酸，單程收率最高可達(dá)約90%（摩爾比）。巴斯夫法的催化劑壽命可達(dá)4年，且流程簡單。然而，此方法存在溶劑沸點(diǎn)較高、設(shè)備需要經(jīng)常清洗以及整體能耗較高的缺點(diǎn)。

日本觸媒法：同樣采用兩臺串聯(lián)的固定反應(yīng)器以及配套的七塔分離系統(tǒng)。第一步反應(yīng)在Mo-Bi系催化劑中滲入元素Co作為反應(yīng)催化劑，然后在第二反應(yīng)器中采用Mo、V、Cu系復(fù)合金屬氧化物作為主體催化劑，載體為二氧化硅、一氧化鉛。此工藝下，丙烯酸的單程收率大約為83-86%（摩爾比）。日本觸媒法采用了1臺疊加式固定床反應(yīng)器和7塔分離系統(tǒng)，催化劑較為先進(jìn)，整體收率較高且能耗較低。此方法是目前較為先進(jìn)的生產(chǎn)工藝之一，與日本三菱法工藝不相上下。

丙烯酸丁酯是一種無色透明液體，不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚。這種化合物需要儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。丙烯酸及其酯類在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用，不僅用于制造丙烯酸酯溶劑型和乳液型膠黏劑的軟單體，還可以進(jìn)行均聚、共聚及接枝共聚，成為高分子聚合物單體，并用作有機(jī)合成中間體。

目前，丙烯酸丁酯的生產(chǎn)工藝主要是通過丙烯酸和丁醇在甲苯磺酸的作用下反應(yīng)生成丙烯酸丁酯和水。這一過程涉及的酯化反應(yīng)是典型的可逆反應(yīng)，而且丙烯酸和生成物丙烯酸丁酯的沸點(diǎn)非常接近，因此使用精餾的方法難以將丙烯酸分離出來，未反應(yīng)的丙烯酸也就無法循環(huán)使用。

這種工藝被稱為丙烯酸正丁醇酯化法，主要來自吉林石化工程研究院及其他相關(guān)機(jī)構(gòu)。此技術(shù)已經(jīng)十分成熟，對于丙烯酸和正丁醇的單耗控制非常精準(zhǔn)，能夠?qū)魏目刂圃?.6以內(nèi)。而且，此技術(shù)目前也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了合作和轉(zhuǎn)讓。

CPP薄膜是以聚丙烯為主要原料，通過特定的加工方式如T型機(jī)頭擠出流延而制得。這種薄膜具有優(yōu)良的耐熱性，并且由于其內(nèi)在的快速冷卻性質(zhì)，可以形成優(yōu)異的光潔度和透明度。因此，對于要求清晰度較高的包裝用途而言，CPP薄膜是首選材料。CPP薄膜最廣泛的用途是食品包裝，也可以用于制作鍍鋁膜、藥品包裝以及果蔬保鮮等。

目前，CPP薄膜的生產(chǎn)工藝主要是共擠流延法。這種生產(chǎn)工藝由多臺擠出機(jī)、多流道分配器（俗稱“集料器”）、T型模頭、流延系統(tǒng)、水平牽引系統(tǒng)、振蕩器和收卷系統(tǒng)組成。此生產(chǎn)工藝的主要特點(diǎn)是，生產(chǎn)出的薄膜制品表面光澤度好、平整度高、厚度公差小、力學(xué)延伸性能好、柔韌性好以及透明度好。全球大部分生產(chǎn)CPP的廠家都采用共擠流延法進(jìn)行生產(chǎn)，設(shè)備技術(shù)已經(jīng)成熟。

自80年代中期開始，我國開始引進(jìn)國外的流延膜生產(chǎn)裝置，但大多是單層結(jié)構(gòu)，屬于初級階段。進(jìn)入90年代后，我國從德國、日本、意大利和奧地利等國家引進(jìn)了多層共聚流延膜生產(chǎn)線，這些引進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)是我國流延膜工業(yè)的主力軍。主要的設(shè)備供應(yīng)商包括德國的布魯克納、巴頓菲爾、萊芬豪舍公司以及奧地利蘭精公司等。自2000年以來，我國又引進(jìn)了更為先進(jìn)的生產(chǎn)線，同時(shí)國產(chǎn)設(shè)備也得到了快速發(fā)展。

盡管如此，與國際先進(jìn)水平相比，國產(chǎn)流延膜設(shè)備在自動化程度、稱重控制擠出系統(tǒng)、自動模頭調(diào)整控制膜厚薄、在線邊料回收系統(tǒng)以及自動收卷方面還存在一定差距。目前CPP薄膜工藝的主要設(shè)備供應(yīng)商包括德國布魯克納、萊芬豪舍公司和奧地利蘭精公司等，這些國外供應(yīng)商在自動化程度等方面具備較大優(yōu)勢。然而，當(dāng)前工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，設(shè)備技術(shù)的改進(jìn)速度較慢，合作基本沒有門檻。

丙烯氨氧化技術(shù)是目前商業(yè)化生產(chǎn)丙烯腈的主要路線，幾乎所有的丙烯腈生產(chǎn)廠家都在使用BP（SOHIO）公司的催化劑。然而，也有許多其他的催化劑提供商可供選擇，例如日本的Mitsubishi Rayon公司（原Nitto）、Asahi Kasei公司，美國的Ascend Performance Material公司（原Solutia）以及中國石化。

全球95%以上的丙烯腈裝置采用BP公司開創(chuàng)并發(fā)展的丙烯氨氧化法技術(shù)（又稱sohio法）。該技術(shù)以丙烯、氨、空氣和水為原料，按照一定比例配比進(jìn)入反應(yīng)器，在以硅膠作載體的磷鉬鉍系或銻鐵系催化劑作用下，在400-500℃溫度和常壓下生成丙烯腈。然后經(jīng)過一系列的中和、吸收、萃取、脫氫氰酸和精餾步驟，最終得到丙烯腈產(chǎn)品。此法的單程收率可達(dá)75%，副產(chǎn)品包括乙腈、氫氰酸和硫酸銨。此法具有最高的工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值。

中國石化自1984年以來與INEOS簽署了長期協(xié)議，被授權(quán)在中國使用INEOS的丙烯腈專利技術(shù)。經(jīng)過多年的發(fā)展，中國石化上海石油化工研究院成功研發(fā)出丙烯氨氧化制丙烯腈的技術(shù)路線，并建設(shè)了中石化安慶分公司二期13萬噸丙烯腈項(xiàng)目。該項(xiàng)目于2014年1月投料開車成功，將丙烯腈的年產(chǎn)能力從8萬噸提高到21萬噸，成為中國石化丙烯腈生產(chǎn)基地的重要部分。

目前，全球擁有丙烯氨氧化法技術(shù)專利的公司包括BP、杜邦、英力士、旭化成以及中國石化等。此生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟且易獲得，中國也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)的國產(chǎn)化，并且其性能不遜色于國外生產(chǎn)技術(shù)。

據(jù)調(diào)查，ABS裝置的工藝路線主要分為乳液接枝法和連續(xù)本體法。ABS樹脂是在聚苯乙烯樹脂改性的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1947年，美國橡膠公司采用了共混法工藝，實(shí)現(xiàn)了ABS樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)；1954年，美國的BORG-WAMER公司開發(fā)了乳液接枝聚合型ABS樹脂，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。乳液接枝法的出現(xiàn)促進(jìn)了ABS工業(yè)的快速發(fā)展。自20世紀(jì)70年代開始，ABS生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。

乳液接枝法是一種先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)過程包括四個(gè)步驟：丁二烯膠乳的合成、接枝聚合物的合成、苯乙烯及丙烯腈聚合物合成、摻混后處理。具體工藝流程包括PBL單元、接枝單元、SAN單元和摻混單元。這種生產(chǎn)工藝具有較高的技術(shù)成熟度，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。

目前，ABS成熟技術(shù)主要來自于韓國LG、日本JSR、美國陶氏、韓國新湖油化株式會社和美國凱洛哥技術(shù)等公司，這些公司的技術(shù)成熟度均處于全球領(lǐng)先水平。隨著科技的不斷發(fā)展，ABS生產(chǎn)工藝也在不斷進(jìn)步和完善，未來可能會出現(xiàn)更加高效、環(huán)保、節(jié)能的生產(chǎn)工藝，為化工行業(yè)的發(fā)展帶來更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

據(jù)觀察，目前全球丁辛醇合成的主流技術(shù)是液相循環(huán)低壓羰基合成工藝。這種工藝的主要原料是丙烯和合成氣。其中，丙烯主要來自一體化自供，丙烯單耗在0.6-0.62噸之間。合成氣則多由廢氣制備或煤制合成氣提供，單耗在700-720立方米之間。

陶氏/戴維開發(fā)的低壓羰基合成技術(shù)-液相循環(huán)工藝具有高丙烯轉(zhuǎn)化率、長催化劑使用壽命以及減少三廢排放量等優(yōu)勢。這一工藝是目前最先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，在中國丁辛醇企業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

考慮到陶氏/戴維技術(shù)已經(jīng)相對成熟，并且可以與國內(nèi)企業(yè)合作使用，許多企業(yè)在選擇投建丁辛醇裝置時(shí)，會優(yōu)先考慮這一技術(shù)，其次是國產(chǎn)技術(shù)。

聚丙烯腈（PAN）是通過丙烯腈自由基聚合反應(yīng)得到的，是制備丙烯腈纖維（腈綸）以及聚丙烯腈基碳纖維的重要中間體。它呈白色或略帶黃色的不透明粉末形態(tài)，玻璃化溫度約為90℃，可以溶解于極性有機(jī)溶劑如二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亞砜（DMSO）中，還能溶于無機(jī)鹽的濃水溶液如硫氰酸鹽和過氯酸鹽。制備聚丙烯腈主要使用丙烯腈（AN）與非離子型第二單體、離子型第三單體經(jīng)溶液聚合或水相沉淀聚合的方法。

聚丙烯腈主要用于制造腈綸，這是一種以聚丙烯腈質(zhì)量百分比大于85%的丙烯腈共聚物制成的合成纖維。根據(jù)生產(chǎn)工藝中的溶劑來區(qū)分，可以分為二甲基亞砜（DMSO）、二甲基乙酰胺（DMAc）、硫氰酸鈉（NaSCN）和二甲基甲酰胺（DMF）等。各種溶劑的主要區(qū)別在于對于聚丙烯腈的溶解度，而對具體的聚合生產(chǎn)過程并不會有顯著的影響。另外，根據(jù)共聚單體的不同，可以分為衣康酸（IA）、丙烯酸甲酯（MA）、丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）等。不同的共聚單體會對聚合反應(yīng)動力學(xué)及產(chǎn)物性能產(chǎn)生不同的影響。

聚合過程可以是一步法或兩步法。一步法是指丙烯腈和共聚單體都一次性加入溶液狀態(tài)下進(jìn)行聚合，產(chǎn)物無需經(jīng)過分離既可以直接配置成紡絲原液。兩步法則是指丙烯腈和共聚單體在水中進(jìn)行懸混聚合，得到聚合物進(jìn)行分離、洗滌、脫水等步驟形成紡絲原液。目前全球生產(chǎn)聚丙烯腈的工藝路線基本相同，不同點(diǎn)在于下游的聚合方式和共聚單體。目前世界各個(gè)國家聚丙烯腈纖維大多由三元共聚物制得，其中丙烯腈占比在90%，第二單體加入量在5%-8%，加入第二單體的目的是為了增強(qiáng)纖維的機(jī)械度、彈性和手感，和改善染色性能，常用的有MMA、MA、醋酸乙烯等。第三單體加入量在0.3%-2%，目的是引入一定數(shù)量的親染料基團(tuán)，增加纖維的染料的親和力，分為陽離子染料基團(tuán)和酸性染料基團(tuán)。

目前全球聚丙烯腈的工藝以日本為主要代表，其次是德國、美國等國家。代表企業(yè)有日本東麗、東邦、三菱、美國的Zoltek (卓爾泰克)、Hexcel (赫氏)、Cytec (蘇泰克) 和Aldila (阿爾迪拉)，德國SGL (西格里) 以及中國臺灣的臺塑集團(tuán)等。目前全球聚丙烯腈生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟，產(chǎn)品改進(jìn)空間不大。