我国乙烯系产品及生产状况

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1、我国乙烯系产品的生产状况目前，乙烯的产量在各种有机产品中居首位。乙烯是烯烃中最简单的化合物，由于它具有极其活泼的双键结构，因而其反应能力很强，且成本低、纯度高、易于加工利用，所以是有机化工中最重要的基本原料。n通过乙烯的聚合、氧化、卤化、烷基化、水合、羰基化、齐聚等反应的实现，可以得到一系列极有价值的乙烯衍生物，如环氧乙烷、乙二醇、乙醛、醋酸、醋酸乙烯、乙苯、聚乙烯等，由乙烯出发还可生产溶剂、表面活性剂、增塑剂、合成洗涤剂、农药、医药等。n乙烯系主要合成产品及其用途如表6-1所示。n就用途而言，乙烯最大的消费是塑料工业，其中尤以聚乙烯所需乙烯量最大，乙烯的其它消

2、费依次为环氧乙烷、乙苯、乙醛、乙醇，还有醋酸乙烯、α-烯烃、卤代烷等。乙醛氧化法（1）按原料路线，乙醛氧化法主要有粮食酒精（乙醇）乙醛氧化法、电石乙炔乙醛氧化法和石油乙烯乙醛氧化法。（2）乙炔乙醛氧化法生产醋酸，是先用电石乙炔水合法制乙醛，然后乙醛再氧化成醋酸。该法耗电量大，且乙炔氧化生产乙醛需使用硫酸汞作催化剂，而汞对环境污染严重，故此法难以生存，在国内外已被淘汰。（3）酒精（乙醇）乙醛氧化法属20世纪三四十年代传统方法，用该法每生产一吨醋酸耗粮食2吨，成本高，规模小，该工艺生产路线在发达国家已被淘汰，在发展中国家仍有应用，也必将随着醋酸工艺技术的发展而被取代

3、。(2)乙烯乙醛氧化法（二段乙烯氧化法）利用石油资源，制取乙烯，再以乙烯逐级氧化制取醋酸。该路线使用乙醛作为中间体，由乙烯氧化生成，即为Wacker工艺。Wacker工艺开发之前，使用乙炔生产乙醛，生产费用较高，同时需采用有毒的汞基催化剂。乙烯乙醛氧化法法因工艺简单，收率较高，在20世纪60年代发展迅速。传统的乙醛氧化工艺是以溶解的醋酸钴、醋酸锰（一般为0.1%醋酸锰）或醋酸铜为催化剂，在50~70℃下将醋酸溶液中所含5%~15%的乙醛进行空气或氧气液相氧化反应。如果采用氧气代替空气，反应温度稍有上升。反应系统要施加足够的压力以使乙醛保持为液相状态。醋酸通过自由

4、基机理生成，过醋酸作为中间产物。但因该法目前所利用的自然资源限于石油，乙烯又是有多种用途的宝贵基础原料，因此自甲醇羰基合成法制醋酸技术问世后，该方法基本没有更大发展。另外，自从开发了乙烯氧化制乙醛法和乙醛再氧化制醋酸法后，人们期望将这两步工艺合为一步，多年来对乙烯一步制醋酸工艺进行了许多研发工作。（3）乙烯直接氧化法乙烯直接氧化制醋酸的一步法气相工艺由日本昭和电工株式会社开发成功，己于1997年在日本大分建成一套10万吨/年醋酸装置。该工艺由乙烯不经乙醛直接氧化为醋酸，以负载钯的催化剂为基础（含有三种组分），反应在多管夹套反应器中进行，反应温度为150~160℃

5、，反应器进料为乙烯、氧气、蒸汽与稀释用氮气，使用蒸汽旨在提高醋酸的选择性。反应是强放热过程，反应器壳层的锅炉给水被转化为蒸汽。醋酸选择性超过86%，同时还生成乙醛和CO2，乙醛可循环至氧化反应器进一步增加醋酸的总收率。该法与乙烯乙醛氧化法相比，投资省，工艺简单，废水排放少。这种方法主要适用于5~10万吨/年规模的生产装置。Wacker公司还开发了基于丁烯的工艺。（4）甲醇羰基合成法（MC）以一氧化碳和甲醇为原料，用羰基合成法生产醋酸。甲醇羰基合成法有高压法和低压法两种技术。前者由于投资高，能耗高，己被后者所取代。低压甲醇羰基合成法以碘化铑为催化剂，工艺反应条件温

6、和（压力约3.4MPa），收率较高（甲醇对醋酸的选择性达99%以上），生产成本低，很快被推广采用。20世纪80年代以来，世界各国新建醋酸装置基本上都采用低压甲醇羰基合成法。该法在经济上具有较强的竞争力，并随着生产规模的扩大和高效催化剂的采用，其优势更加明显。目前，甲醇羰基化法（MC）己是醋酸生产的主流技术，生产醋酸己占全球醋酸生产量的65%以上。但由于铑的价格昂贵，铑回收系统费用高且步骤复杂，人们仍在开发甲醇羰基合成法的改进工艺与其他催化剂。最主要的两项改进工艺是塞拉尼斯公司的AOPlus工艺和BP公司的Cativa工艺。传统的孟山都/BP工艺在反应系统中需要大

7、量的水以保持催化剂的稳定性和反应速率，由于反应器中水的浓度高达14%~15%，因此将水从醋酸中分离是高能耗的工序，并限制了装置的生产能力。开发出能补偿催化剂稳定性下降的工艺，降低水的浓度，则可大幅度降低操作费用和投资费用。（4-1）BPCativa工艺BP公司是世界最大的醋酸供应商，世界醋酸生产的70%采用BP技术。BP公司1996年推出Cativa技术专利，Cativa工艺采用基于铱的新催化剂体系，并使用多种新的助剂，如铼、钌、锇等，铱催化剂体系活性高于铑催化剂，副产物少，并可在水浓度较低（小于5%）情况下操作，可大大改进传统的甲醇羰基化过程，削减生产费用高达

8、30%，节减扩建费用50