还原一个真实的PX:认识PX急救与应对

  (本文来自:科普中国,由中国科协科普部、中国化工学会、《中国化工信息》周刊组织专家编写)

  2015年4月6日晚19时左右,位于福建漳州的古雷PX项目突然发生爆炸,这是该项目两年内第二次发生爆炸。

  从2007年的厦门,到2011年大连、2012年宁波,再到2013年的彭州、昆明,PX这一普通的化工专业名词衍生出“一式多份”的问题,不断承载着公众的环境焦虑,给地方政府带来巨大的环保压力。在一系列公众事件之后,PX陷入舆论抨击的漩涡,成为产业发展的掣肘。

  在专业人士的眼中,这一普通的化学产品,与千千万万种化学产品一样,在产品链和人们的日常生活中起着多种多样的作用,同样也具有自身的化学品特性和毒理、安全指标。PX究竟是什么,主要用于什么领域?有些什么作用?它的毒性和危险性究竟如何?国内PX工艺技术先进性如何?其装置工艺安全及配套安全措施如何?我们要有一个客观、科学的认知。

  PX是英文p-xylene的简写,中文名为1,4-二甲苯,别名为对二甲苯。作为一种芳烃产品,其多为炼油及乙烯装置配套,是石油化工生产中非常普通的化学品之一。PX来自石油制品,可以大规模生产,生产成本相对低廉,因此可以保证人们能够享受到物美价廉的涤纶纺织品及服装,扮美生活。

  根据《全球化学品统一分类和标签制度》、《危险化学品名录》及《化学品安全说明书》介绍,PX属于低毒性化学物质,在高浓度时,被人体吸入,会对人体中枢神经有麻醉作用。但常态下,PX为无色透明状液体,不易挥发。

  在现代生活中,PX用途很广,与我们的日常生活息息相关。PX是一种重要的有机化工原料,下游主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)及聚酯(PET,或称涤纶、的确良),并最终用于生产人们穿的衣服、饮料瓶、食用油瓶等等,其中PET饮料瓶最早是由可口可乐及百事可乐推向市场的。工业应用中,PX主要用作生产聚酯纤维和树脂、涂料、染料及农药的原料,在生产香料、医药、杀虫剂、油墨、粘合剂和染料等领域也有着广泛的应用。

  PX是纺织服装的初始原料。由于天然纤维的供应量受到土地的限制,增长难度大,因此合成纤维的发展满足了我们对各式服装的需求。2012年全球合成纤维消费量在5500万吨左右,其中绝大部分为聚酯纤维。聚酯纤维是由PX经过多道工序生产的。2012年全球PX产量约3400万吨,其98%左右用于生产聚酯。我国是化纤大国,合成纤维生产需要大量PX。

  PX是包装制品的原料。部分聚酯用于制造饮料瓶,我们日常消费的可乐、汽水、果汁,都可以用聚酯瓶包装。

  除此之外,每年全球还有约60万吨二甲苯用于油漆、涂料和溶剂,只是这种利用途径越来越少。PX还用于生产其他化学品,量相对较少。

  PX主要来自石油炼制过程的中间产品石脑油,经过催化重整或者乙烯裂解之后获得重整汽油、裂解汽油,再经过芳烃抽提工艺得到混合二甲苯,然后经吸附分离制取。目前国际上典型的PX生产工艺主要有美国UOP公司与法国IFP开发的生产工艺,国内中国石化在2011年也攻克了PX的全流程工艺难关,成了主要的PX技术专利商之一。这些工艺都已攻克了安全生产和环保关,能够保证PX在安全的环境中生产。运用这些先进技术,人类在PX的生产历史上,至今为止没有发生过一件对环境、居民造成严重危害的重特大污染事故。我国从上世纪70年代引进PX生产技术以来,生产PX已有30多年的历史,直到目前,国内13家PX企业没发生过任何生产事故及严重的污染事件。

  PX生产整个过程除了甲苯歧化与烷基转移、二甲苯异构化是化学反应过程外,其他基本是物理分离过程,操作温度大约在350℃-420℃,操作压力大约10个大气压-30个大气压。和生产氮肥的合成氨生产装置以及生产汽、柴油的石油炼制生产过程相比,工艺条件要相对缓和。

  PX生产装置是一个现代化的生产工艺系统。其物料、流程是密闭的。它的生产过程和石油炼制非常类似。它不同于我们日常能够接触的汽油,PX从原料到出产品,公众接触不到。在信息技术高度发达的今天,PX生产完全由设备监测系统、运行操作系统、安全防范的仪表系统来完成,避免了因人为操作造成的失误,并保证在事故发生前、过程中就能及时预测和防范,包括自动关闭、停车,甚至连锁停车等。因此,这种大型的现代化的炼化项目已经拥有了安全、健康的保障。

  根据实测研究,世界各国PX项目在正常生产运行工况下,对所在城市空气污染影响非常小,不会对市民健康有影响。迄今为止,世界各国的PX装置均未发生过造成重大环境影响的安全事故。关于PX生产与居民区的安全距离,日本横滨NPRC炼厂PX装置与居民区仅隔一条高速公路,新加坡裕廊岛埃克森美孚炼厂37万吨/年PX装置离新加坡本岛居民区2.6公里,美国休斯顿PX装置距城区也仅有1.2公里。

  事实上,我国石油化工项目卫生防护距离较国外更为严格,根据国家《石油加工业卫生防护距离》(GB8195-2011)标准,PX项目卫生防护距离为800米。

  在危险性方面,PX和汽油同属我国危险性类别分类中的第3类——易燃液体,它们的蒸气均可与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸;在中毒表现方面,两者中毒均可引起头痛、头晕、恶心、呕吐、神经衰弱等症状。由此可见,PX的可燃性、爆炸危险性、毒性与汽油相似。但是,从日常生活来看,PX远不如汽油和人们接触频繁,我们接触的只是PX的下游产品——化学性能非常稳定的聚酯纤维(涤纶)。

  若PX中毒,急救措施是:(1)吸入:应迅速将中毒者移至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。呼吸、心跳停止,立即进行心肺复苏。就医。(2)眼睛接触:立即分开眼脸,用流动清水或生理盐水彻底冲洗。就医。(3)皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗。就医。(4)食入:漱口,尽量饮水,不要催吐。就医。忌用肾上腺素,以免发生心室颤动。

  过去几年中,全球PX产能逐步向消费集中地转移,亚洲是PX发展最快的地区,其次是中东地区。由于资源及市场均不占优势,北美及西欧能力增长十分有限,中南美及中东欧也基本没有发展。到2012年全球PX产能达3848万吨,消费量3410万吨,中国分别占全球的比重为23%及41%。

  近年来,随着中国精对苯二甲酸(PTA)产能的大量增加,PX缺口增加,因此中国周边国家对PX的生产及建设投入了极大的热情。

  ◆日本:日本作为全球最早生产PX的国家之一,在2010年前基本完成了产能的建设及布局,但由于下游劳动密集型产业比较缺乏,其80%以上的PX产品用于出口,特别是中国,约占其出口量60%以上。

  “3.11”日本大地震中,位于茨城和千叶约120万吨的PX装置受影响,停车。之后装置顺利恢复生产并且负荷持续提高,当时并未因地震而产生泄露或毒害事件,这也说明PX装置生产安全性较高。

  ◆韩国:韩国PX工业是伴随其炼油工业及PTA工业成长起来的,产能从1990年的仅26万吨至目前的525万吨,其中下游需求稳定在400万吨左右,出口占全部产量的40%左右,并且未来韩国还在不断扩充其PX产能,在国内需求萎缩的情况下,出口成为支撑其PX工业发展的唯一动力,未来出口占总产量的50%左右。

  ◆新加坡:新加坡作为一个岛国,非常注重环保安全。1992年该国有了第一套PX装置,到2000年扩能至85万吨,之后长达12年产能一直没有变化。但随着中国大陆缺口不断扩大,新加坡裕廊芳烃集团决定投资24亿美元新建一套80万吨的PX装置,计划2014年投产,产品全部用于出口中国。

  ◆沙特:除以上三个亚洲国家未来保持PX的生产及投入,沙特也是另一个持续投资该领域的国家。同样,沙特投资该领域,目标市场也仍是中国大陆。

  ◆中国:中国是第三个掌握PX生产的核心技术国家。在PX的生产商,完全可以达到国外的标准,实现安全无害生产。PX是大型炼油项目的配套项目,对原料、物流要求较高,因此主要分布在沿海大型石化企业,其产能占全国总产能的74.3%。因环渤海和华东地区相关产业聚集,市场需求旺盛,这些地区也是PX项目较具发展优势的地区。近年来,由于下游快速发展,国内供应缺口迅速扩大。2012年我国PX能力883万吨,产量775万吨,开工率提升至87.9%,但由于下游需求增长更快,缺口进一步扩大,净进口量达610万吨,全年PX消费量达1385万吨,较上年增长22.3%。

  国内PX自给率随着进口迅速增长而快速滑落,从2000年的88%降至目前的56%左右,其中2008年为最低,仅有51.8%。根据目前国内在、拟建计划,预计2015年中国PTA产能将超过4400万吨,届时PX需求量将达2200万吨左右。如果目前国内拟建的PX装置不能如期建设,则2015年PX进口量将超过1200万吨,成为国内进口量最大的石化产品。这种市场态势,在一定程度上吸引和刺激了韩国等周边国家和地区对PX的关注和发展,而中国石油化工企业在发展PX问题上却遇到困惑。

  截至2012年底,我国PX总生产能力为883.8万吨,同比增长10%;当年PX产量为773万吨,同比增长6.5%。新增产能包括福佳大化扩建70万吨和镇海炼化从52万吨扩容至65万吨。而腾龙芳烃(漳州)有限公司80万吨PX工程和中石油四川石化有限责任公司65万吨PX项目未能如期投产。

  2012年我国PX的表观消费量为1382.4万吨,同比增长16.2%;产量773万吨,同比增长6.5%;进口628.6万吨,同比增长26.2%;出口19.2万吨,同比减少44.8%;进口依存度44.1%,上升了5.1个百分点。主要进口自韩国、日本、中国台湾、泰国、科威特、美国、马来西亚、新加坡和阿曼等国家或地区。其中,来自日本和韩国的PX占总进口量的58.5%。

  近年来国内PX资源较缺乏,下游PTA需求量大,PX生产项目的利润率较高。数据显示,目前国内市场PX含税价格约为11500元/吨,利润约每吨700-800元。预计今后几年中国PX生产商的利润仍较丰厚。PX直接生产原料是混合二甲苯,而混合二甲苯来自石脑油。

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