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裂解碳九和重整碳九的区别并没有那么大

作者:小杏僧 原文

这里说的区别,主要是造成危害的区别

​​​泉港区“碳九”泄露已经过去了6天,泄露的到底是什么物质,会造成多大的影响引起了大家的广泛讨论。11月7日好奇心日报就刊文,对多家媒体缺乏过硬依据就得出“裂解碳九可能性较大,危害性较小”的结论提出了质疑。

当地环保部门相继发布通报称,现场清理基本完成,空气质量也恢复正常。但这与后来新闻报道的现实不太相符。

因为没有现场取样化验作分析,也没有真人去实地考察,我很难确切的说污染物到底是什么;因为不知道泄漏量,也很难说污染危害有多大。

作为一名石化工作者,很难对化工生产中的每一个环节的工艺特征与市场现状有详细的了解。今天,我只是用自己的积累,从化学的角度来分析一下,如果真如通报所说,泄露的只是碳九(简写为C9),是不是裂解碳九就比重整碳九危害小很多呢?

答案是否定的。

2016年1月1日开始实施的《工业用裂解碳九行业标准》SH/T 1792-2015

根据工业与信息化部在2015年发布的石油化工行业标准《工业用裂解碳九》,国家并没有对碳九内的芳烃类物质做出含量要求。显然不能果断得出裂解碳九不含芳烃这个结论。

结论:(太长不看简洁版)

1、 裂解碳九与重整碳九化学组成差距较大,但它们都含有大量芳香族化合物(苯的同系物和衍生物)。

其中重整碳九绝大部分由芳香族构成,裂解则含有近50%的芳香族和大量的烯烃。由于同样含有大量的芳烃,所以它们的化学危害相差并不大。

因此,并不能得出裂解碳九危害小得多的结论。

2、 无论是裂解还是重整碳九,化学性质都与汽油相差较大。

汽油的主要组分为易挥发的烷烃,而裂解C9和重整C9都不易挥发,含有大量芳香族化合物,组分十分复杂,显然不同于汽油。

3、 臭味来源:裂解碳九还含有大量的烯烃,而烯烃往往具有刺鼻或者恶臭的气味;如果,泉港泄露的只有碳九的话,这或许是事故现场刺鼻气味的来源。此外,部分芳香族复合衍生物也会发出难闻的气体,具体臭味来源是什么,我不得而知。

4、 碳九毒性:低毒类。

裂解碳九和重整碳九的组分,多属于化学意义上的低毒类物质。以含量较多的三甲苯、偏三甲苯、双环戊二烯等物质为例,它们具有麻醉和刺激的作用,可以通过眼睛、皮肤和呼吸道进入人体。接触高浓度碳九蒸汽会引起眼鼻喉和肺刺激,头痛、头晕等中枢神经和上呼吸道刺激症状,长期反复接触可致皮肤脱脂;食用被碳九污染过的动植物海产品,还有中毒、致癌等风险。

结论:如果泄露的都是碳九,那么无论是裂解C9还是重整C9,芳烃或者是芳烃加烯烃都将成为污染的主要来源,需要及时做好相关的防护,除了过滤式口罩、不要用肢体接触污染物以及不要吃遭受污染的食物以外,就应该咨询职业卫生或者是危险品防护方面的的专家了,我并不能给出更专业的建议。

详细版:

我将我的主要疑惑进行了查询和解答,附上分析过程及相应的数据来源。

疑惑1:很多人都说到裂解碳九的化学组成与汽油类似,易挥发,危害性较小。

结论:不管是裂解C9还是重整C9,都跟汽油的性质差很多。

分析:①首先明确“碳九”这个名称的来源。

《有机化学命名原则》中有详细的命名规则,按照命名规则来看,大多数含碳氢化物都可以以碳原子数命名。广义上说,碳九指的是分子式中含碳原子数为9的碳氢化合物。但原油精馏出汽油中的含碳为9的组分被叫做壬烷,属于烷烃类,他和我们工业上所说的“碳九”是有很大区别的。

②存在类似于汽油的“烷烃碳九”,也就是危害性较小,挥发性很强的“脂肪烃碳九”吗?

在石油最初的加工生产过程中,含碳原子数为5-12的组分直接被用作汽油,含碳原子数为10-22的组分被用作柴油,汽柴油之间的组分范围是有交叠的。工业生产中没有必要在汽柴油生产阶段就分离出所谓“碳九烷烃”的组分,不管是经济效益上,还是技术上都没有这么操作的必要,也不会单独在市面上流通。

因此,市场上流通的工业碳九,只能是裂解C9或是重整C9,这也和目前报道的情况相符。另外,如果泄露的是易挥发的类汽油物质,就更应该防范易燃易爆的风险。

疑惑2:碳九到底是什么

百度百科将碳九定义为碳九芳烃,是石油经过催化重整及裂解后副产品中含碳原子数为九的芳烃馏分在酸性催化剂下存在的聚合状态。

某基百科上将碳九统一概括为九碳原子的碳氢化合物,主要成分为脂肪烃。而我们上文已经提过,碳九脂肪烃和我们现在说的工业碳九明显不同。事实上,碳九芳烃一栏,更接近我们所说的碳九。

裂解碳九是乙烯裂解反应生成的碳九,重整碳九是催化重整反应生成的碳九。他们都是反应产物中分子中含碳数量为九的组分。

疑惑3:碳九的组成

一、裂解碳九:乙烯裂解反应生成的碳九

以乙烷、丙烷、石脑油、柴油或是重柴油等为原料,裂解制乙烯会产生裂解碳九,原料不同,碳九的具体产量和组成也会变化。裂解碳九中含有近200种组分,分布分散且难以分离,准确的测出所有组分的固定构成难度很大。

因此我们选取其中一份数据,大概了解它的组成信息。

根据《化学工业》2017年11月第35卷第6期发表的《国内外C9综合利用技术及发展趋势》,我们可以大概了解:碳九主要由烯烃和芳烃族组成。

国内外C9综合利用技术及发展趋势 《化学工业》2017年11期

我将表1进行了一次分类求和,结果如下:

裂解碳九中芳香族化合物的总量:

裂化C9中芳香族化合物含量

裂解碳九中烯烃相关物质的总量:

裂解碳九中烯烃相关物质的总量

其中,芳香族及其衍生物含量达48%,烯烃组分含量达52.7%,芳香族与烯烃类物质占总量的80%。(部分组成既为芳香族,又为烯烃类,有重合。)

以国内的大庆石化、燕山石化、齐鲁石化和国外同类产品为例,也可以看到裂解碳九中的芳香族组分分布情况。

国内几家大型乙烯装置C9馏分组成

国内几家大型乙烯装置C9馏分组成及芳香加和国内几家大型乙烯装置C9馏分组成及芳香加和

二、重整碳九:催化重整反应后的碳九组分

重整碳九释义

催化重整:将原料进行高温高压催化剂作用下,生成富含芳烃的高辛烷值汽油(重整汽油)及副产物的过程。

其中,副产的重整碳九,因为富含正丙苯、异丙苯等芳香族化合物,成本发展精细化工产品的宝贵原料。

重整碳九的组成

重整C9馏分基本组成

到这里,我们可以看出,重整碳九几乎全部为芳烃组分。而裂解碳九含有大量的芳烃和烯烃,还含有部分杂原子。

因此从化学组成上来看,很难说哪一种碳九的危害要更大,也更得不出因为是裂解/重整碳九,所以危害更小的结论。

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