苯乙烯上下游产业链及生产工艺详解
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苯乙烯上下游产业链及生产工艺详解

最新高手视频! 七禾网 时间:2020-11-24 10:11:53 来源:链塑网

乙烯:了解苯乙烯吗?它是什么?它怎么来的?主要用途是什么?上下游产品形态是怎样的?


(图源:广州化工交易中心)


(图源:广州化工交易中心)


什么是苯乙烯?


苯乙烯也被称为乙烯基苯,是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物。室温下,苯乙烯是一种具有甜味的粘稠易挥发液体,但苯乙烯浓度过高时,气味就会变得令人不愉快。苯乙烯中,乙烯基的电子与苯环共轭。苯乙烯不溶于水,溶于乙醇、乙醚中,暴露于空气中逐渐发生聚合及氧化。工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。



苯乙烯化学性质&储存方式


苯乙烯双键化学性质活跃,在室温下即能缓慢聚合,苯乙烯自聚生成聚苯乙烯树脂,它还能与其他的不饱和化合物共聚,生成合成橡胶和树脂等多种产物。


苯乙烯自聚反应影响产品质量。因此苯乙烯储存要加阻聚剂[对苯二酚或叔丁基邻苯二酚(0.0002%~0.002%)作稳定剂,以延缓其聚合才能贮存,并且储存温度要在25℃以下,储罐企业与客户约定最长存货时间一般不超过90天,运输作业避开高温时间段。


苯乙烯怎么来的?


苯乙烯的生产工艺主要有三种,主要途径分别是乙苯脱氢、PO/SM联产、裂解汽油抽提。


1、乙苯脱氢法


乙苯在催化剂作用下,达到550~600℃时脱氢生成苯乙烯,是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90%。


特点:工艺技术相当成熟,产品纯度高,装置运行平稳,操作弹性大。


(图1 乙苯脱氢法生产工艺路线图)


2、PO/SM联产法


即环氧丙烷-苯乙烯联产法,又称共氧化法。乙苯被氧气氧化生成乙苯的过氧化物,之后,该过氧化物被用来氧化丙烯,得到1-苯基乙醇和环氧丙烷。最终,1-苯基乙醇脱水后就可以得到苯乙烯。


特点:生产每吨苯乙烯的同时,可联产0.4t环氧丙烷。它既不需脱氢法那样的高温,又可避免氯醇法生产环氧丙烷的污染问题。但反应复杂、副产物多、工艺过程长,乙苯单耗较脱氢法高。


(图2 PO/SM联产法生产工艺路线图)


3、裂解汽油抽提法


这是近几年发展起来的没有大规模应用的苯乙烯生产新技术路线。石脑油、柴油、液化石油气为原料的蒸汽裂解制乙烯装置生产的裂解汽油中约含4%-6%的苯乙烯,采用抽提方式可将其中的苯乙烯分离出来。


特点:产品色度一般较高、含有硫且波动较大(可用于UPR等要求较低的领域)。


(图3 裂解汽油法生产工艺路线图)



苯乙烯上游原料


苯乙烯的直接上游是乙烯和纯苯。


1、纯苯


基本化工原料。纯苯的应用主要包括苯乙烯、己内酰胺、苯胺及酚酮等四大需求,其中纯苯最大的下游是苯乙烯,2018年我国苯乙烯对纯苯的消费占比为39%。


2、乙烯


乙烯下游衍生品较多,其中苯乙烯是聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和环氧乙烷(EO)排位之后的第四大乙烯衍生品。


苯乙烯主要下游产品及其终端应用


苯乙烯上承煤油,下接橡塑。主要下游产品涉及发泡聚苯乙烯(EPS)、聚苯乙烯(PS)、ABS树脂、合成橡胶(SBR、SBL、SBS等)、不饱和聚酯树脂(UPR)以及苯乙烯类共聚物(如SBC),终端主要应用在塑料和合成橡胶制品。


1.可发性聚苯乙烯(EPS)


EPS是苯乙烯与发泡剂及其他添加剂制得的产品,具有相对密度小、热导率低、吸水性小、耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振、介电性能优良等优点。


终端应用:EPS广泛应用于建筑内外墙保温、地热采暖、冷库、冷藏室、轻体房、低温箱、保鲜箱包装、日用品,工业铸造等领域,也可用于展示会场、商品橱、广告招牌及玩具制造。EPS板保温体系是由特种聚合胶泥、EPS板,耐碱玻璃纤维网格布称和饰面材料组成,集保温、防水、防火,装饰功能为一体的新型建筑构造体系,该技术将保温材料置于建筑物外墙外侧,不占用室内空间,保温效果明显,便于设计建筑外形。


2.非可发性聚苯乙烯(PS)


分为通用性聚苯乙烯(GPPS)和高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。


通用性聚苯乙烯(GPPS):由苯乙烯单体聚合而成,是一种热塑性树脂,为无色、无臭、无味、透明、有光泽的珠状或粒状固体。优点是透明度高、刚性好、流动性高、电绝缘性好,缺点是易应力开裂(较脆)。


终端应用:GPPS通常用于电气仪表外壳、化妆品容器、光学零件(如三棱镜、透镜)、玩具、灯具以及其他日用品如餐具等。


高抗冲聚苯乙烯(HIPS):是为了解决GPPS冲击脆性的缺点,将顺式聚丁二烯橡胶加入苯乙烯而得到的热塑性材料,一般添加比例在8%左右。在加入顺丁橡胶以后,聚苯乙烯的韧性大幅提高,代价是透明度丧失。


终端应用:HIPS常用于电器外壳/零件、仪表仪器配件、文具/玩具等。


3.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)


ABS树脂是五大合成树脂之一,是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的共聚物,具有抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良等优点,还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工。


终端应用:被广泛应用于家用电器、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域,其中家用电器用量占比在60%左右,是一种用途极广的热塑性工程塑料。


4.不饱和聚酯树脂(UPR)


化工原料的一种,它是由饱和二元酸、不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线形聚合物,经过交联单体或活性溶剂稀释形成的具有一定黏度的树脂溶液。UPR生产简便、原料易得,产品粘度低、成型工艺多、常温常压固化。


终端应用:UPR是我国热固性树脂中用量最大的品种,也是国内玻璃钢、人造石、工艺品等用量最多的基体树脂。


5.丁苯橡胶(SBR)


又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理机构性能,加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶,有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良,可与天然橡胶及多种合成橡胶并用。


终端应用:大量用于制造轮胎、胶带、胶鞋以及其他多种橡胶制品,近年来广泛用于潜水料,如潜水衣,运动护具,塑身用品,礼品,保温杯套,钓鱼裤,鞋材等领域。


苯乙烯产能情况


2006年起,国内苯乙烯产能发展逐渐加速,到2018年,国内共有44家苯乙烯生产厂家、52条生产线,总产能925万吨,占全球总产能的1/3。来来几年内,随着国内大炼化企业配套下游苯乙烯装置,以及民营炼化一体化项目的逐步投产,国内苯乙烯行业仍保持高速扩能。


分地区来看,国内苯乙烯装置主要分布在华东、华北、华南、东北地区。其中,43%的产能分布在华东地区,23%的产能分布在华北地区,14%的产能分布在华南地区。未来三年内新增产能主要分布在华北、华东、华南等地。


随着新能源汽车的发展,5G 通讯兴起和共享经济推行,对材料的强度、耐温、耐候、低介电性能等性能要求提升,高标准要求的塑料材料应用需求快速增长,差异化的高端改性塑料将迎来发展的春天。

责任编辑:李烨

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