文化活動
石油化工起源于美國,其開創(chuàng)者西·埃力斯經過十年的潛心鉆研,終于于1917年以石油煉氣場中的丙烯為原料制成了世界上最早的石油化工產品-異丙烯,并于1920年由美孚石油公司實現(xiàn)工業(yè)化生產,從此掀開了現(xiàn)代石油化工發(fā)展的序幕。
丙烯,作為石油碳三餾分的代表組分,幾乎存在于所有的裂解氣體(石油在很高的溫度下碳鏈斷裂分解成復雜的混合氣體)中。奇怪的是,它的含量不受裂解條件的影響,一般都在10%-30%。目前,在乙烯生產中作為副產物提煉而得的丙烯,占丙烯總產量的64%,是丙烯的主要來源。
丙烯是碳三系列深加工化工產品的源頭原料,何以至此呢?因為丙烯分子中含有一個碳碳雙鍵,碳碳雙鍵是一種不飽和鍵,不飽和鍵比較活潑,容易發(fā)生多種化學反應,從而得到不同的化學產物,根據產物的物理化學性質,進一步設計深加工路線,最終得到形形色色的化工產品。
由圖一可知,通過改變化學反應條件,丙烯可以發(fā)生不同的化學反應,經過一步或多步轉化后,可自備得到許多種合成樹脂及塑料、合成橡膠、合成纖維等各種被人們熟知的材料和產品。
圖一:以丙烯為原料深加工可得到的化工產品
由許多丙烯分子通過聚合反應可生成高分子聚合物(即各種合成樹脂),合成樹脂為可塑物質,一般在常溫常壓下是固體,也有些是粘稠液體。往合成樹脂中加入添加劑后,在經過成型加工,即可制成各種各樣的塑料制品。有的合成樹脂既可加工成合成纖維又可制成塑料,合成樹脂與塑料之間的概念劃分并沒有明顯的界限。
塑料主要由合成樹脂組成,合成樹脂在塑料中的含量約為40%-100%,因此,塑料的基本性能主要取決于所含樹脂的性質。除此之外,添加劑也起到了非常重要的作用,添加劑可大幅度提高塑料的性能。塑料由于其價格便宜、攜帶方便、輕巧耐用、能耐酸堿等優(yōu)點,塑料制品在人們的日常生活中很受歡迎,例如塑料杯子、塑料涼鞋、燈頭及開關、電話外殼、塑料水壺、塑料雨衣和薄膜等。當然,塑料不限于制作生活用品,在工農業(yè)生產和國防工業(yè)方面還有著極為廣泛的用途,機械、電器、汽車、建筑、家具等工業(yè)部門中使用塑料可以節(jié)約大量鋼材、有色金屬和木材。
在日常生活中我們可能還聽說過“有機玻璃”這個詞,這種玻璃不同于一般的玻璃,它不是用硅酸鹽材料制成的,而是用塑料制成的。噴氣式飛機的座艙蓋以及擋風玻璃就是用有機玻璃做成的,有機玻璃的化學名為聚甲基丙烯酸甲酯,在丙烯酸類塑料中,它的年產量最大,用途也最廣泛,可以做成板材、管、棒、煙嘴、汽車尾燈罩、假牙等等,都是用這種塑料制造的。
由丙烯經過反應還能得到合成纖維,即腈綸、錦綸和丙綸。腈綸是我國聚丙烯腈纖維的商品名稱,腈綸的特點是輕、有彈性、保暖、耐氣候、耐日光,外觀和手感都很像羊毛,主要用途也是替代羊毛做成針織品原料。腈綸的單體是丙烯腈,一般通過丙烯氨氧化法生產而得。錦綸,是我國聚酰胺纖維的商品名稱,在國外,則叫做“尼龍”、“耐倫”或“卡普隆”,市場上最早出現(xiàn)的“玻璃絲襪”和“玻璃牙刷”就是錦綸做的。丙綸,是我國聚丙烯纖維的商品名稱,國外叫“梅克麗綸”或“帕倫”,丙綸是合成纖維中最輕的,相對密度只有0.91相當于棉花的3/5,丙綸的強度大,浸在水中時,其強度幾乎沒有變化,所以比較適合作漁網。
丙烯和其衍生物丙烯腈也是合成橡膠的主要原料之一。丙烯腈能發(fā)生聚合反應生成腈綸;丙烯腈與其他原料(單體)發(fā)生共聚反應(兩種或多種單體共同參與反應)可生成丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS(一種樹脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚物AS(也是樹脂)和丁腈橡膠。丙烯和乙烯發(fā)生共聚反應生成乙丙橡膠,它有某些合成橡膠所不具備的優(yōu)異性能,如卓越的耐臭氧、耐候性、優(yōu)異的彈性和電絕緣性,這些優(yōu)異的性能使其廣泛應用于各行各業(yè)。此外,丙烯還廣泛應用于合成有機溶劑、醫(yī)藥品、化妝品、調味品、洗滌劑等行業(yè)。
除了丙烯,碳三家族中還有丙烷和丙炔兩兄弟,丙烷沒有前面所說的丙烯的“雙鍵”,表現(xiàn)不及丙烯“活潑”,比較安靜;而丙炔則比丙烯更“活潑”和“鬧騰”,因為丙烯分子中含有一個碳碳三鍵,它是一種比丙烯分子中所含的碳碳雙鍵更活潑的化學鍵。丙烷和丙炔在“碳三家族”中的含量不如丙烯高,用途不及丙烯廣泛,但它們具有各自獨特的結構和性質,因此也用于很多方面。比如,丙烷可以作為燃料直接燃燒,也可以和氧氣形成切割用燃氣,還可以脫氫為丙烯加以利用;丙炔可以用于制造丙酮,然后進一步深加工成我們日常生活中的許多產品。
惠州大亞灣石化區(qū)落戶企業(yè)-中海石油能源發(fā)展股份有限公司(五廠、六廠)生產的每年20萬噸丙烯酸及酯和每年5萬噸的丙烯酸樹脂系列產品就是以丙烯為原料生產的,總投資額達到了32.78億元;日本三菱麗陽株式會社全額投資的惠州惠菱化成有限公司,每年9萬噸甲基丙烯酸甲酯(MMA)也是以丙烯為主要原料來生產的,總投資額1.321億美元;惠州聯(lián)宏化工有限公司生產的丙烯酸聚合物也是以丙烯為主要原料生產的;中海石油煉化有限責任公司和韓國LG化學共同出資成立的中海油樂金化工有限公司每年生產30萬噸的ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物),其原料之一-丙烯腈也是以由丙烯轉化而來。由此可見,大亞灣石化區(qū)從事碳三石油化工行業(yè)的落戶企業(yè)相對較多,是大亞灣石化區(qū)形成完整石油化工產業(yè)鏈中的重要一環(huán)。
供稿人:宋波