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星翼的博客

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乙 烯  

2008-02-06 10:13:31|  分类: 化工 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  乙烯是石油化工基础原料之一,乙烯产量的大小是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。

 (一)乙烯的生产方法

乙烯在自然界并不存在,或确切地说在自然界没有找到它的存在。现代乙烯工业所用的原料是石油烃。但在20世纪30年代乙烯的来源却是从焦炉气回收乙烯和用乙醇(酒精)生产乙烯。

焦炉气中一般含约2%~3%乙烯,最早采用浓硫酸法分离焦炉气中的乙烯,这种乙烯含有多种有机杂质,纯度不高。后来采用低温分离法,直接分出纯度达95%以上的乙烯产品。

 乙醇脱水制乙烯也是早期广泛使用的方法。所使用的脱水催化剂为载有磷酸的焦炭或活性氧化铝,反应温度为300℃~400℃,乙烯产品的纯度为97~99.5%。这种乙烯除可用作一般石油化工基本原料外还可用作生产聚乙烯。

自20世纪40年代以后,现代乙烯工业的原料有99%来自石油烃,石油烃是碳氢化合物的复杂混合物,作为乙烯裂解原料的石油烃主要来自天然气的乙烷、丙烷、及来自炼油馏分物的石脑油、柴油等。石脑油通常是C4(碳四)到C12(碳十二)烃组成的混合烃,柴油是更为复杂的烃混合物。制取乙烯的生产方法约99%是采用垂直裂解炉和急冷、压缩、深冷分离技术。

石油烃在高温裂解过程中有两种基本反应:

(1)脱氢反应,烷烃的脱氢反应例如乙烷C2H6变为乙烯,其通式是CnH2n+2 → CnH2n + H2

(2)断链反应,烷烃分子中C—C键的断裂反应,反应产物是比原烷烃碳原子数较少的烯烃和烷烃。例如,正丁烷C4H10变为乙烯(C2H4)和乙烷(C2H6),通式是:Cm+n + H2(m+n)+2 → CnH2n + CmH2m+2

当石油烃中复杂的混合物高温裂解时,所含多种组份将不同程度地进行多种形式的裂解反应,因此产生的裂解产物的组份更为复杂的。

在实际生产中,以产生乙烯、丙烯为主要目标的石油烃裂解反应分为一次反应和二次反应。

一次反应是原料石油烃裂解产生乙烯、丙烯的反应。一次反应的产物一般有氢气、甲烷、乙烯、丙烯、丁烯等,其中,有不饱和键的烯烃类很易于发生其他化学反应而生成新的产物。

二次反应是一次反应产生的乙烯、丙烯进一步发生各种反应生成多种产物(转化为芳香烃、炔烃等)直至生成焦炭的反应。二次反应将使主产品乙烯、丙烯减少,部分抵消了一次反应的产物,而且焦炭的形成妨碍乙烯裂解装置的连续生产。

石油烃的热裂解要达到高的乙烯产率,必须掌握好三个工艺条件:反应温度高、热强度大,反应时间短,烃分压低。

(二〕乙烯与合成材料

由于乙烯(C2H4)带有双键、分子量小,所以它具有很强的

化学反应能力。在一定的温度压力条件下,经过引发剂或催化剂的作用,可以发生聚合、氧化、卤化、烷基化、水合、齐聚、羰基化等多种有机反应,生成多种多样的高分子化合物或各种有机化工产品。

现代乙烯工业在生产主产品乙烯的同时,也得到丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等联副产品,它们均为三大合成材料及其他有机化工产品的重要原料。

乙烯及其联、副产品制成的三大合成材料主有:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂等塑料;聚脂(的确良)、聚酰胺(尼龙、锦纶)、聚丙烯脂(晴纶、人造羊毛)、氯纶、维尼隆(维纶)等合成纤维;丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁睛橡胶、氯丁橡胶等合成橡胶。80%的乙烯用于三大合成材料,三大合成材料的原料主要来自乙烯工程产出的“三烯”、“三苯”。乙烯的生产水平综合反映了合成材料的生产水平。

三大合成材料在国民经济中的重要地位,不仅因为其已经成为钢铁、有色金属、木材、水泥、棉、麻、丝、纸等天然材料的部分代用品,而且有些性能比天然品更为优越。使许多新技术有了适用的材料,同时生产合成材料的资源比较丰富、成本比较低、耗能比较少、加工比较简便,因此在社会上得到广泛的应用,也节约社会资源。

(三)现代乙烯工业的特点

现代乙烯工业是技术密集型和资金密集型产业,是发展国民经济的支柱产业之一。它在技术、经济方面有一些特点:1.原料组成复杂,产品纯度要求高;2.裂解反应条件苛刻,工艺技术难度大;3.联副产物多,必须严格分离;4 工厂经济运行必须达到高标准的产出率、开工率、消耗率;5.工厂必须合理布局;6.规模大,投资大;7.经济效益和社会效益大。

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