川维化工产品链多元化发展的思考及建议.pdf

36维纶通讯2023 年3 月川维化工产品链多元化发展的思考及建议张发平（中国石化集团重庆川维化工有限公司，重庆长寿40 12 54）【摘要介绍了川维化工目前生产的主要化工产品链，建议在现有化工产品链的基础上增加新的产品链，丰富产品结构，提高公司抗风险能力，满足公司可持续发展的需要。【关键词尾气合成气高级炔烃醋酸乙烯甲醇1,4丁二醇聚乙炔低碳烯烃PVAVAE中国石化集团重庆川维化工有限公司（简称川维化工)是国内最大的天然气部分氧化制乙炔工艺的代表。其生产工艺是天然气（主要成份甲烷)在裂解炉中裂解得到含乙炔约8%的混合气，后经提浓分离得到产品乙炔气、尾气（合成气）、高级炔烃。其中乙炔主要用来合成醋酸乙烯（V A c），下游产品有聚乙烯醇（PVA）系列、乳液（V A E）系列；尾气主要用来生产甲醇；高级炔烃主要送电站燃烧。PVA和甲醇在产品结构比重中占比过大，一旦市场下滑和天然气价格上涨，产品结构单一的弊端就会显露出来,因此有必要对川维化工产品链多元化发展进行思考，提高公司抗风险能力，满足公司可持续发展的需要(1-2)。1天然气制乙下游产品开发乙炔含有极活泼的叁键，它能与许多物质进CH:COOHC2H2图1川维乙炔化工产品工艺流程见图行化学反应，衍生出几千种有机化合物，乙炔曾被称为“有机合成工业之母”。目前乙炔的主要用途可以分为两大类，一类是石油乙烯、丙烯等也能生产的产品，如氯乙烯、醋酸乙烯以及丙烯酸等，这类产品的生产存在乙炔路线与石油路线的竞争；另一类是乙炔专用化学品，如炔醛法化学品（1,4-丁二醇系列)、乙烯基醚、聚乙炔等 3。1.1与石油路线竞争的产品1.1.1乙炔醋酸乙烯化工产品链川维化工乙炔化工产品主要以乙炔和醋酸反应生成醋酸乙烯，醋酸乙烯在甲醇作用下聚合醇解生成聚乙烯醇；醋酸乙烯与乙烯在催化剂作用下乳化生成乳液产品。其生产简易工艺流程如下：副产醋酸甲酯不聚合醇解醋酸乙烯C.H.乳化收稿日期：2 0 2 3-0 1-10作者简介：张发平（197 0），女，高级工程师，1995年毕业于西北大学化工系，主要从事化工及环保技术研究工作。2023年第43卷第1期1.2天天然气制乙炔专用化学产品1.2.1 1,4-丁二醇系列(Reppe法)乙炔与2 分子甲醛反应生成丁炔二醇。反应在一定的温度、压力和催化剂乙炔铜存在下进行，有少量的丙炔醇生成，丁炔二醇加氢即得丁二醇。这是德国、美国工业生产1,4 丁炔二醇和1,4-丁二醇的方法。1,4丁二醇是重要的中间甲醇、氧CAT1,4-丁炔二醇乙炔图2 Reppe法生产1,4-丁二醇工艺流程简图1.2.2聚乙炔的合成半导体材料的种类繁多，从材料的化学组成来看，可以分为无机半导体材料和有机半导体材料。无机半导体材料一般制备工艺复杂、大多需要高温，材料面积受单晶尺寸的限制，不能实现生产柔性器件,且材料品种较少。相对而言，有机半导体材料制备工艺简单，可实现生产大面积、柔性器件，且材料品种较多,是目前研究的一个热点，如今有机彩色半导体显示屏已经进人实用阶段。其中聚乙炔因其结构简单，仅含C和H两种原子,是最早且最多得到研究的一种有机半导体材料，在太阳能电池、蓄电池、二极管、电磁屏蔽材料等领域具有优异的应用价值。目前聚乙炔的合成方法主要区别在于所使用催化剂的不同，主要有以下五种合成方法(8-9:(1)以Ti(OBu)4 A I E t 3 为催化剂,在一定条件下，制得的聚乙炔膜是银白色或金色的柔韧分离乙炔尼气中醇张发平.川维化工产品链多元化发展的思考及建议CAT甲醛压机低压段精饼工序祖中醇贮槽37体,其增长迅速的用途是制造性能优良、耐热的工程塑料 PBT聚对苯二甲酸丁二酯）,PBT也是一种增塑剂;1,4丁二醇也是生产丁内酯、四氢呋喃、2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮的原料。丁炔二醇是医药、香料等精细化学品的中间体,用以制造烯醇、卤化烯醇、吡咯烷酮类化学品(4-7)。其简易生产工艺流程图如下图：CAT1,4-丁二醇H2多晶膜；(2)以稀土金属化合物为催化剂,在一定条件下，制得具有金属光泽的银灰色聚乙炔薄膜；(3)以针的高配和物为催化剂,在一定条件下，制得具有银白色金属光泽的聚乙炔薄膜；(4)以过渡金属麟酸酯为催化剂,在一定条件下，制得具有银灰色有金属光泽的聚乙炔薄膜；（5)以TiCI4葱镁为催化剂,在一定条件下，制得黑色粉状聚乙炔。2乙炔尾气（合成气）下游产品开发2.1乙炔尾气制甲醇随着天然气化工的发展，以天然气为原料联产乙炔和甲醇的生产路线因其较低的综合成本而越来越受到人们的重视，具有较好的发展前景。川维化工是此工艺路线的典型代表，其生产工艺简图如下图(10);脱硫档加反应器合成反应器正机循环段，变换反应器压机商压段图3川维化工乙炔尾气制甲醇工艺简图2.2乙炔尾气制低碳烯烃乙炔尾气的主要成份是CO和H2，即合成气。在当前调整能源利用结构以逐步降低国民经济发展对石油能源的依赖的背景下,利用我国储量丰富的天然气资源、煤炭资源，通过造气制取合成气（CO 和H,混合气）,再转化为C2C4的烯烃，从长远看，具有很高的战略意义(11-13)。2.2.1目前主流合成气制低碳烯烃生产工艺目前的主流工艺为间接法生产工艺，首先以煤或天然气制备合成气（主要成分是CO和H），然后由合成气转化制得甲醇或二甲醚，再由其转化得到以乙烯和丙烯为主的低碳烯烃（MTO/DM-38TO）,典型的制烯烃技术包括中科院大连化学物理研究所（DICP）的DMTO工艺、UOP/HydroMTO工艺、中国石化上海石油化工研究院的SMTO技术和神华集团的SHMTO技术。其主要反应方程式如下所示：CO+2H,CH,OH2CH,OHCH,OCH,+H,0nCH,OCH,Cz,Han+nH,0(3)(n=2 4)2.2.2合成气直接法制低碳烯烃工艺路线合成气直接转化制备低碳烯烃包括F-T合成和双功能催化两种工艺路线。直接法具有流程更短，能耗更低，和间接法相比更具竞争力，但目前还处于研发阶段，其能否工业化主要取决于能否开发出高选择性、高转化率的催化剂。3高高级炔烃的利用3.1高级炔烃作为燃料使用高级炔（甲基乙炔、丙二烯、乙烯基乙炔、丁二炔）是天然气部分氧化生产乙炔所产生的副产物，川维化工通过加压吸收、真空抽提等工艺将裂化气中的高级分离出来，输送至锅炉作为燃料烧。由于高级炔烃具有易聚合、易分解等特点，与氧、过氧化物接触以及高温或低温等条件下聚合加剧，高压下容易发生爆炸，因此，为了保证安全生产，在高级炔常压输送过程中，常加人一些稀释性气体，常见的稀释性气体为乙炔尾气（合成气）。一PBT树脂-一纤维2-吡略烷酮(NKP)N-乙烯基吡略烷酮(NVP)-素乙烯基吡略烷酮(PVP)1,4-丁二醇GBL(-T内酯）L-N-甲基-2-吡客烷期(NMP)PTMEG树脂一-一-THF（四氢味哺）一医药中间体L-PU 豪数弹性体一游剂、表面处理剂图41,4丁二醇的应用领域(2)甲醇是化学工业的一种基础产品，自身价合作，开发合成气一步法制低碳烯烃技术，提升高值和附加值都比较低，因此,对甲醇的深加工和下附加值产品的种类；加强聚乙烯醇产品应用开发，游产品的开发就显得非常重要，可在乙炔尾气制拓宽应用领域，研发科技含量高、附加价值高的下甲醇的基础上增加其下游产品链，采取目前成熟游产品，延长产品链。的两步法技术生产低碳烯烃，提升产品价值。通过以上优化产品链，可得到附加值较高的(3)加大研发攻关，开发合适的高级炔分离技BDO和市场前景较好的低碳烯烃等产品，更重要术，实现高级炔烃高附加值利用；与其他研发机构(下转第41 页)维纶通讯3.2高级炔的化工利用高级炔烃副产物中含有许多应用广泛的化工原料，如果能够加以分离，就可以实现资源优化配置。以 C4 组分为例,丁二烯是一种重要的合成原料，主要用于生产顺丁橡胶、丁苯、丁腈橡胶和合(1)成ABS树脂等,此外还可直接合成一些基本的有(2)机原料如丁二醇、四氢呋喃。C4加氢饱和制丁烷，既可直接掺人汽油作车用燃料，也可单独或与异丁烷、丙烷等低碳烃共同作为液化石油气供给民用或工业生产。C4饱和烃还有诸多其他用途，如裂解制乙烯、丙烯等，以缓解资源短缺现状，或者加工成烷基化油、甲基叔丁基醚（MTBE）及车用液化石油气等各种液体燃料或添加剂等 14。4川维化工产品链多元化建议鉴于川维化工产品结构较为单一，品种不够丰富，特别是作为高附加值的下游产品如醋酐、醋酸纤维、1,4丁二醇（BDO）、四氢呋喃（THF）、乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚乙烯醇高附加值下游产品等产业链还没有形成(15-16)，建议在以下几方面做出努力：（1)乙炔产品链增加炔醛法专用化学产品1，4丁二醇(BDO)。1,4丁二醇是重要的中间体,其产品用途见下图，可在适当时机再拓展其下游高附加值产品链。工程塑料-spandex弹性纤维PU树脂一-TPEE树照2023 年3 月一人造皮革一建材TPU一时出成型2023年第43卷第1期程、洗涤过程等，减少对新鲜水的需求。回收利用水资源不仅节约了淡水资源，还降低了废水排放对环境的影响。(3)膜技术应用。膜技术在废水处理和水回收中具有广泛应用。采用微滤、超滤、反渗透等膜技术可以有效地去除废水中的溶解物、悬浮物和有机物。膜技术可以高效地过滤废水，产生高质量的水源供应，并减少废水排放的数量。(4)混合处理方法。对于废水中含有高浓度有机物或难降解物质的情况，可以采用混合处理方法。例如,联合生物处理和化学氧化技术，通过生物降解和氧化反应共同处理废水，提高处理效果。(5)监测与控制系统。建立废水处理过程的监测与控制系统，实时监测废水的水质参数和处理效果，以便及时调整操作参数和处理方案。通过精确的监测和控制，可以提高废水处理效率，确保达到环境排放标准。通过以上的技改措施，可以最大限度地降低(上接第38 页）的是为川维化工发展高附加值的产业链创造条件，具有良好的经济效益、社会效益和重大的战略意义。参考文献【1】朱成文，川维厂天然气化工和煤化工协同发展工艺流程研究 J天然气化工,2 0 13（3）：6 7-7 0,8 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