21世纪生产单体原料工艺路线的展望-大学化学.PDF

第26卷 第3期 摇 摇 大 学 化 学 Vol.26 No.3 摇 2011年6月 UNIVERSITY CHEMISTRY Jun.2011 摇 21世纪生产单体原料工艺路线的展望* ** 于冰 摇 丛海林摇 刘鹏摇 王少鹏 (青岛大学化学化工与环境工程学院摇 山东青岛266071) 摇 摇 摘要摇 介绍当前石油化工工艺路线、煤炭工艺路线和农副产品天然高分子工艺路线的发展状况,以及世 界和我国的资源情况。 通过比较各自的优势,找出更有发展前途的工艺路线,并对当前发展策略提出建议。 摇 摇 关键词摇 单体生产摇 石油化工摇 煤炭化工摇 天然高分子摇 工艺路线 摇 摇 塑料、橡胶、纤维等高分子合成材料由于具有优异的性能而广泛应用于各行各业和人们的日常生活 中。 物美价廉、来源丰富是对这些材料的一个基本要求。 而用于聚合的原料单体的生产成本在高分子 材料的合成中占有很大的比重,这就不仅要求单体原料的来源要丰富,而且要求单体的生产工艺路线简 单、经济合理。 当前最重要的单体原料来源工艺路线有石油化工工艺路线,煤炭工艺路线和农副产品天 然高分子工艺路线。 摇 摇 石油化工工艺路线是当前最重要的单体合成工艺路线。 该工艺路线利用原油经炼制得到汽油、石 脑油、煤油、柴油等馏分和炼厂气。 用它们作原料进行高温裂解,得到的裂解气经分离得到乙烯、丙烯、 丁烯、丁二烯等。 产生的液体经加氢后催化重整为芳烃,经萃取分离得到苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合 [1鄄2] 物。 然后可将它们直接作为单体或进行进一步加工以生产出一系列单体 。 摇 摇 煤炭工艺路线又称乙炔工艺路线,是石油化工工艺路线出现前的高聚物单体的主要合成工艺路线, 煤炭经炼焦生成煤气、氨、煤焦油和焦炭。 煤焦油经分离可得到苯、甲苯、苯酚等。 焦炭与石灰石在电炉 中高温反应可得到电石,电石与水反应生成乙炔,由乙炔可以合成一系列乙烯基单体或其他有机化工原 料。 摇 摇 农副产品天然高分子工艺路线的基本原料以农副产品或木材工业副产品为主,可将其直接作为单 体或者经过化学加工后作为单体。 木材或棉短绒等天然高分子化合物可以作为原料经过化学加工制得 [3] 纤维素塑料和人造纤维 。 本文将分别从世界和我国资源状况出发,论述各条工艺路线的实际情况。 1摇 世界及我国资源现状 1.1摇 世界资源状况 摇 摇 世界各国的石油成分各有差别,根据所含主要碳氢化合物类别,原油可分为石蜡基石油,环烷基石 油,芳香基石油以及混合石油。 就目前的石油开采技术而言,只能开采出已证实储量的30% ~50%左 右的石油,且随着上个世纪和本世纪初以来石油开采的加剧,原油市场油质变重、含硫原油增多的形势 [4] 不断恶化,据估计,世界上可以开采的石油储量在本世纪中叶将耗尽 。 摇 摇 天然气的主要成分是甲烷,其次是重烃。 随着一次能源迫切需要的多样化,天然气的用量将会增 加,对于没有或缺少天然气的国家,还要进一步增加对进口的依赖,这种情况只能在建立和发展了煤制 * 基金资助:中国国家自然科学基金项目(No21005042);山东省自然科学基金项目(ZR2010BQ020);山东省中青年科学 家科研奖励基金项目(BS2010CL014) ** 通讯联系人,E鄄mail:yubing198@ 摇 第3期 于冰 等:21世纪生产单体原料工艺路线的展望 41 合成天然气技术后才能有根本改变。 虽然天然气的再生周期不长,但以目前的速度消耗,已证实的天然 [5] 气储量只够使用60年左右 。 摇 摇 与煤相比,今后能源消耗的结构如没有根本改变的话,适宜作化学化工原料的石油和天然气的储备 量就会消耗殆尽,油母页岩和石油砂的开采不能从根本上改变这一情况,用其他能源取代石油