Нефтехимия (иногда сокращенно нефтехимия [1] ) - это химические продукты, получаемые из нефти путем ее переработки. Некоторые химические соединения, полученные из нефти, также получают из других ископаемых видов топлива , таких как уголь или природный газ , или из возобновляемых источников, таких как кукуруза , пальмы или сахарный тростник .
Двумя наиболее распространенными нефтехимическими классами являются олефины (включая этилен и пропилен ) и ароматические соединения (включая изомеры бензола , толуола и ксилола ).
Нефтеперерабатывающие заводы производят олефины и ароматические углеводороды путем каталитического крекинга нефтяных фракций в псевдоожиженном слое . Химические заводы производят олефины путем парового крекинга таких жидкостей природного газа, как этан и пропан . Ароматика получают путем каталитического риформинга из нафты . Олефины и ароматические углеводороды являются строительными блоками для широкого спектра материалов, таких как растворители , детергенты и адгезивы . Олефины являются основой полимеров и олигомеров, используемых в пластмассах , смолах., волокна , эластомеры , смазки и гели . [2] [3]
В 2019 году мировое производство этилена составило 190 миллионов тонн, а пропилена - 120 миллионов тонн. [4] Производство ароматических углеводородов составляет примерно 70 миллионов тонн. Крупнейшие нефтехимические производства расположены в США и Западной Европе ; тем не менее, основной рост новых производственных мощностей наблюдается на Ближнем Востоке и в Азии . Существует значительная межрегиональная торговля нефтехимической продукцией.
Первичные нефтехимические продукты делятся на три группы в зависимости от их химического строения :
- Олефины включают этен , пропен , бутены и бутадиен . Этилен и пропилен являются важными источниками промышленных химикатов и пластмассовых изделий . Бутадиен используется в производстве синтетического каучука .
- Ароматические углеводороды включают бензол , толуол и ксилолы , в целом обозначаемые как БТК, и получаемые в основном на нефтеперерабатывающих заводах путем экстракции из продукта риформинга, полученного в установках каталитического риформинга, с использованием нафты, полученной на нефтеперерабатывающих заводах. В качестве альтернативы БТК можно получить путем ароматизации алканов. [5] [6] [7] Бензол является сырьем для красителей и синтетических моющих средств, а бензол и толуол - для изоцианатов MDI и TDI, используемых при производстве полиуретанов . Производители используют ксилолы для производства пластмасс и синтетических волокон.
- Синтез - газ представляет собой смесь из окиси углерода и водорода , используемая для изготовления аммиака и метанола . Аммиак используется для производства мочевины из удобрений, а метанол используется в качестве растворителя и промежуточного химического соединения. Не следует путать установки парового крекинга с установками парового риформинга, используемыми для производства водорода и аммиака .
- Метан , этан , пропан и бутаны, полученные в основном на заводах по переработке природного газа .
- Метанол и формальдегид .
В 2007 году количество этилена и пропилена, произведенных в установках парового крекинга, составило около 115 млн тонн (мегатонн) и 70 млн тонн соответственно. [8] Производительность крупных установок парового крекинга по этилену составляет 1,0–1,5 млн тонн в год. [9]
На соседней диаграмме схематично показаны основные источники углеводородов и процессы, используемые при производстве нефтехимических продуктов. [2] [3] [10] [11]
Как и товарные химикаты , нефтехимия производится в очень больших масштабах. Нефтехимические производственные предприятия отличаются от товарных химических заводов тем, что они часто производят ряд сопутствующих товаров. Сравните это с производством специальной химии и тонкой химии, где продукты производятся дискретными партиями.
Нефтехимия преимущественно производится на нескольких производственных площадках 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 Роттердаме в Нидерландах, в Джамнагаре , Дахедж в Гуджарате , Индияи в Сингапуре. Не все нефтехимические или товарные химические материалы, производимые химической промышленностью, производятся в одном месте, но группы родственных материалов часто производятся на смежных производственных предприятиях, чтобы вызвать промышленный симбиоз, а также повысить эффективность использования материалов и полезности и другую экономию за счет масштаба. В терминологии химического машиностроения это известно как интегрированное производство. Компании специальной и тонкой химии иногда находятся в тех же производственных местах, что и нефтехимические предприятия, но в большинстве случаев им не требуется такой же уровень крупномасштабной инфраструктуры (например, трубопроводы, хранилища, порты, электроэнергия и т. Д.), И поэтому они могут можно найти в многоотраслевых бизнес-парках.
Крупные нефтехимические производственные предприятия имеют кластеры производственных единиц, 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 4 основных места для такого производства: у реки Мерси в северо-западной Англии, на Хамбере на восточном побережье Йоркшира, в Грейнджмуте у залива Ферт-оф-Форт в Шотландии и в Тиссайде, как и часть Кластера перерабатывающей промышленности Северо-востока Англии (NEPIC). Чтобы продемонстрировать кластеризацию и интеграцию, около 50% нефтехимической и товарной химии Соединенного Королевства производится компаниями промышленного кластера NEPIC в Тиссайде.
История [ править ]
В 1835 году французский химик Анри Виктор Реньо оставил винилхлорид на солнце и обнаружил на дне колбы белое твердое вещество - поливинилхлорид . В 1839 году Эдуард Симон случайно открыл полистирол путем дистилляции сторакса . В 1856 году Уильям Генри Перкин открыл первый синтетический краситель Mauveine . В 1888 году австрийский ученый-растениевод Фридрих Рейнитцер обнаружил, что холестерилбензоат имеет две разные точки плавления. В 1909 году Лео Хендрик Бэкеланд изобрел бакелит, сделанный из фенола и формальдегида.. В 1928 году синтетическое топливо было изобретено с использованием процесса Фишера-Тропша . В 1929 году Вальтер Бок изобрел синтетический каучук Buna-S, который состоит из стирола и бутадиена и используется для производства автомобильных шин. В 1933 году Отто Рем полимеризовал первый метилметакрилат из 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 изобрелТефлон . В 1946 году он изобрел полиэстер . Бутылки из полиэтилентерефталата (ПЭТ) изготавливаются из этилена и параксилола . В 1949 году Фриц Стастный превратил полистирол в пенопласт. После Второй мировой войны полипропилен был открыт в начале 1950-х годов. В 1965 году Стефани Кволек изобрела кевлар . [12]
Олефины [ править ]
Ниже приводится неполный список основных коммерческих нефтехимических продуктов и их производных:
- этилен - простейший олефин; используется как химическое сырье и стимулятор созревания
- полиэтилен - полимеризованный этилен; LDPE , HDPE , LLDPE
- этанол - через гидратацию этилена ( химическая реакция с добавлением воды ) этилена
- оксид этилена - путем окисления этилена
- этиленгликоль - через гидратацию оксида этилена
- охлаждающая жидкость двигателя - смесь этиленгликоля, воды и ингибитора
- полиэфиры - любой из нескольких полимеров со сложноэфирными связями в основной цепи
- эфиры гликоля - снисходительность к гликолю
- этоксилаты
- этиленгликоль - через гидратацию оксида этилена
- винилацетат [13]
- 1,2-дихлорэтан
- трихлорэтилен
- тетрахлорэтилен - также называемый перхлорэтиленом; используется как растворитель для химической чистки и обезжириватель
- винилхлорид - мономер для поливинилхлорида
- поливинилхлорид (ПВХ) - вид пластика, который используется для изготовления трубопроводов, трубок и прочего
- пропилен - используется в качестве мономера и химического сырья
- изопропиловый спирт - 2-пропанол; часто используется как растворитель или медицинский спирт
- акрилонитрил - полезен в качестве мономера при формировании Orlon , ABS
- полипропилен - полимеризованный пропилен
- оксид пропилена [14]
- полиэфирполиол - используется в производстве полиуретанов
- пропиленгликоль - используется в охлаждающей жидкости двигателя [15] и антиобледенительной жидкости для самолетов.
- гликолевые эфиры - от конденсации гликолей
- акриловая кислота [16] [17] [18]
- акриловые полимеры
- аллилхлорид
- эпихлоргидрин - хлороксиран; используется при образовании эпоксидной смолы
- эпоксидные смолы - тип полимеризуемого клея из бисфенола А, эпихлоргидрина и некоторых аминов
- эпихлоргидрин - хлороксиран; используется при образовании 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 процентным содержанием изопрена для получения бутилкаучука
- 1,3-бутадиен (или бута-1,3-диен) - диен, часто используемый в качестве мономера или сомономера для полимеризации в эластомеры, такие как полибутадиен , стирол-бутадиеновый 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 сопряженных диеновых мономеров, таких как 1,3-бутадиен, изопрен или хлоропрен.
- изомеры бутилена - полезны в качестве мономеров или сомономеров
- высшие олефины
- полиолефины - такие поли-альфа-олефины, которые используются в качестве смазочных материалов.
- альфа-олефины - используются в качестве мономеров, сомономеров и других химических прекурсоров. Например, небольшое количество 1-гексена может быть сополимеризовано с этиленом в более гибкую форму полиэтилена.
- другие высшие олефины
- моющие спирты
Ароматика [ править ]
- 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 процессе кумола
- фенол - гидроксибензол; часто изготавливается методом кумола
- ацетон - диметилкетон; также часто получают кумолом
- бисфенол А - тип «двойного» фенола, который используется при полимеризации эпоксидных смол и делает обычный тип поликарбоната.
- эпоксидные смолы - тип полимеризуемого клея из бисфенола А, эпихлоргидрина и некоторых аминов
- поликарбонат - пластичный полимер, состоящий из бисфенола А и фосгена (карбонилдихлорида)
- растворители - жидкости, используемые для растворения материалов; примеры, часто получаемые 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.
- адипиновые кислоты - 6-углерод - ди - карбоновая кислота , который может быть использован в качестве предшественника сомономера вместе с ди - амином с образованием чередующегося сополимера нейлона формы.
- нейлоны - типы полиамидов , некоторые представляют собой чередующиеся сополимеры, образованные сополимеризацией дикарбоновой кислоты или производных с диаминами
- капролактам - циклический амид с 6 атомами углерода
- нейлоны - разновидности полиамидов , некоторые из полимеризующегося капролактама
- адипиновые кислоты - 6-углерод - ди - карбоновая кислота , который может быть использован в качестве предшественника сомономера вместе с ди - амином с образованием чередующегося сополимера нейлона формы.
- нитробензол - можно получить однократным нитрованием бензола
- анилин - аминобензол
- метилендифенилдиизоцианата (MDI) - используется в качестве со-мономера с диолов или полиолов с образованием полиуретанов или с ди- или поли аминов с образованием полимочевины
- анилин - аминобензол
- алкилбензол - общий тип ароматического углеводорода, который может быть использован в качестве прекурсора сульфонатного поверхностно-активного вещества (детергента).
- детергенты - часто включают поверхностно-активные вещества, такие как алкилбензолсульфонаты и этоксилаты нонилфенола.
- хлорбензол
- этилбензол - производится из бензола и этилена
- толуол - метилбензол; может быть растворителем или прекурсором для других химикатов
- бензол
- толуолдиизоцианат (TDI) - используется в качестве сомономеров с полиэфирполиолами с образованием полиуретанов или с ди- или поли аминов с образования полимочевины полиуретанов
- бензойная кислота - карбоксибензол
- капролактам
- смешанные ксилолы - любой из трех изомеров диметилбензола, может быть растворителем, но чаще химическими веществами-прекурсорами
- орто- ксилол - обе метильные группы могут быть окислены с образованием ( орто ) фталевой кислоты
- фталевый ангидрид
- пара- ксилол - обе метильные группы могут окисляться с образованием терефталевой кислоты
- диметилтерефталат - может сополимеризоваться с образованием определенных полиэфиров
- полиэфиры - хотя их может быть много типов, полиэтилентерефталат производится из нефтехимических продуктов и очень широко используется на автозаправочных станциях
- очищенная терефталевая кислота - часто сополимеризуется с образованием полиэтилентерефталата
- полиэфиры
- диметилтерефталат - может сополимеризоваться с образованием определенных полиэфиров
- мета- ксилол
- изофталевая кислота
- алкидные смолы
- полиамидные смолы
- ненасыщенные полиэфиры
- изофталевая кислота
- орто- ксилол - обе метильные группы могут быть окислены с образованием ( орто ) фталевой кислоты
Список нефтехимии [ править ]
| Нефтехимия | Волокна | Нефть | Химикаты |
|---|---|---|---|
| Основное сырье Бензол Бутадиен Этилен п- Ксилол Пропилен Промежуточные | Акриловые волокна акрилонитрил - бутадиен - стирол (АБС) акрилонитрил стирола (AS) , полибутадиен (СКД) Поливинилхлорид (ПВХ) Полиэтилен (ПЭ) Полиэтилентерефталат (ПЭТ) Полиол полипропилен (ПП) Полистирол (PS) Стирол - бутадиен (SBR) Акриловая-formaldehude (АФ ) | Смазочные материалы Присадки Катализаторы Судовой мазут Нефтепереработка | Клеи и герметики Пигменты Строительные химикаты Коррозионные контроль химикаты Косметика сырье Электронные химикаты и материалы Ароматизаторы , ароматизаторы , пищевые добавки , фармацевтические препараты , специализированные и промышленные химикаты специальности и промышленные газы чернила , красители и печатные расходные материалы Упаковка , бутылки и контейнеры , Краска , покрытия и смолы Полимердобавки Специальные химические вещества и биологические науки Поверхностно-активные вещества и чистящие средства |
См. Также [ править ]
- Нефть
- Нефтяные продукты
- Контрольно-измерительные приборы в нефтехимической промышленности
- Организация стран-экспортеров нефти
- Азиатская конференция нефтехимической промышленности (APIC)
- Кластер перерабатывающей промышленности северо-востока Англии (NEPIC)
Ссылки [ править ]
- ^ Киеше, Лиз, «Royal Dutch Shell может приобрести 50% акций индийского нефтехимического проекта стоимостью 9 млрд долларов» , Reuters через Seeking Alpha , 12 августа 2020 г. Дата обращения 12 августа 2020 г.
- ^ a b Сами Матар и Льюис Ф. Хэтч (2001). Химия нефтехимических процессов . Gulf Professional Publishing. ISBN 0-88415-315-0.
- ^ a b Персонал (март 2001 г.). «Нефтехимические процессы 2001». Переработка углеводородов : 71–246. ISSN 0887-0284 .
- ^ https://www.statista.com/statistics/1067372/global-ethylene-production-capacity/#:~:text=The%20production%20capacity%20of%20ubiquitous, to% 20283% 20million% 20metric% 20tons .
- ^ Родригес, Виктор де О .; Фаро Хуниор, Арнальдо К. (05.09.2012). «Об активации катализаторов и механизмах реакций ароматизации пропана на катализаторах Ga / HZSM5» . Прикладной катализ A: Общие . 435–436: 68–77. DOI : 10.1016 / j.apcata.2012.05.036 . ISSN 0926-860X .
- ^ Сон, Чханёль; Гим, Мин Ён; Лим, Ён Хён; Ким, До Хеуи (2019-09-01). «Повышенный выход бензола, тулена и ксилола от совместной ароматизации метана и пропана над галлием, нанесенным на мезопористые ZSM-5 и ZSM-11» . Топливо . 251 : 404–412. DOI : 10.1016 / j.fuel.2019.04.079 . ISSN 0016-2361 .
- ^ Ахтар, Миннесота; Al-Yassir, N .; Al-Khattaf, S .; Чейка, Иржи (05.01.2012). «Ароматизация алканов над Pt способствовала развитию обычных и мезопористых галлосиликатов цеолита MEL» . Катализ сегодня . 4-й чешско-итальянско-испанский (CIS-4) семинар по молекулярным ситам и катализу. 179 (1): 61–72. DOI : 10.1016 / j.cattod.2011.06.036 . ISSN 0920-5861 .
- ^ Хасан Э. Альфадала, GV Rex Reklaitis и Махмуд М. Эль-Халваги (редакторы) (2009). Материалы 1-го ежегодного симпозиума по переработке газа, том 1: январь 2009 г. - Катар (1-е изд.). Elsevier Science. С. 402–414. ISBN 978-0-444-53292-3.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
- ^ Паровой крекинг: производство этилена (PDF, страница 3 из 12 страниц)
- ^ Прогноз предложения полимеров SBS
- ^ Жан-Пьер Фавеннек (редактор) (2001). Нефтепереработка: эксплуатация и управление нефтеперерабатывающими заводами . Издания Technip. ISBN 2-7108-0801-3.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
- ^ «Хронология - Нефтехимия Европы» . www.petrochemistry.eu . Проверено 7 апреля 2018 .
- ^ Han, Y. -F .; Wang, J. -H .; Kumar, D .; Ян, З .; Гудман, DW (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. DOI : 10.1016 / j.jcat.2005.04.001 . ISSN 0021-9517 .
- ↑ Ли, Эо Джин; Ли, Чон Вон; Ли, Чжунвон; Мин, Хён Ки; Йи, Чонхеоп; Сонг, Ин Кю; Ким, До Хеуи (2018-06-01). «Катализаторы Ag- (Mo-W) / ZrO2 для производства оксида пропилена: влияние pH при приготовлении носителя ZrO2» . Catalysis Communications . 111 : 80–83. DOI : 10.1016 / j.catcom.2018.04.005 . ISSN 1566-7367 .
- ^ [1] , «Раствор незамерзания для двигателей внутреннего сгорания», выпущенный 12 ноября 1990 г.
- ^ Хэвекер, Майкл; Врабец, Сабина; Крёнерт, Ютта; Чепеи, Ленард-Иштван; Науманн д'Алнонкур, Рауль; Коленько, Юрий В .; Гиргсдис, Франк; Шлёгль, Роберт; Траншке, Аннетт (2012). «Химия поверхности фазово-чистого оксида M1 MoVTeNb при работе в режиме селективного окисления пропана до акриловой кислоты» . J. Catal . 285 : 48–60. DOI : 10.1016 / j.jcat.2011.09.012 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-0012-1BEB-F .
- ^ Науманн д'Алнонкур, Рауль; Чепеи, Ленард-Иштван; Хэвекер, Майкл; Гиргсдис, Франк; Schuster, Manfred E .; Шлёгль, Роберт; Траншке, Аннетт (2014). «Реакционная сеть в окислении пропана над фазово-чистыми оксидными катализаторами MoVTeNb M1» . J. Catal . 311 : 369–385. DOI : 10.1016 / j.jcat.2013.12.008 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-0014-F434-5 .
- ^ Исследования Кинетического пропана окисления на Мо и катализаторах смешанного оксида на основе V . 2011 г.
Внешние ссылки [ править ]
СМИ, связанные с нефтехимией, на Викискладе?
