乙烯:了解苯乙烯嗎?它是什么?它怎么來的?主要用途是什么?上下游產(chǎn)品形態(tài)是怎樣的? (圖源:廣州化工交易中心) (圖源:廣州化工交易中心) 什么是苯乙烯? 苯乙烯也被稱為乙烯基苯,是用苯取代乙烯的一個(gè)氫原子形成的有機(jī)化合物。室溫下,苯乙烯是一種具有甜味的粘稠易揮發(fā)液體,但苯乙烯濃度過高時(shí),氣味就會(huì)變得令人不愉快。苯乙烯中,乙烯基的電子與苯環(huán)共軛。苯乙烯不溶于水,溶于乙醇、乙醚中,暴露于空氣中逐漸發(fā)生聚合及氧化。工業(yè)上是合成樹脂、離子交換樹脂及合成橡膠等的重要單體。 苯乙烯化學(xué)性質(zhì)&儲(chǔ)存方式 苯乙烯雙鍵化學(xué)性質(zhì)活躍,在室溫下即能緩慢聚合,苯乙烯自聚生成聚苯乙烯樹脂,它還能與其他的不飽和化合物共聚,生成合成橡膠和樹脂等多種產(chǎn)物。 苯乙烯自聚反應(yīng)影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此苯乙烯儲(chǔ)存要加阻聚劑[對(duì)苯二酚或叔丁基鄰苯二酚(0.0002%~0.002%)作穩(wěn)定劑,以延緩其聚合才能貯存,并且儲(chǔ)存溫度要在25℃以下,儲(chǔ)罐企業(yè)與客戶約定最長存貨時(shí)間一般不超過90天,運(yùn)輸作業(yè)避開高溫時(shí)間段。 苯乙烯怎么來的? 苯乙烯的生產(chǎn)工藝主要有三種,主要途徑分別是乙苯脫氫、PO/SM聯(lián)產(chǎn)、裂解汽油抽提。 1、乙苯脫氫法 乙苯在催化劑作用下,達(dá)到550~600℃時(shí)脫氫生成苯乙烯,是目前國內(nèi)外生產(chǎn)苯乙烯的主要方法,其生產(chǎn)能力約占世界苯乙烯總生產(chǎn)能力的90%。 特點(diǎn):工藝技術(shù)相當(dāng)成熟,產(chǎn)品純度高,裝置運(yùn)行平穩(wěn),操作彈性大。 (圖1 乙苯脫氫法生產(chǎn)工藝路線圖) 2、PO/SM聯(lián)產(chǎn)法 即環(huán)氧丙烷-苯乙烯聯(lián)產(chǎn)法,又稱共氧化法。乙苯被氧氣氧化生成乙苯的過氧化物,之后,該過氧化物被用來氧化丙烯,得到1-苯基乙醇和環(huán)氧丙烷。最終,1-苯基乙醇脫水后就可以得到苯乙烯。 特點(diǎn):生產(chǎn)每噸苯乙烯的同時(shí),可聯(lián)產(chǎn)0.4t環(huán)氧丙烷。它既不需脫氫法那樣的高溫,又可避免氯醇法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的污染問題。但反應(yīng)復(fù)雜、副產(chǎn)物多、工藝過程長,乙苯單耗較脫氫法高。 (圖2 PO/SM聯(lián)產(chǎn)法生產(chǎn)工藝路線圖) 3、裂解汽油抽提法 這是近幾年發(fā)展起來的沒有大規(guī)模應(yīng)用的苯乙烯生產(chǎn)新技術(shù)路線。石腦油、柴油、液化石油氣為原料的蒸汽裂解制乙烯裝置生產(chǎn)的裂解汽油中約含4%-6%的苯乙烯,采用抽提方式可將其中的苯乙烯分離出來。 特點(diǎn):產(chǎn)品色度一般較高、含有硫且波動(dòng)較大(可用于UPR等要求較低的領(lǐng)域)。 (圖3 裂解汽油法生產(chǎn)工藝路線圖) 苯乙烯上游原料 苯乙烯的直接上游是乙烯和純苯。 1、純苯 基本化工原料。純苯的應(yīng)用主要包括苯乙烯、己內(nèi)酰胺、苯胺及酚酮等四大需求,其中純苯最大的下游是苯乙烯,2018年我國苯乙烯對(duì)純苯的消費(fèi)占比為39%。 2、乙烯 乙烯下游衍生品較多,其中苯乙烯是聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和環(huán)氧乙烷(EO)排位之后的第四大乙烯衍生品。 苯乙烯主要下游產(chǎn)品及其終端應(yīng)用 苯乙烯上承煤油,下接橡塑。主要下游產(chǎn)品涉及發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)、聚苯乙烯(PS)、ABS樹脂、合成橡膠(SBR、SBL、SBS等)、不飽和聚酯樹脂(UPR)以及苯乙烯類共聚物(如SBC),終端主要應(yīng)用在塑料和合成橡膠制品。 1.可發(fā)性聚苯乙烯(EPS) EPS是苯乙烯與發(fā)泡劑及其他添加劑制得的產(chǎn)品,具有相對(duì)密度小、熱導(dǎo)率低、吸水性小、耐沖擊振動(dòng)、隔熱、隔音、防潮、減振、介電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。 終端應(yīng)用:EPS廣泛應(yīng)用于建筑內(nèi)外墻保溫、地?zé)岵膳⒗鋷臁⒗洳厥?、輕體房、低溫箱、保鮮箱包裝、日用品,工業(yè)鑄造等領(lǐng)域,也可用于展示會(huì)場、商品櫥、廣告招牌及玩具制造。EPS板保溫體系是由特種聚合膠泥、EPS板,耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布稱和飾面材料組成,集保溫、防水、防火,裝飾功能為一體的新型建筑構(gòu)造體系,該技術(shù)將保溫材料置于建筑物外墻外側(cè),不占用室內(nèi)空間,保溫效果明顯,便于設(shè)計(jì)建筑外形。 2.非可發(fā)性聚苯乙烯(PS) 分為通用性聚苯乙烯(GPPS)和高抗沖聚苯乙烯(HIPS)。 通用性聚苯乙烯(GPPS):由苯乙烯單體聚合而成,是一種熱塑性樹脂,為無色、無臭、無味、透明、有光澤的珠狀或粒狀固體。優(yōu)點(diǎn)是透明度高、剛性好、流動(dòng)性高、電絕緣性好,缺點(diǎn)是易應(yīng)力開裂(較脆)。 終端應(yīng)用:GPPS通常用于電氣儀表外殼、化妝品容器、光學(xué)零件(如三棱鏡、透鏡)、玩具、燈具以及其他日用品如餐具等。 高抗沖聚苯乙烯(HIPS):是為了解決GPPS沖擊脆性的缺點(diǎn),將順式聚丁二烯橡膠加入苯乙烯而得到的熱塑性材料,一般添加比例在8%左右。在加入順丁橡膠以后,聚苯乙烯的韌性大幅提高,代價(jià)是透明度喪失。 終端應(yīng)用:HIPS常用于電器外殼/零件、儀表儀器配件、文具/玩具等。 3.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) ABS樹脂是五大合成樹脂之一,是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的共聚物,具有抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工。 終端應(yīng)用:被廣泛應(yīng)用于家用電器、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域,其中家用電器用量占比在60%左右,是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。 4.不飽和聚酯樹脂(UPR) 化工原料的一種,它是由飽和二元酸、不飽和二元酸和二元醇縮聚而成的線形聚合物,經(jīng)過交聯(lián)單體或活性溶劑稀釋形成的具有一定黏度的樹脂溶液。UPR生產(chǎn)簡便、原料易得,產(chǎn)品粘度低、成型工藝多、常溫常壓固化。 終端應(yīng)用:UPR是我國熱固性樹脂中用量最大的品種,也是國內(nèi)玻璃鋼、人造石、工藝品等用量最多的基體樹脂。 5.丁苯橡膠(SBR) 又稱聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理機(jī)構(gòu)性能,加工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠,有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優(yōu)良,可與天然橡膠及多種合成橡膠并用。 終端應(yīng)用:大量用于制造輪胎、膠帶、膠鞋以及其他多種橡膠制品,近年來廣泛用于潛水料,如潛水衣,運(yùn)動(dòng)護(hù)具,塑身用品,禮品,保溫杯套,釣魚褲,鞋材等領(lǐng)域。 苯乙烯產(chǎn)能情況 2006年起,國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)能發(fā)展逐漸加速,到2018年,國內(nèi)共有44家苯乙烯生產(chǎn)廠家、52條生產(chǎn)線,總產(chǎn)能925萬噸,占全球總產(chǎn)能的1/3。來來幾年內(nèi),隨著國內(nèi)大煉化企業(yè)配套下游苯乙烯裝置,以及民營煉化一體化項(xiàng)目的逐步投產(chǎn),國內(nèi)苯乙烯行業(yè)仍保持高速擴(kuò)能。 分地區(qū)來看,國內(nèi)苯乙烯裝置主要分布在華東、華北、華南、東北地區(qū)。其中,43%的產(chǎn)能分布在華東地區(qū),23%的產(chǎn)能分布在華北地區(qū),14%的產(chǎn)能分布在華南地區(qū)。未來三年內(nèi)新增產(chǎn)能主要分布在華北、華東、華南等地。 隨著新能源汽車的發(fā)展,5G 通訊興起和共享經(jīng)濟(jì)推行,對(duì)材料的強(qiáng)度、耐溫、耐候、低介電性能等性能要求提升,高標(biāo)準(zhǔn)要求的塑料材料應(yīng)用需求快速增長,差異化的高端改性塑料將迎來發(fā)展的春天。 責(zé)任編輯:李燁 |
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