ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Современное состояние производства и потребления низших олефинов из "Пиролиз углеводородного сырья" Сырьевая база промышленности органического синтеза тесно связана со структурой топливно-энергетического баланса отдельных регионов и стран. Преобладание угля в этом балансе создало в свое время сырьевую основу для производства химической продукции на коксохимических заводах и на базе ацетилена. С переходом энергетики и транспорта на преимуш,е-ственное использование нефти и газа ацетилен в большинстве промышленных процессов был вытеснен нефтехимическим этиленом, а источником получения ароматических углеводородов, помимо коксохимического производства, стала нефтепереработка. Современный этап развития промышленности органического синтеза определяется обычно как нефтехимический однако его можно называть и олефиновым . При мировом объеме производства продуктов в процессах тяжелого органического синтеза, равном 100 млн. т в год, мош ности по этилену достигают 50 млн. т в год [2]. [c.6] Сроки и темпы перехода промышленного органического синтеза с угольного сырья на нефтегазовое и с ацетилена на низшие олефины в разных странах были не одинаковы. В странах Западной Европы, Японии и СССР преобладание низших олефинов в сырьевой базе отрасли стало заметным с 60-х гг. В США этилен и пропилен, полученные из газов крекинга при переработке нефти, применяли наряду с ацетиленом в химической промышленности уже в 20—30-е гг. [3], а современный процесс производства низших олефинов — термический пиролиз углеводородов с водяным паром — выделился из процессов нефтепереработки и превратился в основной промышленный метод получения этилена и пропилена в период 1920—1940 гг. Работы в области производства и химического использования нефтяного и газового сырья проводились в эти же годы и в СССР. Вскоре после окончания войны вступили в строй нефтехимические заводы в гг. Сумгаите, Грозном, Куйбышеве, Уфе, Саратове, Орске и других городах. На этих предприятиях синтетический этанол, изопропанол и ацетон вырабатывались на основе этилена и пропилена, полученных в процессе пиролиза углеводородного сырья [4]. [c.6] В результате оказалось возможным увеличить единичные мощности этиленовых установок до 300 и более тыс. т этилена в год. Например, структура мощностей установок, вводимых за рубежом до 1990 г., выглядит следующим образом до 100 тыс. т этилена в год — 6 штук, от 100 до 200 — 8, от 200 до 300— 14, от 300 до 450 — 6, от 450 до 680 — 3. Следовательно, наибольшая доля прироста производства в мировой химии приходится на установки с единичными мощностями в диапазоне 300—500 тыс. т этилена в год. Преимущества мощных установок высокотемпературного пиролиза, работающих при 820—845 °С и времени контакта 0,5—0,7 с, перед установками средне-температурного пиролиза мощностью 60 тыс. т этилена в год (760—790 °С, время контакта 1,0—1,5 с) значительны выход этилена при пиролизе бензина составляет 26 против 21—22%, бутадиена-1,3 до 4,8 против 3,8—4,0%, ароматических углеводородов в пересчете на бензол 11 против 8% на сырье выработка водяного пара при этом увеличивается в три раза. В настоящее время работы по повышению технического уровня печных блоков жесткого термического пиролиза продолжаются. [c.7] На этиленовых установках, перерабатывающих жидкое нефтяное сырье, в качестве товарных продуктов, помимо этилена, получают также пропилен, фракцию углеводородов С4 и бензол, т. е. основные продукты, которые обеспечивают сырьем производства важнейших видов пластических масс, синтетических смол, каучуков, волокон и растворителей. Таким образом, увеличение выработки этилена из нефтяного сырья дополнительно стимулируется потреблением всего ассортимента продукции, получаемой в комплексном процессе пиролиза. [c.7] В ближайшие 5 лет мировая мощность по производству этилена за рубежом возрастет почти на 10 млн. т (табл. 1) [5]. В 1985 г. доля США и Канады в суммарной мощности этиленовых производств за рубежом оценивалась в 43%, стран Западной Европы — 36% и Японии 12% [5, 11, 18]. В 1980-е годы наметились изменения в размещении производства этилена, поскольку сооружение крупных нефтехимических комплексов, перерабатывающих низшие олефины, началось в развивающихся странах — Аргентине, Индии, Индонезии, Мексике, Саудовской Аравии, Турции, Венесуэле [6]. [c.8] В промышленно развитых капиталистических странах мощности нефтехимических установок загружаются неполностью, поэтому данные об объемах производства и потребления этилена и других продуктов нефтехимии, как правило, ниже данных о мощностях. Например, в начале 80-х годов средняя загрузка мощностей этиленовых установок в США составляла 80%, а в Японии — порядка 60% [9]. Зарубежную динамику производства этилена (числитель) и пропилена (знаменатель) представляют данные табл. 2 [12—15]. [c.8] Пропилен применяют в синтезах полипропилена, акрилонитрила, пропиленгликоля, ацетона, изопропилбензола, олигомеров, изопропанола, оксоспиртов, аллилацетата, глицерина. Следует отметить, что за рубежом, прежде всего в США, значительные количества пропилена вырабатываются помимо пиролиза на установках крекинга. [c.9] В зарубежной структуре потребления этилена на долю производства полиэтилена приходится 50,1%, этиленоксида и этиленгликоля— 12,3%, этилбензола — 8,0% хлорвинила—18,5% и прочих продуктов—11,1%. В структуре потребления пропилена за рубежом производство полипропилена занимает 31,3%, акрилонитрила—15,4%, изопропилбензола — 8,4%, пропилен-оксида и пропиленгликоля—11,8% и прочих продуктов —33,1 % [16, 17]. [c.9] В разных промышленно развитых капиталистических странах структура потребления низших олефинов практически одинакова. Например, в 1985 г. этилен в США распределялся среди основных потребителей следующим образом 50% — полиэтилен, 20% — этиленоксид, 15% — хлорвинил, 5% —стирол и 10% — прочие. [c.9] Основные области применения изобутена — производства изобутил метилового эфнра и изопрена, спиртов и пластических масс. [c.10] После низших олефинов второе место по значимости в сырьевой базе органического синтеза принадлежит ароматическим углеводородам и в первую очередь бензолу. Усредненная структура потребления бензола за рубежом в настояш,ее время складывается таким образом 45%—синтез этилбензола, 25%—производство фенола, 15%—гидрогенизация в циклогексан, 5%—синтез анилина, 10% — получение хлорбензола, малеинового ангидрида и ряда других продуктов [2]. [c.10] Ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы — получаются в процессах риформинга, пиролиза и при коксовании углей. Структура производства бензола в США включает пиролиз — 25%, риформинг — 50%, деалкилирование толуола — 20% и коксохимия — 5% [19, 20]. Мировое производство бензола составило в 1985 г. 18,5 млн. тик 1995 г. оценивается в 26,7 млн. т [16, 21]. В 1990 г. потребность капиталистических стран в бензоле составит 16,3 млн. т, в том числе Северной Америки — 7,2 млн. т, Западной Европы — 5 млн. т и Японии— 2,4 млн. т [22]. [c.10] В прошедшее десятилетне в нашей стране были введены крупнотоннажные установки пиролиза бензина единичной мощностью 450, 300 и 250 тыс. т этилена в год (ЭП-450, ЭП-300 и ЭП-250) и пиролиза этана мощностью 100 и 200 тыс. т этилена в год (Э-ЮО, Э-200). В настоящее время на крупнотоннажных установках производится до 50% общего выпуска низших олефинов в СССР. Постоянно ведется работа по повышению технического уровня действующих агрегатов средних мощностей их блоки пиролиза переводятся на режимы высокой жесткости, они оснащаются закалочно-испарительными аппаратами. [c.10] Структура потребления этилена в СССР характеризовалась в 1985 г. следующими данными полиэтилен — 38,4%, этанол — 17,4%, этилбензол —7,6%, хлорпроизводные—14,9%, ацетальдегид— 2,7%, этиленоксид—13,7% и прочие — 5,3%. В отечественной структуре потребления этилена, в отличие от зарубежной, выше доля производства этанола. Это объясняется главным образом тем, что в СССР некоторое количество бутадиена-1,3 производится до настоящего времени из синтетического этанола. [c.10] На начало ХП пятилетки структура потребления пропилена в СССР была представлена такими показателями фенол — 20,7%, акрилонитрил —20,6%, бутанол —16,7%, изопропанол— 6,5%, полипропилен—13,7% 2-этилгексанол — 8,2% и прочие— 13,6%. [c.10] Структура сырья для пиролиза в целом по странам мира характеризуется разнообразием. Пиролизу в тех или иных количествах подвергают этан, пропан, бутан, бензины и газойли. В результате термического разложения этого сырья получаются продукты с различными выходами. При выборе сырья пиролиза учитывают соотношение потребностей в получаемых продуктах, но важнейшим фактором, формирующим сырьевую базу, остается доступность тех или иных фракций переработки нефти и газа. [c.11] До последнего времени сохраняется заметное различие в структуре сырья пиролиза, с одной стороны, — для США, с другой,— для стран Западной Европы п Японии. В США до 70% общего объема этилена вырабатывается из газообразных углеводородов, преимущественно из этана, природного и попутного газов. В странах Западной Европы и Японии, напротив, 85-— 98% этилена производится пиролизом бензинов и газойлей, а доля газообразного сырья незначительна [5, 23]. В СССР структура сырьевой базы пиролиза близка к западноевропейской в 1985 г. свыше 75% общего выпуска этилена в нашей стране получено на установках пиролиза бензина. [c.11] Решающая роль в формировании структуры сырьевой базы принадлежит наличию ресурсов и способам переработки нефти и газа. На сырьевую базу нефтехимии влияют особенности топливно-энергетических балансов по странам и регионам, соотношение спроса на моторные и котельные топлива, а также на дизельное топливо и автомобильный бензин. [c.11] В США по сравнению с другими странами рано сложилась развитая газоперерабатывающая промышленность, которая н в настоящее время обеспечивает потребности нефтехимии легким углеводородным сырьем — этаном, сжиженными газами. Значительные количества нефтехимического сырья в виде углеводородов Сг—С4 образуются во вторичных процессах нефтепереработки США, ориентированной на максимальный выпуск автомобильных бензинов. В современной структуре сырья производства этилена в этой стране 45% приходится на долю этана,22%—пропана и бутана,337о—бензина и газойля [23]. [c.11] При выборе сырья пиролиза в пашей стране в 60-х гг. был взят курс на преимущественное использование прямогонного бензина. Учитывались особенности отечественной нефтепереработки и ассортимент нефтехимической продукции, получаемой в процессе пиролиза прямогонного бензина. На современной этиленовой установке типа ЭП-300 мощностью ио этилену 300 тыс. т в год, работающей на прямогонном бензине, можно кроме этилена получить (в тыс. т) пропилена—149, бутен-бу-тадиеновой фракции—115, метано-водородной фракции—181, бензола — 95 и котельного топлива— 60. Этим перечнем комплексная переработка продуктов пиролиза бензина не ограничивается, Ассортимент продукции пиролиза газообразного сырья несопоставимо беднее, однако, и расходная норма легких углеводородов в расчете на тонну олефинов ниже, чем расход бензина. Эти противоречивые факторы учитывают при выборе рациональной структуры сырья пиролиза. [c.12] Вернуться к основной статье