什么是芳香烃?为什么说它是石油化工的重要原料?
早先,人们把一些芳香烃简称为芳香烃。后来发现,这些碳氢化合物并不都有芳香的香味,有时甚至有极其难闻的气味,但这些化合物在结构上都有相同的特征,即都含有苯环(122103)。含有一个苯环的化合物统称为苯芳烃,如苯(B)、甲苯(T)、二甲苯(X)等。此外,还有含有两个或两个以上苯环的多环或稠合芳烃。由于苯环具有很强的反应能力,芳烃可以生成一系列带有苯环的芳香族化合物,进而可以进一步合成医药、农药、橡胶、树脂、纤维等多种有机化工产品。但需要注意的是,有些芳烃对人的健康是有害的。比如苯会导致中毒,甚至致癌。
芳烃中的苯、甲苯和二甲苯是石油化工的重要基础原料,其产量和规模仅次于乙烯和丙烯。芳烃来源于煤焦化过程的副产品煤焦油。随着芳烃需求量的增加和炼油工业的发展,石油已成为生产芳烃的主要原料。由于各种芳烃的需求不同,芳烃之间的相互转化过程得到了进一步的发展。
石油芳烃来源于两个加工过程,一个是石油馏分的催化重整,不同馏分的重整石脑油可以得到含50% ~ 70%芳烃的重整油;另一种是裂解汽油,是石油馏分蒸汽裂解生产乙烯的副产物,其中芳烃含量也在50% ~ 70%。重整油和裂化汽油经分离可得到苯、甲苯、二甲苯、乙苯等。
芳烃的应用范围很广,下面介绍几种主要芳烃的用途。
苯最大的用途是制备苯乙烯,聚合可以得到聚苯乙烯。聚苯乙烯以其优异的电性能、良好的耐热性和低廉的价格成为五大通用塑料之一。也可以发泡成泡沫塑料,这是一种常见的防震包装材料。
其次,苯加氢生成环己烷,环己烷是生产尼龙的原料。尼龙最大的用途是制造纤维和工程塑料。其纤维可织成各种织物,也可制成飞机、汽车的轮胎帘线。
工业二甲苯是三种二甲苯异构体(邻、间和对)和乙苯的混合物。二甲苯中用量最大的是对二甲苯,高温下可氧化生成对苯二甲酸,是合成聚酯树脂(聚酯)的主要原料。
萘和蒽是多环芳烃(由两个或两个以上的苯环共用两个相邻碳原子形成的芳烃称为多环芳烃),是生产合成染料和医药的重要起始原料。