乙烯ethylene
沿革 19世紀(jì)末，德國化學(xué)家P.弗里切在美國建立了以含乙烯氣體為原料的小規(guī)模生產(chǎn)乙醚的裝置，開始了乙烯化學(xué)利用的初步嘗試。隨后又出現(xiàn)了從焦?fàn)t煤氣中分離乙烯和由乙醇脫水制乙烯的方法，并在工業(yè)上得到小規(guī)模應(yīng)用。20世紀(jì)初，隨著石油化工的崛起，副產(chǎn)乙烯的數(shù)量已不敷需要。1920年，美國聯(lián)合碳化物公司的下屬公司──林德空氣產(chǎn)品公司開發(fā)了乙烷、丙烷高溫裂解制乙烯的方法。1923年，聯(lián)合碳化物公司在西弗吉尼亞州建立了第一個(gè)石油烴類裂解制乙烯的石油化工廠。
隨著乙烯的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向以石油和天然氣為原料后，過去以乙炔和其他化學(xué)品為原料生產(chǎn)的一些有機(jī)化工產(chǎn)品，如氯乙烯、乙醛、醋酸、環(huán)氧乙烷、乙二醇等相繼轉(zhuǎn)向以乙烯為原料?，F(xiàn)在，乙烯衍生物包括大量有機(jī)產(chǎn)品和高分子材料，因此，世界各國均以乙烯產(chǎn)量作為衡量一個(gè)國家石油化工生產(chǎn)水平的標(biāo)志。世界的乙烯產(chǎn)量增長很快，1960年為2.91Mt，而1985年年生產(chǎn)能力達(dá)到55.49Mt。近年來，世界乙烯生產(chǎn)能力主要集中在工業(yè)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的情況正在發(fā)生明顯的變化。中國從60年代初期開始發(fā)展乙烯的生產(chǎn)和利用。
生產(chǎn)方法 工業(yè)上采用的乙烯生產(chǎn)方法有石油烴裂解，乙醇催化脫水、焦?fàn)t煤氣分離等。由于石油和天然氣資源豐富，大規(guī)模生產(chǎn)乙烯成本低、質(zhì)量好。因此，大量乙烯主要用石油烴裂解法生產(chǎn)（見彩圖）。乙醇催化脫水法、焦?fàn)t氣分離法只有小量生產(chǎn)。
乙醇脫水 乙醇催化脫水制乙烯是工業(yè)上早期采用的方法。脫水所用催化劑為載于焦炭的磷酸、活性氧化鋁或ZSM分子篩，反應(yīng)溫度一般為360～420°C。以焦炭為載體的磷酸催化劑是工業(yè)上早期使用的催化劑，其特點(diǎn)是所得產(chǎn)品純度高，脫水產(chǎn)物經(jīng)水洗和干燥后可得純度99.5％的乙烯。但是磷酸催化劑有酸瀝出、泄漏，引起腐蝕等問題，操作時(shí)需要經(jīng)常卸出催化劑和更新設(shè)備，處理能力也較低。氧化鋁催化劑特別是分子篩催化劑較為清潔、堅(jiān)固，沒有設(shè)備腐蝕問題，為目前所采用。所用的反應(yīng)器有固定床和流化床兩種，前者的乙烯產(chǎn)率為94％～96％，后者為99％。反應(yīng)氣體需經(jīng)過凈化。一般凈化系統(tǒng)采用在中壓低溫下操作的兩座精餾塔。在第一精餾塔塔頂除去輕組分，第二精餾塔除去重組分，產(chǎn)品乙烯則在第二精餾塔頂?shù)玫?。目前，中國、印度、巴西和巴基斯坦等國仍有部分工廠采用此法生產(chǎn)乙烯。
焦?fàn)t煤氣分離 焦?fàn)t煤氣中約含有2％的乙烯，早期是用硫酸吸收乙烯，經(jīng)處理后轉(zhuǎn)化成乙醇，再催化脫水釋出乙烯。用這種方法生產(chǎn)的乙烯含雜質(zhì)較多，純度不高。隨著合成氨技術(shù)的發(fā)展，英國克勞德公司發(fā)展了焦?fàn)t煤氣低溫分離法，在分離氫氮混合氣的同時(shí)也分離出乙烯。焦?fàn)t煤氣經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮至1.6MPa，經(jīng)水洗、堿洗脫除二氧化碳等酸性氣體后，被來自系統(tǒng)的低溫氣體預(yù)冷至-110°C，此時(shí)焦?fàn)t氣中的乙烯和一部分甲烷等被冷凝為粗乙烯餾分，未冷凝的氣體在系統(tǒng)中進(jìn)一步用液氮冷卻分離出氫氮混合氣。粗乙烯餾分再經(jīng)乙烯提純系統(tǒng)，使乙烯純度提高到97％以上，作為產(chǎn)品乙烯。聯(lián)邦德國、法國等有少數(shù)這種裝置，但由于從焦?fàn)t煤氣中能回收的乙烯數(shù)量有限，流程較長，工業(yè)上已不再采用。
用途 以乙烯為原料通過多種合成途徑可以得到一系列重要的石油化工中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品（見彩圖）。其中高、低密度聚乙烯，環(huán)氧乙烷和乙二醇，二氯乙烷和氯乙烯，乙苯和苯乙烯，以及乙醇和乙醛，是乙烯的主要消費(fèi)產(chǎn)品（見表）。
由乙烯生產(chǎn)裝置所得的乙烯大多以液態(tài)貯存，然后再用泵和管道外輸使用。近代乙烯生產(chǎn)裝置都設(shè)有大型低溫貯存容器，常用的是球罐，也有圓筒形容器。早期液體乙烯是用低溫槽車或低溫罐車運(yùn)輸；也可以用特制的船舶運(yùn)輸，每艘船上運(yùn)載數(shù)十個(gè)大型貯罐，每個(gè)貯罐可存0.4～2kt乙烯，船上配有乙烯壓縮液化裝置，從而可避免在運(yùn)輸過程中的蒸發(fā)損失。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家主要依靠管道在工廠間輸送乙烯，并有地下或地上的乙烯貯庫或貯罐。（見烴類裂解）
上一條：乙炔acetylene
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