出品：科普中國

作者：Denovo

監(jiān)制：中國科普博覽

一提到化工產(chǎn)品，就會想到“科技與狠活”？其實，化工產(chǎn)品在人類的日常生活中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

從先進食品的包裝，到洗手液等一系列洗護用品，以及清潔所用的消毒水，人們的生活已經(jīng)離不開化工產(chǎn)品。作為“國民生活的基石”，每一次化工技術(shù)進步，都在無形中推動社會向前發(fā)展。

說起傳統(tǒng)的化工行業(yè)，我們首先會想到石油化工，而石油化工中必不可少的是什么呢？

答案是烯烴。

石油化工廠

（圖片來源：Wikipedia）

概念梳理——石油、乙烯和烯烴

提到烯烴，很多人可能會一頭霧水，但是對于乙烯，大部分人就會熟悉得多。眾所周知，石油化工與能源、紡織、印染、橡膠、塑料、藥物生產(chǎn)等等密切相關(guān)，乙烯作為石油工業(yè)的副產(chǎn)品，其產(chǎn)量的多少反映了石油化工是否繁榮，因此乙烯也被認(rèn)為是衡量一個國家化工水平的重要標(biāo)志。

而乙烯和今天的主角——烯烴之間又存在什么關(guān)系呢？

在有機化學(xué)中,“烴”指的是只由碳?xì)鋬煞N元素組成的有機化合物。而烯烴由于含有C=C雙鍵（碳碳雙鍵）的碳?xì)浠衔?，屬于不飽和烴。同時，最簡單的烯烴只有一個C=C雙鍵,沒有其他官能團，故而被國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC）命名為乙烯。因此，烯烴又被稱作乙烯基化合物。

乙烯的模型圖

圖片來源：Wikipedia

摸清特點——特有雙鍵賦予的特殊性質(zhì)

烯烴特有的雙鍵（即C=C雙鍵，也稱碳碳雙鍵）賦予了其很多特殊的性質(zhì)。盡管烯烴是一種相對穩(wěn)定的化合物，但由于C=C雙鍵的存在，其反應(yīng)性較烷烴（單鍵烴類）更強。

烯烴的大多數(shù)反應(yīng)都與C=C雙鍵有關(guān)。雙鍵由一個δ鍵和一個π鍵組成，π鍵因能量較高所以處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)雙鍵被其他試劑進攻時，π鍵就會斷裂，從而形成新的化合建。

烯烴的親核加成反應(yīng)示意圖

圖片來源：Wikipedia

探索“前身”——烯烴從何而來？

大多數(shù)烯烴都來源于原油，并不是因為它們本身在原油中大量存在，而是由原油中的烷烴經(jīng)過裂解后所產(chǎn)生的。

裂解是利用熱量和催化劑分解烷烴的過程。裂解過程很重要，它將用處較少的長鏈烷烴轉(zhuǎn)化為更小、更有用的烷烴，接著產(chǎn)生更有價值的烯烴，如乙烯和丙烯。目前，全球乙烯工業(yè)的主要生產(chǎn)工藝是蒸汽裂解和甲醇制烯烴(MTO)。

裂解成烯烴和烷烴的示意圖

（圖片來源：作者繪制）

從玩具到化妝品——堪比百科的多元用途

乙烯是是最重要的石油化學(xué)衍生單體之一，具有最大的烯烴市場。研究表明，世界范圍內(nèi)所生產(chǎn)的最重要和最豐富的有機化學(xué)品中，兩種簡單的烯烴——乙烯和丙烯便位列其中，它們作為起始材料被用于合成許多有價值化合物。

表1 乙烯作為原料制備的化工產(chǎn)品

表2 丙烯作為原料制備的化工產(chǎn)品

根據(jù)《全球乙烯市場研究報告》，2021年全球乙烯產(chǎn)能估值為2.1635億噸/年。預(yù)計從2021年到2026年，該市場年平均增長率將超過7%。美國、中國、沙特阿拉伯、韓國和伊朗是世界上占乙烯總產(chǎn)量50%以上的關(guān)鍵國家。

從全球乙烯工業(yè)區(qū)域?qū)用嬲雇?，全球乙烯工業(yè)的關(guān)鍵地區(qū)是亞洲、北美、中東、歐洲、前蘇聯(lián)、南美洲和非洲，而亞洲是全球乙烯產(chǎn)能貢獻最大的地區(qū)。

一個假設(shè)——沒有烯烴，世界將會如何？

烯烴作為經(jīng)濟和生產(chǎn)社會的重要原料之一，橫跨高分子材料和精細(xì)化工，其乙烯、丙烯等上游產(chǎn)能直接決定下游化工品產(chǎn)能，方方面面影響著我們的生活。

全球石油化工市場的主要商品是氨、尿素、乙烯、甲醇、丙烯、聚乙烯、純化對苯二甲酸(PTA)、聚丙烯和二甲苯。其中氨的容量最高，其次是丙烯、聚乙烯、PTA，其次是聚丙烯，最后是二甲苯。

不難看出，在全球石油化工市場中，烯烴扮演著舉足輕重的地位，乙烯也發(fā)揮著不可替代的作用。烯烴的產(chǎn)能減少，對于我們來說，可能會面臨諸多生活資源短缺的問題。更進一步地說，假如沒有烯烴，我們可能會過著在毛坯房里用清水洗澡的日子。

參考文獻：

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