нефтехимическая
Нефтехимия (иногда сокращенно нефтехимия) [1] ) — химические продукты, получаемые из нефти путем переработки. Некоторые химические соединения, полученные из нефти, также получают из других видов ископаемого топлива , таких как уголь или природный газ , или из возобновляемых источников, таких как кукуруза , пальмовые фрукты или сахарный тростник .
Двумя наиболее распространенными нефтехимическими классами являются олефины (включая этилен и пропилен ) и ароматические соединения (включая бензола , толуола и ксилола изомеры ).
Нефтеперерабатывающие заводы производят олефины и ароматические соединения методом флюид-каталитического крекинга нефтяных фракций. Химические заводы производят олефины путем парового крекинга сжиженного природного газа, такого как этан и пропан . производятся каталитическим риформингом нафты Ароматические соединения . Олефины и ароматические соединения являются строительными блоками для широкого спектра материалов, таких как растворители , моющие средства и клеи . Олефины являются основой полимеров и олигомеров, используемых в пластмассах , смолах , волокнах , эластомерах , смазочных материалах и гелях . [2] [3]
В 2019 году мировое производство этилена составило 190 миллионов тонн, а пропилена — 120 миллионов тонн. [4] Производство ароматических веществ составляет около 70 миллионов тонн. Крупнейшие нефтехимические предприятия расположены в США и Западной Европе ; однако основной рост новых производственных мощностей приходится на Ближний Восток и Азию . Существует значительная межрегиональная нефтехимическая торговля.
Первичные нефтехимические продукты делятся на три группы в зависимости от их химической структуры :
- Олефины включают этен , пропен , бутены и бутадиен . Этилен и пропилен являются важными источниками промышленных химикатов и из пластмасс изделий . Бутадиен используется при производстве синтетического каучука .
- Ароматические соединения включают бензол , толуол и ксилолы , которые в целом называются БТК и в основном получаются на нефтеперерабатывающих заводах путем экстракции из продукта риформинга, полученного в установках каталитического риформинга с использованием нафты, полученной на нефтеперерабатывающих заводах. Альтернативно, БТК можно получить путем ароматизации алканов. Бензол является сырьем для красителей и синтетических моющих средств, а бензол и толуол — для изоцианатов МДИ и ТДИ, используемых при производстве полиуретанов . Производители используют ксилолы для производства пластмасс и синтетических волокон.
- Синтез-газ — это смесь окиси углерода и водорода, используемая для производства метанола и других химических веществ. Установки парового крекинга не следует путать с установками парового риформинга, используемыми для производства водорода для производства аммиака . Аммиак используется для производства мочевины , а метанол используется в качестве растворителя и промежуточного химического продукта .
- Метан , этан , пропан и бутаны получают преимущественно на газоперерабатывающих заводах .
- Метанол и формальдегид .
В 2007 году объемы этилена и пропилена, произведенные в установках парового крекинга, составили около 115 млн т (мегатонн) и 70 млн т соответственно. [5] Производительность по этилену крупных установок парового крекинга достигала 1,0 – 1,5 млн тонн в год. [6]
На соседней диаграмме схематически изображены основные источники углеводородов и процессы, используемые при производстве нефтехимической продукции. [2] [3] [7] [8]
Как и химическая продукция , нефтехимическая продукция производится в очень больших масштабах. Нефтехимические производства отличаются от товарно-химических предприятий тем, что они часто производят ряд сопутствующих товаров. Сравните это с производством специальной химии и тонкой химии , где продукция производится дискретными периодическими процессами.
Нефтехимическая продукция преимущественно производится в нескольких производственных точках по всему миру, например, в промышленных городах Джубайль и Янбу в Саудовской Аравии, Техасе и Луизиане в США, в Тиссайде на северо-востоке Англии в Великобритании , в Таррагоне в Каталонии , в Роттердам в Нидерландах, Антверпен в Бельгии , Джамнагар , Дахедж в Гуджарате , Индия и Сингапур. Не все нефтехимические или товарно-химические материалы, производимые химической промышленностью, производятся в одном месте, но группы родственных материалов часто производятся на соседних производственных предприятиях, чтобы вызвать промышленный симбиоз, а также эффективность материалов и полезности, а также другую экономию за счет масштаба . это известно В терминологии химического машиностроения как интегрированное производство. Компании специализированной и тонкой химии иногда располагаются в тех же производственных локациях, что и нефтехимические компании, но в большинстве случаев им не требуется тот же уровень крупномасштабной инфраструктуры (например, трубопроводы, хранилища, порты, энергосистемы и т. д.) и, следовательно, они могут можно найти в многоотраслевых бизнес-парках.
На крупных нефтехимических производствах есть кластеры производственных предприятий, которые совместно используют коммунальные услуги и крупномасштабную инфраструктуру, такую как электростанции, резервуары для хранения, портовые сооружения, автомобильные и железнодорожные терминалы. В Соединенном Королевстве, например, есть четыре основных места для такого производства: возле реки Мерси на северо-западе Англии, на реке Хамбер на восточном побережье Йоркшира, в Грейнджмуте недалеко от Ферт-оф-Форт в Шотландии и в Тиссайде, где находится часть кластера перерабатывающей промышленности северо-востока Англии (NEPIC). Чтобы продемонстрировать кластеризацию и интеграцию, около 50% нефтехимической и химической продукции Соединенного Королевства производится компаниями промышленного кластера NEPIC в Тиссайде.
История
[ редактировать ]В 1835 году Анри Виктор Рено , французский химик, оставил винилхлорид на солнце и обнаружил на дне колбы белое твердое вещество, которое представляло собой поливинилхлорид . В 1839 году Эдуард Симон случайно открыл полистирол путем перегонки стиракса . В 1856 году Уильям Генри Перкин открыл первый синтетический краситель Мовен . В 1888 году Фридрих Райницер , австрийский ученый-растениевод, обнаружил, что бензоат холестерина имеет две разные точки плавления. В 1909 году Лео Хендрик Бакеланд изобрел бакелит, изготовленный из фенола и формальдегида . В 1928 году синтетическое топливо было изобретено с помощью процесса Фишера-Тропша . В 1929 году Уолтер Бок изобрел синтетический каучук Buna-S , состоящий из стирола и бутадиена и используемый для изготовления автомобильных шин. В 1933 году Отто Рем полимеризовал первый метилметакрилат акрилового стекла . В 1935 году Майкл Перрен изобрел полиэтилен . В 1937 году Уоллес Хьюм Карозерс изобрел нейлон . В 1938 году Отто Байер изобрел полиуретан . В 1941 году Рой Планкетт изобрел тефлон . В 1946 году он изобрел полиэстер . Полиэтилентерефталат (ПЭТ) бутылки изготавливаются из этилена и параксилола . В 1949 году Фриц Стастны превратил полистирол в пенопласт. После Второй мировой войны полипропилен в начале 1950-х годов был открыт . В 1965 году Стефани Кволек изобрела кевлар . [9]
Олефины
[ редактировать ]Ниже приводится неполный список основных коммерческих нефтехимических продуктов и их производных:
- этилен – простейший олефин; используется как химическое сырье и стимулятор созревания
- полиэтилен – полимеризованный этилен; ПВД , ПВД , ЛПЭНП
- этанол - посредством гидратации этилена ( химическая реакция добавления воды ) этилена.
- оксид этилена - посредством окисления этилена
- этиленгликоль - посредством гидратации оксида этилена
- охлаждающая жидкость двигателя – этиленгликоль, вода и смесь ингибиторов
- полиэфиры – любой из нескольких полимеров со сложноэфирными связями в основной цепи.
- эфиры гликоля - через снисходительность гликоля
- этоксилаты
- этиленгликоль - посредством гидратации оксида этилена
- винилацетат [10]
- 1,2-дихлорэтан
- трихлорэтилен
- тетрахлорэтилен , также называемый перхлорэтиленом; используется в качестве растворителя и обезжиривателя для химической чистки.
- винилхлорид – мономер поливинилхлорида.
- поливинилхлорид (ПВХ) – вид пластика, используемый для изготовления трубопроводов, трубок и других предметов.
- пропилен - используется в качестве мономера и химического сырья.
- изопропиловый спирт – 2-пропанол; часто используется в качестве растворителя или медицинского спирта
- акрилонитрил – полезен в качестве мономера при формировании Орлона , АБС.
- полипропилен – полимеризованный пропилен
- оксид пропилена [11]
- полиэфирполиол - используется в производстве полиуретанов.
- пропиленгликоль – используется в охлаждающей жидкости двигателя. [12] и противообледенительная жидкость для самолетов
- эфиры гликолей – образуются в результате конденсации гликолей.
- акриловая кислота
- аллилхлорид
- эпихлоргидрин – хлороксиран; используется при формировании эпоксидной смолы
- эпоксидные смолы - разновидность полимеризующегося клея из бисфенола А, эпихлоргидрина и некоторого количества амина.
- эпихлоргидрин – хлороксиран; используется при формировании эпоксидной смолы
- бутен
- изомеры бутилена - полезны в качестве мономеров или сомономеров.
- изобутилен - сырье для производства метил- трет -бутилового эфира (МТБЭ) или мономера для сополимеризации с низким процентом изопрена для производства бутилкаучука.
- 1,3-бутадиен (или бута-1,3-диен) - диен , часто используемый в качестве мономера или сомономера для полимеризации в эластомеры, такие как полибутадиен , бутадиен-стирольный каучук или пластик, такой как акрилонитрил-бутадиен-стирол. (АБС)
- синтетические каучуки – синтетические эластомеры, изготовленные из одного или нескольких нефтехимических (обычно) мономеров, таких как 1,3- бутадиен , стирол , изобутилен , изопрен , хлоропрен ; эластомерные полимеры часто изготавливаются с высоким процентом мономеров сопряженных диенов, таких как 1,3-бутадиен, изопрен или хлоропрен.
- изомеры бутилена - полезны в качестве мономеров или сомономеров.
- высшие олефины
- полиолефины - такие полиальфа-олефины, которые используются в качестве смазочных материалов.
- альфа-олефины - используются в качестве мономеров, сомономеров и других химических предшественников. Например, небольшое количество 1-гексена можно сополимеризовать с этиленом в более гибкую форму полиэтилена.
- другие высшие олефины
- моющие спирты
Ароматика
[ редактировать ]
- бензол – простейший ароматический углеводород
- этилбензол – производится из бензола и этилена.
- стирол – получают дегидрированием этилбензола; используется как мономер
- полистиролы - полимеры со стиролом в качестве мономера.
- стирол – получают дегидрированием этилбензола; используется как мономер
- кумол – изопропилбензол; сырье в кумоловом процессе
- фенол -гидроксибензол; часто производится кумоловым процессом
- ацетон – диметилкетон; также часто производится кумоловым процессом
- бисфенол А - тип «двойного» фенола, используемый при полимеризации эпоксидных смол и производстве обычного типа поликарбоната.
- эпоксидные смолы - разновидность полимеризующегося клея из бисфенола А, эпихлоргидрина и некоторого количества амина.
- поликарбонат – пластиковый полимер, изготовленный из бисфенола А и фосгена (карбонилдихлорида).
- растворители – жидкости, используемые для растворения материалов; примеры, часто производимые из нефтехимических продуктов, включают этанол, изопропиловый спирт, ацетон, бензол, толуол, ксилолы.
- циклогексан - алифатический циклический углеводород с 6 атомами углерода, иногда используемый в качестве неполярного растворителя.
- адипиновая кислота – 6-углеродная дикарбоновая кислота , которая может быть предшественником, используемым в качестве сомономера вместе с диамином для образования чередующейся сополимерной формы нейлона.
- нейлоны — разновидности полиамидов , некоторые из них представляют собой чередующиеся сополимеры, образующиеся в результате сополимеризации дикарбоновой кислоты или ее производных с диаминами.
- капролактам – шестиуглеродный циклический амид.
- нейлоны – разновидности полиамидов , некоторые из них получаются в результате полимеризации капролактама.
- адипиновая кислота – 6-углеродная дикарбоновая кислота , которая может быть предшественником, используемым в качестве сомономера вместе с диамином для образования чередующейся сополимерной формы нейлона.
- нитробензол - можно получить однократным нитрованием бензола.
- анилин – аминобензол
- метилендифенилдиизоцианат (MDI) - используется в качестве сомономера с диолами или полиолами для образования полиуретанов или с ди- или полиаминами для образования полимочевины.
- анилин – аминобензол
- алкилбензол - общий тип ароматического углеводорода, который можно использовать в качестве предшественника сульфонатного поверхностно -активного вещества (моющего средства).
- моющие средства - часто включают такие типы поверхностно-активных веществ , как алкилбензолсульфонаты и этоксилаты нонилфенола.
- хлорбензол
- этилбензол – производится из бензола и этилена.
- толуол – метилбензол; может быть растворителем или прекурсором других химических веществ
- бензол
- толуолдиизоцианат (ТДИ) - используется в качестве сомономеров с полиэфирполиолами для образования полиуретанов или с ди- или полиаминами для образования полимочевинных полиуретанов.
- бензойная кислота – карбоксибензол
- смешанные ксилолы - любой из трех изомеров диметилбензола может быть растворителем, но чаще химическими веществами-прекурсорами.
- орто- ксилол – обе метильные группы могут окисляться с образованием ( ортто- )фталевой кислоты.
- пара -ксилол - обе метильные группы могут окисляться с образованием терефталевой кислоты.
- диметилтерефталат - может сополимеризоваться с образованием некоторых полиэфиров.
- полиэфиры – хотя их видов может быть много, полиэтилентерефталат производится из продуктов нефтехимии и очень широко используется на автозаправочных станциях.
- очищенная терефталевая кислота - часто сополимеризуется с образованием полиэтилентерефталата
- диметилтерефталат - может сополимеризоваться с образованием некоторых полиэфиров.
- мета -ксилол
Список нефтехимии
[ редактировать ]См. также
[ редактировать ]- Нефть
- Нефтепродукты
- Приборостроение в нефтехимической промышленности
- Организация стран-экспортеров нефти
- Азиатская конференция нефтехимической промышленности (APIC)
- Кластер перерабатывающей промышленности северо-востока Англии (NEPIC)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кише, Лиз, «Royal Dutch Shell может приобрести 50% акций индийского нефтехимического проекта стоимостью 9 миллиардов долларов» , Reuters через Seeking Alpha , 12 августа 2020 г. Проверено 12 августа 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б Сами Матар и Льюис Ф. Хэтч (2001). Химия нефтехимических процессов . Профессиональное издательство Персидского залива. ISBN 0-88415-315-0 .
- ^ Перейти обратно: а б Персонал (март 2001 г.). «Нефтехимические процессы 2001». Переработка углеводородов : 71–246. ISSN 0887-0284 .
- ^ «Мировые мощности по производству этилена в 2024 году» .
- ^ Хасан Э. Альфадала; Г.В. Рекс Реклайтис; Махмуд М. Эль-Халваги, ред. (2009). Материалы 1-го ежегодного симпозиума по переработке газа, том 1: январь 2009 г. - Катар (1-е изд.). Эльзевир Наука. стр. 402–414. ISBN 978-0-444-53292-3 .
- ^ Паровой крекинг: производство этилена (стр. 3 из 12 страниц в формате PDF)
- ^ Перспективы поставок полимеров SBS
- ^ Жан-Пьер Фавенек, изд. (2001). Нефтепереработка: эксплуатация и управление нефтеперерабатывающими заводами . Издания Технип. ISBN 2-7108-0801-3 .
- ^ «Хронология – нефтехимия Европы» . www.petrochemistry.eu . Проверено 7 апреля 2018 г.
- ^ Хан, Ю.-Ф.; Ван, Ж.-Х.; Кумар, Д.; Ян, З.; Гудман, Д.В. (10 июня 2005 г.). «Кинетическое исследование синтеза винилацетата на катализаторах на основе Pd: кинетика синтеза винилацетата на катализаторах Pd–Au/SiO2 и Pd/SiO2» . Журнал катализа . 232 (2): 467–475. дои : 10.1016/j.jcat.2005.04.001 . ISSN 0021-9517 .
- ^ Ли, Эо Джин; Ли, Чон Вон; Ли, Джунвон; Мин, Хён Ки; Йи, Чонхоп; Сон, Ин Кю; Ким, До Хеуи (01.06.2018). «Катализаторы Ag-(Mo-W)/ZrO2 для производства оксида пропилена: Влияние pH при приготовлении носителя ZrO2» . Катализные коммуникации . 111 : 80–83. дои : 10.1016/j.catcom.2018.04.005 . ISSN 1566-7367 . S2CID 103189174 .
- ^ патент HU 209546B , Форстнер, Янош; Гал, Лайош и Фехер, Пал и др., «Антифриз для двигателей внутреннего сгорания», опубликовано 28 июля 1994 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
Отрасли химии | |
|---|---|
| Аналитический | |
| Теоретический | |
| Физический | |
| Неорганический | |
| Органический | |
| Биологический | |
| Междисциплинарность | |
| См. также | |
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
