石油化工常識

2022-12-16 06:57:04 字數 4428 閱讀 7899

一、石油化學工業的含義

石油化學工業簡稱石油化工,是化學工業的重要組成部分,在國民經濟的發展中有重要作用,是我國的支柱產業部門之一。石油化工指以石油和天然氣為原料,生產石油產品和石油化工產品的加工工業。石油產品又稱油品,主要包括各種燃料油(汽油、煤油、柴油等)和潤滑油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等。

生產這些產品的加工過程常被稱為石油煉製,簡稱煉油。石油化工產品以煉油過程提供的原料油進一步化學加工獲得。生產石油化工產品的第一步是對原料油和氣(如丙烷、汽油、柴油等)進行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料。

第二步是以基本化工原料生產多種有機化工原料(約200種)及合成材料(塑料、合成纖維、合成橡膠)。這兩步產品的生產屬於石油化工的範圍。有機化工原料繼續加工可製得更多品種的化工產品,習慣上不屬於石油化工的範圍。

在有些資料中,以天然氣、輕汽油、重油為原料合成氨、尿素,甚至製取硝酸也列入石油化工。本書只列到尿素。

二、石油化工的發展

石油化工的發展與石油煉製工業、以煤為基本原料生產化工產品和三大合成材料的發展有關。石油煉製起源於19世紀20年代。20世紀20年代****飛速發展,帶動了汽油生產。

為擴大汽油產量,以生產汽油為目的熱裂化工藝開發成功,隨後,40年代催化裂化工藝開發成功,加上其他加工工藝的開發,形成了現代石油煉製工藝。為了利用石油煉製副產品的氣體,2023年開始以丙烯生產異丙醇,這被認為是第乙個石油化工產品。20世紀50年代,在裂化技術基礎上開發了以製取

乙烯為主要目的的烴類水蒸汽高溫裂解簡稱裂解)技術,裂解工藝的發展為發展石油化工提供了大量原料。同時,一些原來以煤為基本原料(通過電石、煤焦油)生產的產品陸續改由石油為基本原料,如氯乙烯等。在20世紀30年代,高分子合成材料大量問世。

按工業生產時間排序為:2023年為氯丁橡膠和聚氯乙烯,2023年為高壓法聚乙烯,2023年為丁腈橡膠和聚苯乙烯,2023年為丁苯橡膠,2023年為尼龍66。第二次世界大戰後石油化工技術繼續快速發展,2023年開發了腈綸,2023年開發了滌綸,2023年開發了聚丙烯。

石油化工高速發展的原因是:有大量廉價的原料**(50~60年代,**每噸約15美元);有可靠的、有發展潛力的生產技術;產品應用廣泛,開拓了新的應用領域。原料、技術、應用三個因素的綜合,實現了由煤化工向石油化工的轉換,完成了化學工業發展史上的一次飛躍。

20世紀70年代以後,******(2023年每噸約170美元),石油化工發展速度下降,新工藝開發趨緩,並向著採用新技術,節能,優化生產操作,綜合利用原料,向下游產品延伸等方向發展。一些發展中國家大力建立石化工業,使發達國家所佔比重下降。2023年,全世界**加工能力為38億噸,生產化工產品用油約佔總量的10%。

三、石油化工在國民經濟中的作用

1.石油化工是能源的主要**者。

石油煉製生產的汽油、煤油、柴油、重油以及天然氣是當前主要能源的主要**者。我國2023年生產了燃料油為8千萬噸。目前,全世界石油和天然氣消費量約佔總能耗量60%;我國因煤炭使用量大,石油的消費量不到20%。

石油化工提供的能源主要作汽車、拖拉機、飛機、輪船、鍋爐的燃料,少量用作民用燃料。能源是制約我國國民經濟發展的乙個因素,石油化工約消耗總能源的8.5%,應不斷降低能源消費量。

2.石油化工是材料工業的支柱之一

金屬、無機非金屬材料和高分子合成材料,被稱為三大材料。全世界石油化工提供的高分子合成材料目前產量約1.45億噸,2023年,我國已超過800萬噸。

除合成材料外,石油化工還提供了絕大多數的有機化工原料,在屬於化工領域的範疇內,除化學礦物提供的化工產品外,石油化工生產的原料,在各個部門大顯身手。

3.石油化工促進了農業的發展

農業是我國國民經濟的基礎產業。石化工業提供的氮肥佔化肥總量的80%,農用塑料薄膜的推廣使用,加上農藥的合理使用以及大量農業機械所需各類燃料,形成了石化工業支援農業的主力軍。

4.各工業部門離不開石化產品

現代交通工業的發展與燃料**息息相關,可以毫不誇張地說,沒有燃料,就沒有現代交通工業。金屬加工、各類機械毫無例外需要各類潤滑材料及其它配套材料,消耗了大量石化產品。全世界潤滑油脂產量約2千萬噸,我國約180萬噸。

建材工業是石化產品的新領域,如塑料關材、門窗、鋪地材料、塗料被稱為化學建材。輕工、紡織工業是石化產品的傳統使用者,新材料、新工藝、新產品的開發與推廣,無不有石化產品的身影。當前,高速發展的電子工業以及諸多的高新技術產業,對石化產品,尤其是以石化產品為原料生產的精細化工產品提出了新要求,這對發展石化工業是個巨大的促進。

5.石化工業的建設和發展離不開各行各業的支援

國內外的石化企業都是集中建設一批生產裝置,形成大型石化工業區。在區內,煉油裝置為"龍頭",為石化裝置提供裂解原料,如輕油、柴油,並生產石化產品;裂解裝置生產乙烯、丙烯、苯、二甲苯等石化基本原料;根據需求建設以上述原料為主生產合成材料和有機原料的系列生產裝置,其產品、原料有一定比例關係。如要求年產30萬噸乙烯,粗略計算,約需裂解原料120萬噸,對應煉油廠加工能力約250萬噸,可配套生產合成材料和基本有機原料80 ~ 90萬噸。

由此可見,建設石化工業區要投入大量資金,廠區選址適當,不但要保證原料和產品的運輸,而且要有充分的電力、水**及其他配套的基礎工程設施。各生產裝置需要大量標準、定性的機械、裝置、儀表、管道和非定型專用裝置。製造機械裝置涉及材料品種多,要求各異,有些重點裝置高速超過50公尺,單件重幾百噸;有的要求耐熱1000°c,有的要求耐冷-150°c。

有些關鍵裝置需在國際市場採購。所有這些都需要冶金、電力、機械、儀表、建築、環保各行業支援。石化行業是個技術密集型產業。

生產方法和生產工藝的確定,關鍵裝置的選型、選用、製造等一系列技術,都要求由專有或獨特的技術標準所規定,如從國外引進,要支付專利或技術訣竅使用費。因此,只有加強基礎學科,尤其是有機化學、高分子化學、催化、化學工程、電子計算機、自動化等方面的研究工作,加強相關專業技術人員的培養,使之掌握和採用先進科研成果,再配合相關的工程技術,石化工業才有可能不斷發展,登上新台階。

石油煉製

1.石油的組成與性質

石油又稱**,是從地下深處開採的棕黑色可燃粘稠液體。石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成的混合物,與煤一樣屬於化石燃料。石油的性質因產地而異,密度為0.

8~1.0克/厘公尺3,粘度範圍很寬,凝固點差別很大(30 ~ -60°c),沸點範圍為常溫到500°c以上,可容於多種有機溶劑,不溶於水,但可與水形成乳狀液。組成石油的化學元素主要是碳(83%~87%)、氫(11% ~ 14%),其餘為硫(0.

06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.

7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金屬元素(鎳、釩、鐵等)。

由碳和氫化合形成的烴類構成石油的主要組成部分,約佔95%~99%,含硫、氧、氮的化合物對石油產品有害,在石油加工中應盡量除去。不同產地的石油中,各種烴類的結構和所佔比例相差很大,但主要屬於烷烴、環烷烴、芳香烴三類。通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油;以環烷烴、芳香烴為主的稱環烴基石油;介於二者之間的稱中間基石油。

我國主要**的特點是含蠟較多,凝固點高,硫含量低,鎳、氮含量中等,釩含量極少。除個別油田外,**中汽油餾分較少,渣油佔1/3。組成不同類的石油,加工方法有差別,產品的效能也不同,應當物盡其用。

大慶**的主要特點是含蠟量高,凝點高,硫含量低,屬低硫石蠟基**。

2.油煉製工業的發展

石油的發現、開採和直接利用由來已久,加工利用並逐漸形成石油煉製(簡稱煉製)工業始於19世紀30年代,到20世紀40 ~ 50年代形成的現代煉油工業,是最大的加工工業之一。19世紀30年代起,陸續建立了石油蒸餾工廠,產品主要是燈用煤油,汽油沒有用途當廢料拋棄。19世紀70年代建造了潤滑油廠,並開始把蒸餾得到的高沸點油做鍋爐燃料。

19世紀末內燃機的問世使汽油和柴油的需求猛增,僅靠**的蒸餾(即**的一次加工)不能滿足需求,於是誕生了以增產汽、柴油為目的,綜合利用原由各種成分的**二次加工工藝。如2023年實現了熱裂化,2023年

實現了焦化,2023年實現了催化裂化,2023年實現了催化重整,此後加氫技術也迅速發展,這就形成了現代的石油煉製工業。20世紀50年代以後,石油煉製為化工產品的發展提供了大量原料,形成了現代的石油化學工業。2023年全世界的石油加工能力為38億噸,我國為1.

4億噸。大型煉油廠的年加工能力已超過1000萬噸。

石油產品

石油產品可分為:石油燃料、石油溶劑與化工原料、潤滑劑、石蠟、石油瀝青、石油焦等6類。其中,各種燃料產量最大,約佔總產量的90%;各種潤滑劑品種最多,產量約佔5%。

各國都制定了產品標準,以適應生產和使用的需要。

汽油是消耗量最大的品種。汽油的沸點範圍(又稱餾程)為30 ~ 205°c,密度為0.70~0.

78克/厘公尺3,商品汽油按該油在汽缸中燃燒時抗爆震燃燒效能的優劣區分,標記為辛烷值70、80、90或更高。號俞大,效能俞好,汽油主要用作汽車、電單車、快艇、直公升飛機、農林用飛機的燃料。商品汽油中新增有新增劑(如抗爆劑四乙基鉛)以改善使用和儲存效能。

受環保要求,今後將限制芳烴和鉛的含量。

噴氣燃料

主要供噴氣式飛機使用。沸點範圍為60~280℃或150~315℃(俗稱航空汽油)。為適應高空低

溫高速飛行需要,這類油要求發熱量大,在-50c不出現固體結晶。煤油沸點範圍為180 ~ 310℃主要供照明、生活炊事用。要求火焰平穩、光亮而不冒黑煙。目前產量不大。

石油化工常識

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