Explicación detallada de las cadenas industriales upstream y downstream y los procesos de producción de estireno.
Etileno: ¿Conoces el estireno? ¿qué es? ¿Cómo surgió? ¿Cuál es el uso principal? ¿Cuáles son las formas de productos upstream y downstream?
(Fuente de la imagen: Centro de Comercio de Productos Químicos de Guangzhou)
(Fuente de la imagen: Centro de Comercio de Productos Químicos de Guangzhou)
¿Qué es el estireno?
El estireno, también conocido como vinilbenceno, es un compuesto orgánico que se forma al sustituir un átomo de hidrógeno del etileno por benceno. El estireno es un líquido viscoso y volátil con un sabor dulce a temperatura ambiente, pero en altas concentraciones el olor se vuelve desagradable. En el estireno, los electrones del grupo vinilo están conjugados con el anillo de benceno. El estireno es insoluble en agua, soluble en etanol y éter y se polimeriza y oxida gradualmente cuando se expone al aire. Industrialmente, es un monómero importante para resinas sintéticas, resinas de intercambio iónico y cauchos sintéticos.
Propiedades químicas y métodos de almacenamiento del estireno
Los dobles enlaces del estireno son químicamente activos y pueden polimerizarse lentamente a temperatura ambiente. El estireno se autopolimeriza para formar resina de poliestireno, que también puede polimerizar con otros insaturados. compuestos para producir diversos productos como caucho sintético y resina.
La autopolimerización del estireno afecta a la calidad del producto. Por lo tanto, al almacenar estireno, se debe agregar un inhibidor de la polimerización [hidroquinona o terc-butilcatecol (0,0002 % ~ 0,002 %)) como estabilizador para retrasar su polimerización antes de que pueda almacenarse, y la temperatura de almacenamiento debe ser inferior a 25 °C. , la empresa de tanques de almacenamiento y el cliente acuerdan que el tiempo máximo de inventario generalmente no excede los 90 días y que las operaciones de transporte deben evitar períodos de alta temperatura.
¿De dónde viene el estireno?
Existen tres procesos de producción principales de estireno. Los métodos principales son la deshidrogenación de etilbenceno, la coproducción de PO/SM y la extracción de gasolina por pirólisis.
1. Método de deshidrogenación del etilbenceno
Bajo la acción de un catalizador, el etilbenceno se deshidrogena para producir estireno cuando alcanza los 550 ~ 600 °C. Actualmente es el método principal para producir estireno. En el país y en el extranjero, su capacidad de producción representa aproximadamente el 90% de la capacidad total de producción de estireno del mundo.
Características: La tecnología del proceso es bastante madura, la pureza del producto es alta, el dispositivo funciona sin problemas y la flexibilidad de operación es excelente.
(Figura 1 Hoja de ruta del proceso de producción del método de deshidrogenación de etilbenceno)
2 Método de coproducción PO/SM
Es decir, coóxido de propileno-estireno. -método de producción Método de producción, también conocido como método de oxidación oxidativa. El etilbenceno se oxida con oxígeno para producir peróxido de etilbenceno, que luego se utiliza para oxidar el propileno y obtener 1-feniletanol y óxido de propileno. Finalmente, se puede deshidratar 1-feniletanol para obtener estireno.
Características: Si bien produce cada tonelada de estireno, puede coproducir 0,4 toneladas de óxido de propileno. No requiere altas temperaturas como el método de deshidrogenación y puede evitar el problema de contaminación del óxido de propileno producido por el método de clorhidrina. Sin embargo, la reacción es compleja, hay muchos subproductos, el proceso es largo y el consumo unitario de etilbenceno es mayor que el del método de deshidrogenación.
(Figura 2Hoja de ruta del proceso de producción de cogeneración PO/SM)
3. Método de extracción de gasolina por pirólisis
Este es el único método que se ha desarrollado en últimos años. Nueva ruta tecnológica para la producción de estireno para aplicaciones a gran escala. La gasolina craqueada producida por la planta de craqueo de vapor de etileno que utiliza nafta, diésel y gas licuado de petróleo como materias primas contiene aproximadamente entre un 4% y un 6% de estireno, y el estireno se puede separar mediante extracción.
Características: El color del producto es generalmente alto, contiene azufre y fluctúa mucho (se puede utilizar en zonas con menores requerimientos como la UPR).
(Figura 3 Hoja de ruta del proceso de producción de gasolina por pirólisis)
Materias primas aguas arriba del estireno
Las aguas arriba directas del estireno son el etileno y el benceno puro.
1. Benceno puro
Materia prima química básica. La aplicación de benceno puro incluye principalmente las cuatro demandas principales de estireno, caprolactama, anilina y fenol cetona. Entre ellas, la mayor parte del benceno puro es el estireno. En 2018, el consumo de estireno de mi país representó el 39% del benceno puro.
2. Etileno
Existen muchos derivados posteriores del etileno, entre los que se encuentra el estireno, entre el polietileno (PE), el cloruro de polivinilo (PVC) y el óxido de etileno (EO). El cuarto más grande derivado de etileno después.
Los principales productos derivados del estireno y sus aplicaciones terminales
El estireno está conectado al queroseno en la parte superior y al caucho y al plástico en la parte inferior. Los principales productos derivados incluyen poliestireno expandido (EPS), poliestireno (PS), resina ABS, caucho sintético (SBR, SBL, SBS, etc.), resina de poliéster insaturado (UPR) y polímeros estirénicos (como SBC), terminales. Se utilizan principalmente en productos de plástico y caucho sintético.
1. Poliestireno expandible (EPS)
El EPS es un producto hecho de estireno, agente espumante y otros aditivos. Tiene baja densidad relativa y baja conductividad térmica, baja absorción de agua. Resistencia a impactos y vibraciones, aislamiento térmico, aislamiento acústico, a prueba de humedad, reducción de vibraciones, excelentes propiedades dieléctricas y otras ventajas.
Aplicación terminal: el EPS se usa ampliamente en los campos del aislamiento de paredes interiores y exteriores de edificios, calefacción geotérmica, almacenamiento en frío, cámaras frigoríficas, salas ligeras, cajas de baja temperatura, embalajes de cajas de conservación y artículos de primera necesidad. , piezas fundidas industriales, etc. También se puede utilizar en lugares de exposición, vitrinas de mercancías, carteles publicitarios y fabricación de juguetes. El sistema de aislamiento de tableros EPS es un nuevo sistema de construcción de edificios compuesto por arcilla polimérica especial, tableros de EPS, malla de fibra de vidrio resistente a los álcalis y materiales decorativos. Integra funciones de aislamiento, impermeabilización, ignifugación y decorativas. colocado en el exterior de la pared exterior del edificio, no ocupa espacio interior, tiene un efecto de aislamiento térmico evidente y facilita el diseño de la apariencia del edificio.
2. Poliestireno no expandible (PS)
Se divide en poliestireno de uso general (GPPS) y poliestireno de alto impacto (HIPS).
Poliestireno de uso general (GPPS): polimerizado a partir de monómero de estireno, es una resina termoplástica incolora, inodora, insípida, transparente y brillante con forma de perla o sólido granular. Las ventajas son alta transparencia, buena rigidez, alta fluidez y buen aislamiento eléctrico. La desventaja es que es propenso a agrietarse por tensión (quebradizo).
Aplicaciones terminales: GPPS se utiliza habitualmente en carcasas de instrumentos eléctricos, envases de cosméticos, piezas ópticas (como prismas, lentes), juguetes, lámparas y otros artículos de primera necesidad como vajillas.
Poliestireno de alto impacto (HIPS): para resolver las deficiencias de la fragilidad por impacto del GPPS, es un material termoplástico que se obtiene agregando caucho de cis-polibutadieno al estireno. La proporción de adición general es de aproximadamente 8%. Después de añadir caucho de butadieno, la tenacidad del poliestireno mejora considerablemente a expensas de la transparencia.
Aplicación terminal: HIPS se utiliza a menudo en carcasas/piezas eléctricas, accesorios de instrumentos, artículos de papelería/juguetes, etc.
3. Acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
La resina ABS es una de las cinco principales resinas sintéticas, formada por acrilonitrilo (A) y butadieno (B). Un polímero con estireno. (S), tiene las ventajas de resistencia al impacto, resistencia al calor, resistencia a bajas temperaturas, resistencia química y excelentes propiedades eléctricas. También se puede utilizar para pulverización de superficies metálicas, galvanoplastia, soldadura y procesamiento secundario térmico, como prensado y unión.
Aplicación terminal: Es muy utilizado en campos industriales como electrodomésticos, automóviles, aparatos electrónicos, instrumentación, textiles y construcción. Entre ellos, los electrodomésticos representan alrededor del 60%. Plásticos de ingeniería termoplásticos.
4. Resina de poliéster insaturado (UPR)
Un tipo de materia prima química, que se forma mediante la polimerización por condensación de ácido dibásico saturado, ácido dibásico insaturado y diol. Polímero lineal que se diluye con monómeros reticulantes o disolventes activos para formar una solución de resina con una determinada viscosidad. UPR es simple de producir, fácil de obtener materias primas, baja viscosidad del producto, múltiples procesos de moldeo y solidificado a temperatura y presión ambiente.
Aplicación terminal: La UPR es la variedad de resina termoendurecible más utilizada en mi país, y también es la resina matriz más utilizada en fibra de vidrio doméstica, piedra artificial, artesanías, etc.
5. Caucho de estireno-butadieno (SBR)
También conocido como polímero de poliestireno butadieno. Sus propiedades de estructura física, propiedades de procesamiento y rendimiento del producto son similares a las del caucho natural. Algunas propiedades, como la resistencia al desgaste, la resistencia al calor, la resistencia al envejecimiento y la velocidad de vulcanización, son mejores que las del caucho natural. y diversos cauchos sintéticos.
Aplicación terminal: Es muy utilizado en la fabricación de neumáticos, cintas, zapatos de goma y otros productos de caucho. En los últimos años, se ha utilizado mucho en materiales de buceo, como trajes de neopreno, equipos de protección deportiva,. Productos para moldear el cuerpo, regalos y fundas para termos, pantalones de pesca, materiales para calzado y otros campos.
Capacidad de producción de estireno
Desde 2006, el desarrollo de la capacidad de producción de estireno nacional se ha acelerado gradualmente. Para 2018, había 44 fabricantes nacionales de estireno y 52 líneas de producción. 9,25 millones de toneladas, lo que representa 1/3 de la capacidad de producción total del mundo. En los últimos años, a medida que las grandes empresas químicas y de refinación nacionales han equipado unidades de estireno posteriores y los proyectos privados de integración química y de refinación han entrado en funcionamiento gradualmente, la industria nacional del estireno ha mantenido una rápida expansión.
Desde una perspectiva regional, las plantas nacionales de estireno se distribuyen principalmente en el este de China, el norte de China, el sur de China y el noreste de China. Entre ellos, el 43% de la capacidad de producción se distribuye en el este de China, el 23% de la capacidad de producción se distribuye en el norte de China y el 14% de la capacidad de producción se distribuye en el sur de China.
En los próximos tres años, la nueva capacidad de producción se distribuirá principalmente en el norte de China, el este de China, el sur de China y otros lugares.
Con el desarrollo de vehículos de nueva energía, el auge de las comunicaciones 5G y la promoción de la economía colaborativa, los requisitos de rendimiento para materiales como resistencia, resistencia a la temperatura, resistencia a la intemperie y propiedades dieléctricas bajas han aumentado. Los plásticos con altos estándares requieren La demanda de aplicaciones de materiales está creciendo rápidamente, y los plásticos modificados diferenciados de alta gama marcarán el comienzo de la primavera del desarrollo.