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为什么说烯烃重要?你可能没听过这个词,但它充满了你的生活

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发表于 2023-11-20 19:47:44|来自:中国浙江湖州 | 显示全部楼层 |阅读模式
一提到化工产品,就会想到“科技与狠活”?其实,化工产品在人类的日常生活中发挥着举足轻重的作用。
从先进食品的包装,到洗手液等一系列洗护用品,以及清洁所用的消毒水,人们的生活已经离不开化工产品。作为“国民生活的基石”,每一次化工技术进步,都在无形中推动社会向前发展。
说起传统的化工行业,我们首先会想到石油化工,而石油化工中必不可少的是什么呢?
答案是烯烃。


概念梳理——石油、乙烯和烯烃

提到烯烃,很多人可能会一头雾水,但是对于乙烯,大部分人就会熟悉得多。众所周知,石油化工与能源、纺织、印染、橡胶、塑料、药物生产等等密切相关,乙烯作为石油工业的副产品,其产量的多少反映了石油化工是否繁荣,因此乙烯也被认为是衡量一个国家化工水平的重要标志。
而乙烯和今天的主角——烯烃之间又存在什么关系呢?
在有机化学中,“烃”指的是只由碳氢两种元素组成的有机化合物。而烯烃由于含有C=C双键(碳碳双键)的碳氢化合物,属于不饱和烃。同时,最简单的烯烃只有一个C=C双键,没有其他官能团,故而被国际纯粹与应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry,IUPAC)命名为乙烯。因此,烯烃又被称作乙烯基化合物。


摸清特点——特有双键赋予的特殊性质

烯烃特有的双键(即C=C双键,也称碳碳双键)赋予了其很多特殊的性质。尽管烯烃是一种相对稳定的化合物,但由于C=C双键的存在,其反应性较烷烃(单键烃类)更强。
烯烃的大多数反应都与C=C双键有关。双键由一个δ键和一个π键组成,π键因能量较高所以处于不稳定的状态,当双键被其他试剂进攻时,π键就会断裂,从而形成新的化合建。


探索“前身”——烯烃从何而来?

大多数烯烃都来源于原油,并不是因为它们本身在原油中大量存在,而是由原油中的烷烃经过裂解后所产生的。
裂解是利用热量和催化剂分解烷烃的过程。裂解过程很重要,它将用处较少的长链烷烃转化为更小、更有用的烷烃,接着产生更有价值的烯烃,如乙烯和丙烯。目前,全球乙烯工业的主要生产工艺是蒸汽裂解和甲醇制烯烃(MTO)。


从玩具到化妆品——堪比百科的多元用途

乙烯是是最重要的石油化学衍生单体之一,具有最大的烯烃市场。研究表明,世界范围内所生产的最重要和最丰富的有机化学品中,两种简单的烯烃——乙烯和丙烯便位列其中,它们作为起始材料被用于合成许多有价值化合物。
表1 乙烯作为原料制备的化工产品


表2 丙烯作为原料制备的化工产品


根据《全球乙烯市场研究报告》,2021年全球乙烯产能估值为2.1635亿吨/年。预计从2021年到2026年,该市场年平均增长率将超过7%。美国、中国、沙特阿拉伯、韩国和伊朗是世界上占乙烯总产量50%以上的关键国家。
从全球乙烯工业区域层面展望,全球乙烯工业的关键地区是亚洲、北美、中东、欧洲、前苏联、南美洲和非洲,而亚洲是全球乙烯产能贡献最大的地区。
一个假设——没有烯烃,世界将会如何?

烯烃作为经济和生产社会的重要原料之一,横跨高分子材料和精细化工,其乙烯、丙烯等上游产能直接决定下游化工品产能,方方面面影响着我们的生活。
全球石油化工市场的主要商品是氨、尿素、乙烯、甲醇、丙烯、聚乙烯、纯化对苯二甲酸(PTA)、聚丙烯和二甲苯。其中氨的容量最高,其次是丙烯、聚乙烯、PTA,其次是聚丙烯,最后是二甲苯。
不难看出,在全球石油化工市场中,烯烃扮演着举足轻重的地位,乙烯也发挥着不可替代的作用。烯烃的产能减少,对于我们来说,可能会面临诸多生活资源短缺的问题。更进一步地说,假如没有烯烃,我们可能会过着在毛坯房里用清水洗澡的日子。
参考文献:
[1] Masih M, Algahtani I, De Mello L. Price dynamics of crude oil and the regional ethylene markets[J]. Energy Economics, 2010, 32(6): 1435-1444.
[2] Alshammari A, Kalevaru V N, Bagabas A, et al. Production of ethylene and its commercial importance in the global market[M]//Petrochemical catalyst materials, processes, and emerging technologies. IGI Global, 2016: 82-115.
[3] Eramo M. Shale energy resources driving resurgence for ethylene industry[J]. Hydrocarbon Processing, 2013.
编辑:应奕可
出品:科普中国
作者:Denovo
监制:中国科普博览



来源:https://view.inews.qq.com/k/20230828A08RJN00
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