碳四的生產工藝
作者:化工綜合網發布時間:2023-04-27分類:橡膠制品瀏覽:179
碳四的生產工藝
本品存在于油田氣、濕天然氣和裂化氣中,如石油化工輕油裂解制乙烯裝置中,聯產的碳四烴,約為乙烯產量的40%;石油煉廠催化裂化裝置所產的碳四烴,約占裝置處理量的6%,經分離可得碳四。
制備
l從油田氣和濕天然氣分離 將其加壓冷凝分離以后,可得含碳三、碳四的液化石油氣,再用蒸餾法分離可得碳三和碳四。 2從石油裂化的碳四餾分分離 例如,石腦油中等深度裂解產物中含丁烷約占65%,重質餾分裂解產物中丁烷含量則更低。有的煉廠催化裝置改用分子篩催化劑以及加氫裂化工藝,致使煉廠氣中丁烷產率有所提高,丁烯產率有所下降。其丁烷分離過程如下。來自催化裂化裝置的尾氣,經分餾、分離碳三、異丁烯和碳五餾分以后,從塔底進入前乙情莽取蒸餾塔,自萃取蒸餾塔頂則得到90%以上的丁烷。
用途慎斗
本品除直接用作燃料和冷凍劑之外,大量用于制取多種有機合成原料,如經脫氫可制丁烯和丁二烯;經異構化可制異丁烷;經催化氧化可制順丁烯二酸酐、醋酸等;經鹵化可制鹵代丁烷;經硝化可制硝基丁烷;在高溫下催化可制二硫化碳;經水蒸汽轉化可以制取氫氣。此外,丁烷還可做馬達燃料摻和物以控制揮發分;也可做重油精制脫瀝青劑;油井中蠟沉淀溶劑;用于二次石油回收的流溢劑;樹脂發泡劑;海水轉化為新鮮水的致冷劑,以及烯烴齊格勒聚合溶劑等。 化學反應和用途 烷烴是惰性氣體, 因為它們的 C-C 和 C-H 鍵非常強. 它們并不與酸、堿、金屬或者氧化劑反應。出奇地,它們不與酸、堿反應.不過汽油(辛烷)并不會與濃硫酸、堿金屬或者高錳酸鉀發生反應。 它燃燒形成二氧化碳和水蒸汽 2C4H10+ 13O2 ==點燃== 8CO2(g) + 10H2O 如果有充足的空氣供應的情況下,碳四燃燒時會產生二氧化碳和水蒸氣。如果空氣供應不足,會產生碳和一氧化碳。碳四的日常用途包括了家用液化石油氣,亦用于打火機和可攜式碳四氣爐中作燃料。 碳四在空氣中燃燒化學方程式:2C4H10 + 13O2 ==點燃== 8CO2(g) + 10H2O
綜合利用
原料碳四因制造途徑的不同,可分為混合碳四及煉廠碳四。混合碳四是重要的石油化工資源,煉油廠碳四主要用于制作燃明孝搜料。煉廠碳四的經濟方面,由于高辛烷值汽油調和原料MTBE的需求在不斷增長,在相當長的時間里,高價值的燃料利用仍是碳四烴應用的最主要的途徑,以丁烯為例,約90%用于燃料,僅10%用于化學品市場。混合碳四的經濟方面,混合碳四可以用氧化脫氫技術將混合碳四(C4)烯烴中的丁烯-1和丁烯-2轉化為丁二烯,再將丁二烯加工生產成各種橡膠。通過混合碳四轉化丁烯,丁烯氧化脫氫生產丁二烯是碳四產業發展的主要趨勢。在2011年北京舉行的煤制烯烴技術經濟研討會上,惠生工程還提出:將MTO裝置副產的價格相對低廉的混合碳四(C4)烯烴轉化為高價值的二丙基庚醇,也能增加碳四綜合利用的經濟性價值。
注意事項
由于氟利昂和氯氟化碳可導致臭氧層損耗,引起關注。故冷凍系統,特別是家用雪柜和冷藏箱均增加使用了異丁烷(2-甲基丙烷)作,代替氟利昂作制冷劑使用。另外異碳四亦加添于噴霧劑,代替氯氟化碳。
毒性危害
健康危害: 主要作用是麻醉和弱刺激。急性中毒:主要表現為頭痛、頭暈、嗜睡、惡心、酒醉狀態,嚴重者可出現昏迷。慢性影響:出現頭痛、頭暈、睡眠不佳、易疲倦等癥狀。
急救
吸入: 迅速脫離現場至空氣新鮮處。注意保暖,呼吸困難時給輸氧。呼吸及心跳停止者立即進行人工呼吸和心臟按壓術。就醫。
防護措施
工程控制:生產過程密閉,全面通風。 呼吸系統防護: 高濃度環境中,佩帶供氣式呼吸器。 眼睛防護: 一般不需特殊防護,高濃度接觸時可戴化學安全防護眼鏡。 防護服: 穿工作服。 手防護: 一般不需特殊防護,高濃度接觸時可戴防護手套。 其他: 工作現場嚴禁吸煙。避免長期反復接觸。進入罐或其它高濃度區作業,須有人監護。
泄漏處置
迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,并隔離直至氣體散盡,切斷火源。建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿一般消防防護服。切斷氣源,噴霧狀水稀釋、溶解,將漏出氣用排風機送至空曠地方或裝設適當噴頭燒掉。抽排(室內)或強力通風(室外)。漏氣容器不能再用,且要經過技術處理以清除可能剩下的氣體。
包裝儲運
儲運注意事項: 易燃壓縮氣體。儲存于陰涼、通風倉間內。倉溫不宜超過30℃。遠離火種、熱源。防止陽光直射。應與氧氣、壓縮空氣激歷、氧化劑等分開存放。儲存間內的照明、通風等設施應采用防爆型,開關設在倉外。配備相應品種和數量的消防器材。罐儲時要有防火防爆技術措施。露天貯罐夏季要有降溫措施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。驗收時要注意品名’,注意驗瓶日期,先進倉的先發用。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。
甲醇下游產品的開發與利用有哪些?
甲醇的下游產品大致有: 甲醛、冰醋酸、二甲醚(DME)、MTBE、二甲基甲酰胺(DMF)、甲胺、 甲酸甲酯、甲烷氯化物(CMS)、乙二醇、碳酸二甲酯(DMC)、硫酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇(PVA)、對苯二甲酸二甲酯(DMT)、二甲基亞砜(DMSO)、MTO/MTP、甲醇蛋白源銀首、合成橡膠、甲醇燃料、燃料電池等。
一、直接產品有:甲醛、冰醋酸、二甲醚(DME)、MTBE、甲胺、甲酸甲酯、甲烷氯化物(CMS)、碳酸二甲酯(DMC)、硫酸二甲酯、二甲基亞砜(DMSO)、MTO/MTP、甲醇蛋白
1、
甲醛
甲醛是甲醇最重要的下游產品之一,也是最重要的基本有機化工原料之一。它最大的用途是生產酚醛樹脂、黏合劑及其它有機化學品。近年來,隨著我國經濟建設的迅速發展,甲醛產量每年以4.5%的速度增長,年需原料甲醇100萬噸以上。為滿足化工市場的需求,應大力開發以甲醇為原料的生產甲醛的新工藝,以滿足優質工程塑料(酚醛樹脂)和烏洛托品等合成的需要。
2、冰醋酸
我國醋酸生產主要有羰化法、乙烯法及乙醇法,根據全國醋酸行業協作組提供的數據顯示,2005年我國甲醇羰基合成法制醋酸產能約為90萬t,產量76.6萬t,消耗甲醇49萬t;2006年產能約為140萬t,產量118.3萬t,消耗甲醇76萬t。
2010年我國羰基法醋酸產能可達到705萬t。若開工率按85%計,屆時羰基法醋酸產量將達到378萬~600萬t噸。按生產1噸醋酸需要0.6t甲醇計算,則需要消耗甲醇227萬~360萬t。
3、二甲醚(DME)
據統計,到2007為止,我國共有二甲醚生產企業30家,產能合計261萬噸/年,產量130萬噸。其中需外購甲醇的共23家,產能合計170.5萬噸;自配甲醇裝置的共7家,產能合計90.5萬噸。另外,2008年將新增二甲醚產能147.5萬噸。目前國內二甲醚的主要用途是替代LPG、氣霧推進劑,其次是作為柴油的主要替代燃料,也作為化工原料,用來生產硫酸二甲酯、聚甲基苯和高純度氮、N-二甲基苯胺和其他化學物的甲基試劑。另外,它還作為清洗劑,用于高精密儀器(電子儀器)表面的清洗。還可作為環保型制冷劑和發泡劑等。
4、MTBE
異丁烯和甲醇在強酸性陽離子交換樹脂作用下生成的甲基叔丁基醚是一種良好的高辛烷值汽油成份。MTBE主要用作汽油的改性劑添搏仔加到汽油中。由MTBE及MTBE裂解制取高純異丁烯,生產高技術含量、高附加值、市場前景較好的丁基橡膠、甲基丙烯酸甲酯、聚異丁烯等精細化工產品也被市場看好。2007年我國MTBE產量估計為170萬噸。
5、甲胺
甲胺是一種重要的脂肪胺,以液氨和甲醇為原料,在催化條件下,通過加壓精餾分離不同結構的系列產品(一甲胺、二甲胺、三甲胺),是基本的有機化工原料之一。目前國內年生產能力為25萬噸左右,隨著我國DMF的迅速發展,也帶動了甲胺特別是二甲胺需求量的不斷增雹數加。一甲胺、二甲胺和三甲胺等都是化學工業、農藥、醫藥及涂料的中間體,有相當大的市場前景。
6、甲酸甲酯 甲酸甲酯(MF),又名蟻酸甲酯,是一種用途廣泛的低沸點溶劑,可直接用作殺蟲劑、殺菌劑和用于處理谷物、水果、干果、煙草的熏蒸劑,可用作合成磺胺和鎮咳藥的原料。甲酸甲酯常用作醫學、農藥和有機合成的中間體,醋酸纖維素的溶劑。甲酸甲酯有很高的反應活性,由它出發,可制得 50 多個產物,故被稱為萬能中間體。目前MF主要用于生產甲酰胺、二甲基甲酰胺
(DMF)、甲酸以及為數眾多的高附加值精細化工產品,如:丙二酸酯系列產品,乙醇酸及其下游產品、甘氨酸等。我國甲酸甲酯年生產能力約
在5萬噸,需求量約為8萬噸。
7、甲烷氯化物(CMS) 甲烷氯化物(CMS)是一氯甲烷、二氯甲烷、(氯仿)和四氯化碳的總稱,是重要的有機氯產品。CMS除可用作脫脂(漆)劑、萃取劑、氣霧劑、制冷劑、滅火劑和麻醉劑等以外,還是生產醫藥、農藥、合成纖維、塑料、有機硅和有機氟系列產品等的原料。甲烷氯化物(CMS)的工業生產是以甲醇和氯氣為主要原料,采用直接氯化生產工藝,近年來我國CMS生產發展較快,總生產能力超過25萬t/a。
8、碳酸二甲酯(DMC)
DMC是一種重要的工業碳酸酯,作為優良的甲基化劑,用來合成食品添加劑、抗氧化劑、染料、藥物中間體、農藥等,是光氣和硫酸二甲酯理想的替代物。多以甲醇、CO、H2、 O2為原料,采用甲醇氧化羰基工藝生產。目前我國的碳酸二甲酯的總產能在 10萬 t/a以上
9、硫酸二甲酯(DMS)分子式(CH3O)2SO2,無色,略有洋蔥氣味的油狀液體,高毒,是可疑的人類致癌物。工業上主要用作甲基化劑、制藥、染料和香料等工業。由于DMS的高毒性和對設備的高腐蝕性,工業上都逐漸采用DMC來替代DMS。隨著國家環保要求的提高,改產品將最終被被淘汰。
10、二甲基亞砜(DMSO) 是極為重要的非質子極性溶劑和重要的精細化工產品,一向被譽為:“萬能溶媒”,在國外稱為“萬能藥”,廣泛應用于醫藥、農藥、石油、化工、有機合成、電子、涂料、冶金、染料和高分子材料等許多化學工業領域,并且一些新的用途還在不斷被發現。我國DMSO生產采用二硫化碳、甲醇為原料,經過合成、氧化、中和、蒸發、脫鹽、減壓精餾制得產品,均采用液相乳化法新工藝。目前產能在5萬噸以上。
11、MTO/MTP 甲醇制烯烴的MTO工藝和甲醇制丙烯的MTP工藝是目前重要的C1化工技術,是以煤基或天然氣基合成的甲醇為原料,生產低碳烯烴的化工工藝技術,是以煤替代石油生產乙烯、丙烯等產品的核心技術。目前還沒有工業化生產裝置,可以預見,隨著高油價的到來,MTO/MTP將很快實現工業化。
12、對苯二甲酸二甲酯(DMT) 白色針狀晶體,熔點140.7℃,沸點284℃,易升華,DMT由對苯二甲酸與甲醇酯化而得。
13、甲醇蛋白 甲醇蛋白是以甲醇為基質生產的單細胞蛋白。甲醇蛋白是通過培養單細胞生物而獲得的菌體蛋白質,目前主要用作畜禽飼料蛋白,與其他飼料蛋白如魚粉、大豆等天然動植物蛋白質相比,營養價值較高。目前國內蛋白飼料的實際缺口達1200萬噸。若此缺口的1/10由甲醇蛋白來填補,則需要甲醇蛋白120萬噸。
二、間接產品有:二甲基甲酰胺(DMF)、乙二醇、聚乙烯醇(PVA)、甲基丙烯酸甲酯
1、二甲基甲酰胺(DMF)無色、淡的胺味的液體,主要應用于聚氨酯、腈綸、醫藥、農藥、染料、電子等行業。,非水溶液滴定溶劑。乙烯樹脂和乙炔等的溶劑。DMF的工業生產主要有甲酸酯化二步法,甲醇脫氫二步法和一步法。目前國內DMF生產行業五巨頭(浙江江山、華魯恒升、安陽九天、安徽淮南、章丘日月)總的DMF產能接近年產50萬噸,均采用一步法工藝。
2、乙二醇 開發甲醇生成乙二醇路線,可以實現以煤代油合成乙二醇,具有重要意義。甲醇制甲醛再轉化為乙二醇的路線,鑒于合成氣制甲醇技術和甲醇生產甲醛技術都已經非常成熟,因而該工藝很有開發前景。我國乙二醇的消費構成中約95%用于生產聚酯,5%用于生產防凍劑等方面。近年來,由于聚酯工業需求強勁,國內市場對乙二醇需求保持快速增長的勢頭。據預測,2008年我國聚酯產量將達到1730萬噸,按聚酯單耗0.34噸/噸計算,約需乙二醇588萬噸;2010年聚酯產量為1900萬噸,約需要乙二醇646萬噸。加上防凍液等5%的需求。預計2008年國內乙二醇總需求量約617萬噸,2010年約需要677萬噸。
3、聚乙烯醇(PVA)
生產聚乙烯醇的工藝路線按原料分,有乙烯法和乙炔法兩類。PVA主要用于制造聚乙烯醇縮醛,由于PVA具有獨特的強力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護膠體性、氣體阻絕性、耐磨性以及經特殊處理具有的耐水性,因此除了作纖維原料外,還被大量用于生產涂料、粘合劑、紙品加工劑、乳化劑、分散劑、薄膜等產品,應用范圍遍及紡織、食品、醫藥、建筑、木材加工、造紙、印刷、農業、鋼鐵、高分子化工等行業。
4、甲基丙烯酸甲酯 目前生產甲基丙烯酸甲酯(MMA)主要的生產工藝路線是:先將ACH轉化為甲基丙烯酰胺硫酸鹽,然后再水解、酯化生成甲基丙烯酸酯。截至2006年8月,我國共有5家較大的MMA生產企業,總產能達29.8萬噸/年。
三、替代產品有:甲醇燃料、燃料電池、生物柴油
1、甲醇燃料 我國在甲醇燃料的開發及應用已具有了一定的基礎:在汽油中摻入5%、15%,、25%和85%的甲醇及用純甲醇(100%)作為汽車燃料。據預計2010年我國M85~M100的甲醇汽車將達到1萬輛左右,按每輛汽車每年消耗20噸甲醇計算,則共需要消耗甲醇20萬t。另外,預計到2010年我國將有2000萬t汽油摻燒甲醇,若比例按15%計算,則需要300萬t甲醇。以上兩部分共需要甲醇320萬t。
2、燃料電池 直接以甲醇為燃料,以甲醇和氧的電化學反應將化學能自發地轉變成電能的發電技術稱之為直接甲醇燃料電池(DMFC)。它的主要特點是甲醇不經過預處理可直接應用于陽極反應產生電流,同時生成水和二氧化碳,對環境無污染,為潔凈的電源。
3、生物柴油
生物柴油是清潔的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料制成的液體燃料,是優質的石油柴油代用品。截止2007年,中國有大小生物柴油生產廠2000多家,而且,各地相同項目的立項、審批還在繼續。預計到2010年,中國生物柴油的需求量將達到2000萬噸/年,按國家再生能源中長期規劃,那時的產能是20萬噸/年。需求與產量的反差,將會是形成產品供不應求的局面。
華北地區甲醇市場疲軟,主流價格在2000-2400元/噸,其中,河北甲醇出廠價集中在2400元/噸;山西甲醇主流價格在2200-2300元/噸不等;內蒙古地區甲醇企業出廠價格在2050-2250元/噸。甲醇:30日山東地區市場陰跌
下游需求恢復遲緩,山東甲醇企業出貨放緩,企業主流出廠成交價格高端下滑30元/噸至2500-2550元/噸,中東部個別廠家成交低至2480元/噸。山東西北部主要企業主流出廠成交在2500-2550元/噸,受雨雪影響企業出貨一般;山東中東部主要甲醇企業主流出廠成交在2530-2550元/噸左右;山東南部地區主要企業主流價格集中在2520-2540元/噸。甲醇:30日山西地區行情暫穩
山西甲醇市場暫穩,目前企業出廠主流成交價格在2250-2300元/噸左右,個別小單成交略低在2200元/噸,下游需求恢復遲緩,企業出貨一般。甲醇:30日河北地區市場平穩
今日河北石家莊及周邊地區甲醇出廠價格暫穩在2450-2500元/噸,主流集中在2450元/噸,受河北周邊地區甲醇走跌影響,目前下游觀望為主,采購謹慎;唐山地區主要企業出廠主流平穩在2400元/噸。
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