作为石油化工基石的乙烯是如何生产的呢(石油化工乙烯工艺流程)

导语：作为石油化工基石的乙烯，是如何生产的？（一）

前几期介绍的石油加工工艺，无论是常减压蒸馏，催化裂化还是加氢裂化，其最终的目的都是为了获取油品。

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这些工艺本质上还是炼油工业的产物，还没有进入石油化工层面。在整个20世纪30年代以前，石油在化工领域的应用还是非常有限。最根本的原因还是是因为石油里头烷烃较多，烷烃的饱和键几乎没有化学活性。

乙烯的出现开启了石油化工的时代

真正开启石油在化工领域上应用的还是不饱和烃。比如我们所熟悉的三烯（乙烯，丙烯，丁二烯），三苯（苯，甲苯，二甲苯）就是其中的代表。不饱和烃由于含有双键，化学活性大，因此可以作为合成的原料。在三烯三苯中最重要的就是乙烯，乙烯产量甚至被作为衡量一个国家化工发展水平的指标。

乙烯下游产品

乙烯是当今最重要的工业产品，本身可以做成聚乙烯以及乙丙共聚物。乙烯卤化后生成卤代烃可以加工聚氯乙烯作为溶剂或者阻燃剂。乙烯氧化或水化后生成的醋酸，乙醛和乙醇都是常见工业原料，可以制作染料，药物，香料等产品。烷基化后生成乙苯是苯乙烯的重要原料，是丁苯橡胶，聚苯乙烯，abs塑料的上游产品。环氧化得到的环氧乙烷水解后可得到乙二醇，还可以生产聚酯纤维。

人类发现乙烯的历史也非常久远，可以追溯到18世纪末。1779年荷兰化学家卡斯贝特森首先制备出乙烯。他采用的方法就是中学化学常见的乙醇与硫酸共热。在这个过程中他还发现乙烯具有易燃性，密度与空气接近，同时如果与氯气接触还能生成油状液体。当时人们只能简单测定乙烯的化学组成，对其结构并不了解，因此一度将它命名为二碳化氢。

乙烯还是一种植物激素，可以催熟果实。最初人们发现在煤气管道周围的树木落叶相对较早，后来才发现煤气中的少量乙烯有催熟作用。而成熟的果实本身就能产生乙烯要等到1934年由于气相色谱的出现才得到证实。

乙烯是气体使用并不方便，因此现在普遍使用的催熟剂是乙烯利。乙烯利在碱性条件下可以水解缓慢释放出乙烯。

虽然焦炉煤气中含有少量乙烯，但焦炉煤气是混合物难以分离。因此在早期制备乙烯，还是要采用乙醇脱水的工艺，而乙醇的来源则是粮食发酵。在最初的生产工艺中，人们沿用硫酸作为脱水剂，后来随着催化科学的发展，后续发现将乙醇蒸汽通过氧化铝床层也能生成乙烯。乙醇脱氢法原料成本高，在经济上并不合理。这实际上和我们今天的生产流程恰恰相反，当今由于乙烯容易获得，我们通常用乙烯水化来生产乙醇。20世纪30年代以前，乙烯的用量不大，因此这样落后的生产技术也可以满足当时的需求。

乙炔加氢机理

另一种乙烯的合成工艺是乙炔加氢，乙炔可以通过电石加水得到。乙炔加氢工艺在20世纪初风靡一时。如今乙炔加氢主要用于去除乙烯中残留的乙炔，提升其纯度。另外在甲烷制烯烃中乙炔加氢也有重要作用。

到了20世纪初，随着炼油工业的进步，在石油蒸馏过程中产生了大量的炼厂气。最初的炼厂气来源于石油的蒸馏，后来随着催化裂化等工艺的出现，这些工艺也会副产大量炼厂气。如何进一步利用这些炼厂气提高经济效益也成为了各个石油公司研究的课题。对于炼厂气最早的利用实际上是在1917年，当时美国新泽西标准石油公司利用炼厂气中的丙烯合成了异丙醇。采用的工艺是将丙烯与硫酸反应，生成硫酸脂，随后水解生成异丙醇。

石油的炼厂气就是炼化过程中产生的C4以下的烃类。包含烷烃，烯烃，氢气，以及少量氮气，二氧化碳等等。

实际上炼厂气中就含有少量乙烯，由于炼厂气是混合物，为了利用这一部分乙烯必须进行气体分离。1919年林德公司利用深冷技术将炼厂气冷却为液体，然后利用各种组分沸点不同，实现了炼厂气中各成分的分离，从中提取出了少量的乙烯。

炼厂气组要成分沸点

20世纪30年代以后，随着树脂与合成纤维行业的发展，乙烯的需求量猛增。扩大乙烯的来源成为了迫在眉睫的需求，在这种背景下，我们今天熟悉的热裂化工艺诞生了。下一期，我们就来说一说热裂化技术的演变。

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