石油化工概論9頁

1、第一章 緒 論第一節(jié) 石油化學工業(yè)發(fā)展概況一、石油化學工業(yè)概貌石油化學工業(yè)是以石油和天然氣為原料，既生產(chǎn)石油產(chǎn)品。又生產(chǎn)石油化學品的石油加工工業(yè)。按加工與用途劃分，石油加工業(yè)有兩大分支：一是石油經(jīng)過煉制生產(chǎn)各種燃料油、潤滑油、石蠟、瀝青、焦炭等石油產(chǎn)品；二是把石油分離成原料餾分，進行熱裂解，得到基本有機原料，用于合成生產(chǎn)各種石油化學制品。前一分支是石油煉制工業(yè)體系，后一分支是化工體系。因此，通常是以石油、天然氣為基礎的有機合成業(yè)，即石油和天然氣為起始原料的有機化學工業(yè)稱為石油化學工業(yè),簡稱石油化工。煉油和化工二者是相互依存相互聯(lián)系的，是一個龐大而復雜的工業(yè)部門，其產(chǎn)品有數(shù)千種之多。它們的相互結

2、合和滲透，不但推動了石油化工的技術發(fā)展，也是提高石油經(jīng)濟效益的主要途徑。石油化工是20世紀60年代以來快速發(fā)展起來的一個新興工業(yè)部門。石油化學工業(yè)產(chǎn)品慨貌及其石油化工上中下游產(chǎn)品關系如圖1-1和圖1-2所示?？梢?，要把如同一部分百科全書的產(chǎn)品群描繪清楚是十分困難的，這里只從石油的加工過程和產(chǎn)品類別這兩方面去認識石油化學工業(yè)的概貌。石油化工包括以下四大生產(chǎn)過程：基本有機化工生產(chǎn)過程、有機化工生產(chǎn)過程、高分子化工生產(chǎn)過程和精細化工生產(chǎn)過程。基本有機化工生產(chǎn)過程是以石油和天然氣為起始原料經(jīng)過煉制加工制的得三烯（乙烯、丙烯、丁烯）三本（苯、甲苯、二甲苯）乙炔和萘等基本的有機原料。有機化工生產(chǎn)過程是在“

3、三烯、三苯、乙炔、萘”的基礎上，通過各種合成步驟制的醇、醛、酸、酯、醚、腈類等有機原料。高分子化工生產(chǎn)過程是在有機原料的基礎上，經(jīng)過各種聚合、縮合步驟制的合成纖維、合成橡膠（即三大合成材料）等最終產(chǎn)品。石油化工是精細化工的基礎，精細化工的原料大部分來自廉價的石油化工。精細化工為石油化工提供高檔末端材料，如催化劑、表面活性劑、油品添加劑、三大合成材料用助劑等，精細化工生產(chǎn)多項工業(yè)和尖端技術所需要的工程材料和功能性材料，取得高附加值。所以，一般認為精細化程度已成為衡量十化工業(yè)水平的尺度。二、石油化工發(fā)展簡史石油化工是在煤化工基礎上發(fā)展起來的，基本有機化工原料的生產(chǎn)大致經(jīng)過三個階段，即初級階段、煤化

4、學階段、石油化學階段。最早，人們是以農(nóng)副產(chǎn)品的發(fā)酵和干餾的方法獲得品種有限的有機原料，如糧食發(fā)酵制取酒精，木材干餾取得甲醇、丙酮、醋酸、苯酚等。19世紀后半期，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展帶動了煉焦工業(yè)的發(fā)展。用煤煉焦時，副產(chǎn)約3%的煤焦油，煤焦油富含苯、甲苯、萘等有用芳烴，將這些芳烴提取出來，為染料生產(chǎn)提取了充足原料。隨后，人們用焦炭和石灰石融練出電石（cac），電石與水反應輕而易舉地制取乙炔，利用乙炔的特有活性可制的氯乙烯、醋酸乙烯、氯丁二烯、三氯乙烯、丙烯腈、乙醛、異戊二烯等有機原料，再由此衍生最終產(chǎn)品，這是煤化工最燦爛的歷史階段。苯，過去都是由煤炭干餾副產(chǎn)的煤氣中取得，現(xiàn)在可由石油出發(fā)，在汽油重整或

5、輕質(zhì)油品煉化制取石油化工原料氣的同時產(chǎn)生，用溶劑萃取而得。由于煤化工的工藝路線和效益不佳，在1970年以石油為燃料的化工生產(chǎn)比例猛增到80%以上。到1979年，在西歐天然液體在化工原料的能源消耗上以高達99%。固體燃料只占1%。石油化工是在煤化工基礎上發(fā)展起來，以其低成本、高產(chǎn)出、高效益的絕對優(yōu)勢，從它的誕生開始，就結束了僅以煤和農(nóng)產(chǎn)品為化學工業(yè)原料的歷史，近60年來，除中國外其他發(fā)達國家煤炭產(chǎn)業(yè)幾乎被是喲喲、天然氣工業(yè)擠得無立足之地。隨著世界經(jīng)濟的增長和人民生活水平的提高，石油供求矛盾日益突出c 20世紀70年代末鋅始至今，出現(xiàn)了兩次大的石油危機，加之石油價格大起大落，嚴重危及各國經(jīng)濟、能源

6、和安全。因此，調(diào)整能源結構、開辟多種能源利用渠道，合理開發(fā)利用煤炭資源已成為有識之士的共識。世界煤炭資源十分豐富，發(fā)達國家已投人大量資金研究潔凈煤技術，煤化工的比例有所回升，這是煤化工發(fā)展的新趨勢。 一 石油化工最初是在煉油工業(yè)進步的基礎上發(fā)展起來的，石油化工的興起始于美國。西埃力斯(CEllis)于1 908年創(chuàng)建了世界上最早的石油化工實驗室，經(jīng)過約1 0年的刻苦鉆研，于1917年用煉廠氣中的丙烯制成最早的石油化工產(chǎn)品異丙醇。1920年美國新澤西標準油公司（美孚石油公司）采用他的研究成果進行工業(yè)化，從此開創(chuàng)了石油化學工業(yè)的歷史c1 9 1 9年，美國聯(lián)碳化合物公司開發(fā)出以乙烷、丙烷為原料高溫

7、裂解制乙烯的技術，隨后林德公司建成了工業(yè)化生產(chǎn)乙烯（從裂解氣中分離出乙烯）的石油化工廠。大分子烴轉化成小分子烴的裂化技術的出現(xiàn)，使煉油工業(yè)從一次加工發(fā)展到二次加工，這可以看成是石油化工 的興起。1 941年管式爐制乙烯實現(xiàn)了工業(yè)化，石油化工走上加速發(fā)展的道路。在第二次世 界大戰(zhàn)期間，涉及戰(zhàn)略物資的合成橡膠急劇發(fā)展，乳液聚合技術趨于成熟。進入20世紀50 年代，以齊格勒一納塔( Ziegler - Natta)催化劑為代表的一批重大技術先后突破，為石油 化工進入大發(fā)展時期進行了技術準備。20世紀60年代，石油化工經(jīng)歷了全球性的大發(fā) 展，1 960年世界乙烯生產(chǎn)能力為2. 9IMt/a，到1 97

8、0年達到19. 76Mt/a。20世紀7080 年代，經(jīng)歷了石油危機的沖擊，世界石油化工仍然繼續(xù)發(fā)展，各項重要技術趨向成熟。 1 980年乙烯生產(chǎn)能力達到34. 06Mt/ao進入20世紀90年代，以信息技術為代表的高新技 術向石油化工滲透，全球石油化工經(jīng)歷了一次空前的產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，石油化工產(chǎn)業(yè)在提、 升中繼續(xù)發(fā)展，世界乙烯生產(chǎn)能力由1 99 1年的64. 60Mt/a，增加到2009年底的 1385Mt/a。三石油化工發(fā)展簡史 乙烯生產(chǎn)在石油化工基礎原料生產(chǎn)中占主導地位。由乙烯裝置生產(chǎn)的乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯，即“三烯三苯”是生產(chǎn)各種有機化工原料和合成樹脂、合成纖維、合成橡膠三

9、大合成材料的基礎原料?？梢哉f，乙烯工業(yè)的發(fā)展水平總體上代表了一個國家石油化學工業(yè)的水平。 （一）乙烯 乙烯是石油化學工業(yè)最重要的基礎原料之一，全球石化行業(yè)經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，乙烯的年產(chǎn)量逐年提高，近兩年世界乙烯生產(chǎn)能力增勢明顯放慢，見圖1 -3。 目前，全球乙烯的生產(chǎn)主要分布在北美、西歐和亞洲（表1-1）。20 1 0年世界十大乙烯產(chǎn)能國家依次是：美國27. 593Mt/a、中國12. 978Mt/a、沙特阿拉伯11. 955Mt/a、 日本7. 265Mt7a、德國5.743Mt/a、韓國5.630Mt7a、加拿大5.53IMt/a、伊朗4.734Mt/a、中國臺灣省4.006Mt/a、荷蘭3.965Mt/ao 全球乙烯工業(yè)發(fā)展的主要特點：(l)產(chǎn)能過剩的局面仍在持續(xù)。受全球經(jīng)濟低迷、乙烯新增產(chǎn)能投產(chǎn)以及市場需求疲軟的影響，2008年以來乙烯裝置開工率一直處于較低水平0 2009年，世界乙烯產(chǎn)能達133Mt，需求量為112Mt，裝置開工率為