PX是什么?如何科学地看待PX?

2007年,厦门PX项目事件闹得沸沸扬扬。首先是政协、院士反对,后来是民众“散步”抗议,媒体纷纷发文指责,使得这一能为厦门市新增800亿元人民币GDP的项目暂停,迫于压力,腾龙芳烃和翔鹭石化最终决定将该项目暂缓、迁址。我们暂且不理会政协、“院士”们、民众的选择是明智还是愚昧,总之此次事件使得一个新名词进入人们的印象——PX。

PX(Para-xylene)是芳香烃类【对二甲苯】的缩写,这一对人类生活影响深远的化工原料来自石油。原油输送到炼油厂中,首先在常压分馏塔中被分馏为各种沸程不同的混合物组分:

最顶端低沸点的组分是石油气(C1-C4,以C加下标数字表示分子中碳原子个数,下同),其组分一般为【乙烯/Ethylene】、【丙烯/Propylene】、【1,3-丁二烯/1,3-Butadiene】,就是我们小时候液化石油气钢瓶中装的燃料;

接下的组分是溶剂油和汽油(C5-C11),这一部分常常又被称为石脑油,多用于生产机动车燃料和涂料溶剂;

接下来的组分被称为航空煤油(C11-C15),多用于生产航空燃料;

跟着的组分是煤油(C10-C16), 动力煤油、溶剂煤油、灯用煤油、燃料煤油、洗涤煤油都是用该组分生产。

下面是柴油(C10-C22),用于生产柴油内燃机燃料。

最后是重油(C16以上),这一部分常常通过再次减压分馏获得各种润滑油、凡士林、石蜡,余下的是沥青和石油焦,或者通过催化裂化(或焦化)的手段将大分子打碎,获得前面的小分子化合物或其他产物。


PX生产工艺

PX来源于石脑油馏分,石脑油常常是(C5-C11)的组分,从石脑油中分离出MX(Mixed-xylene)【混二甲苯】,【混二甲苯】是【邻二甲苯ortho-xylene】【间二甲苯meta-xylene】【对二甲苯para-xylene】的混合物,将MX异构化然后进一步分离提纯,就可以得到PX(也有用甲苯和三甲苯歧化生产PX)。

PX分子内有8个碳原子,它具有对称结构。PX是一种无色、不溶于水的液体,低毒物质(LD50高于食盐)。而与人们印象中大相径庭的是,根据国际癌症研究机构(IARC)的分类,PX属于第三类致癌物质,即缺乏对人体致癌性证据的物质,也没有证据证明PX对人胚胎有致畸作用(见MSDS),它最大的危险性其实在于它的易燃,容易爆炸。

我们从事化工相关行业的人,通常认为PX是和【乙烯】同样重要的化工原料,其中一个主要原因是PX是生产PTA的主要原料。PTA是精制【对苯二甲酸Terephthalic acid】的缩写,PX经过深度氧化,可以得到PTA:

PTA常态下是无色无味的白色固体粉末,不具危险性,是重要的化工原料。中国是世界上PTA产能最大的国家,2010年PTA总产能已超过1400万吨。2010年全球PTA总消费量超过了4000万吨,其中73%是亚洲提供的,而中国大陆、台湾省和韩国三地的产能就占据了亚洲总产能的65%以上。


PTA是世界上产量最大的几种化工原料之一。但PTA的用途非常单一,几乎所有的PTA都被用来生产聚酯(Polyester),也就是【聚对苯二甲酸乙二醇酯】(Polyethylene terepathalate),缩写为PET。PET和聚乙烯(PE)一样,是用途最广泛的高聚物,其使用领域几乎遍布人类生活的每一方面。

由PTA和【乙二醇】(MEG)发生酯化反应,然后在锑催化剂作用下聚合,便可得到PET:


聚酯(PET)工业组成了全世界高聚物总产量的18%,仅次于PE【聚乙烯】和PP【聚丙烯】的产量,位列第三。


聚酯用量最大的领域是纺织工业和包装工业,用于合成纤维的聚酯占了聚酯总产量的60%以上,聚酯经过熔融、喷丝、牵伸、加热、干燥、切断等工艺程序,被制成纤维状用于纺织,其商品名为【涤纶】。PET作为纤维原料已有近70年的历史。1946年,英国帝国化学公司以【涤纶】(Teleron)为名投入生产,紧接着美国杜邦化学公司以【达克纶】(Dacron)为名投入生产。涤纶纤维在强度、耐腐蚀性能、易加工性能方面具有极大的优势,所以产量、用量逐年剧增,到2006年时,涤纶纤维产量已占据人类合成纤维总产量的78%,此数据在2010年时已超过了81%。涤纶纤维是最理想的棉纤维替代品,大量用于替代棉花,所以我们经常发现,在棉花价格高涨时,涤纶价格也会随之猛涨,实际上,许多标注着“100%纯棉”的服装是涤棉混纺的,“聚酯纤维”和涤纶是同义词。


PET的另一大用途是用于包装,约30%的PET产量用于制造PET瓶,我们常用的可乐瓶,食用油瓶,桶装饮用水的桶都是用聚酯制造的,聚酯先被制成瓶用切片,然后靠模具制成瓶子盛装液体。

由于PET产量巨大,它被逐渐的用于更多的领域,如电子电器、医疗卫生、建筑、汽车、橡胶的加强材料、过滤材料等。中国同时也是PET生产、消耗最大的国家,而且近年来百万吨级的PTA装置接连开工,聚酯产业链会更加繁荣。

2014年的大连PX事件和前文提到的厦门PX事件类似,厦门失去了一次使本地经济大幅增长的机会,大连也是。福佳大化搬迁,一折腾可能要停产数年,其PX装置是年产能70万吨的巨型装置,70万吨的PX能生产109万吨的PTA,125万吨的PET。109万吨的PTA约为中国PTA总的年产量的8%,如此巨量的减少会直接导致PTA价格上涨,产业链后的PET价格同时上涨,涤纶纤维、各种包装材料、农用膜、饮料瓶等商品的价格都会上升,本身薄利的中小型服装厂、包装材料厂生存压力上升,某些企业可能会裁员、停产、甚至倒闭。而实际上PX产业链中的这些企业只是间接的受害者,直接的受害者是最终的消费者。我们穿的衣服,喝的瓶装水、购买的用PET材料包装的商品涨价,多花出去的是我们自己的钱。更不用说如此巨型的企业搬迁,企业的大量员工将面临至少是岗位或工作地点变动的问题,也可能会有很多人失业;依附于福佳的下游企业将度日艰难,正常业务会受到严重影响;还有其他的一系列连带出现的社会问题将会使大连市政府陷入尴尬的局面。

没有科学的民主很可能是愚蠢的民主,发达国家也一样,比如德国决定废止核电。科学知识的缺失,加上不负责任的媒体宣传,将使谣言四起,比如此次大连事件中出现的“PX工厂要离居民区至少100公里”,这种荒谬的说法如果是真的,那么每个PX工厂周围方圆3万多平方公里的区域都将是荒无人烟,这明显是不负责任的造谣。实际上2009年11月上海石化新开车的PX装置,离居民区不过5公里,新加坡、日本、美国的PX工厂也一样。外国民众对PX丝毫没有表现出如同国人般的恐慌,鹿島石油第2PX装置(年産能力42万吨=鹿島某公司所有)2008年4月20日火災事故发生约2个月后重新投入使用。同日、当地消防本部解除了使用停止命令。当月25日开始正式使用。(链接 https://www.chem-t.com/cgi-bin/passFile/NCODE/24423)

想到形形色色的谣言和荒谬,忍不住想发点牢骚:有的人一边深深怀疑科学技术的安全性和可靠性,一边又肆无忌惮的享受着被科学技术改造过的世界的舒适与便捷,仿佛专门的为了反对而反对,真伪先放一边。这样的人自己逻辑有问题,但他常常倒打一耙说你逻辑有问题,这样的人很多。还有崇尚“复古”,强烈追求“原生态”的文人墨客们,你们愿不愿意断一周电,穿一个月树叶试试呢?

作者:雯熙她爸