石油化學：緒論

1、2022/8/21石 油 化 學Petroleum Chemistry緒 論2022/8/22石 油 化 學石油化學 緒 論主要內容包括：石油和石油產品的化學組成與使用性能石油加工過程的化學原理石油和石油產品的化學組成與使用性能（上篇）石油的化學組成石油及天然氣的成因石油及油品的物理性質石油化學組份分離及分析方法石油產品的使用性能與化學組成的關系石油化學 緒 論石油加工過程的化學原理(下篇)熱轉化催化裂化催化重整催化加氫高辛烷值汽油組分的制取原油的預處理及產品的精制石油化學 緒 論主要內容包括：石油工業(yè)的歷史與現狀煉油工業(yè)的歷史與現狀石油化學工業(yè)的歷史與現狀石油化學學科簡介人類在5000年前就

2、開始認識和使用石油：在亞洲，古巴比倫人曾經把石油用于建筑和鋪路。在非洲，古埃及人曾將石油用作車軸的潤滑劑和木乃伊的防腐劑。在中國西周，易經中有“澤中取火”的記載；北宋沈括的夢溪筆談中首次命名了“石油”，提出“石油至多，生于地中無窮”的論斷 。石油化學 緒 論水經注對石油進行了詳細的描述。 公元12、13世紀，在陜北延長一帶出現了我國歷史上最早的一批油井。近代石油工業(yè)的迅速興起是19世紀中葉。石油作為一種重要的能源和優(yōu)質的有機化工原料，在世界的政治和經濟中的地位日益重要，在國民經濟與國防建設中起著舉足輕重的作用。一、石油工業(yè)的歷史與現狀1、 世界石油工業(yè)的歷史與現狀石油化學 緒 論近代石油工業(yè)產

3、生的標志：1859年，美國在賓夕法尼亞打出第一口油井，井深21米，日產原油2噸。1860年，俄國也開始采油。石油工業(yè)發(fā)展的三個時期：燈油時期：19世紀后半葉，人們開采石油的主要目的是為了制取燈油用來照明。由于當時的汽車工業(yè)很不發(fā)達，汽油則成了多余的廢物。 動力時期：20世紀初，由于內燃機的應用，石油中的汽油和柴油餾分作為汽油機和柴油機的燃料，使得交通運輸和軍事裝備有了質的飛躍。綜合利用時期：從上世紀五十年代開始，石油除了用作動力燃料外，又成為主要的有機化工原料。至此，石油在國民經濟中的地位變得更加重要。 石油化學 緒 論世界能源消費構成： 在二十世紀，石油與天然氣在能源構成中的份額是逐漸上升的

4、，在70年代，二者合計已達到將近70%，以后雖然有所降低，但至今仍然保持在60%左右。足見它們已是當今世界上主要的能源。 石油化學 緒 論 國家統(tǒng)計局公布的數據顯示(2014-02-28)，2013年中國全年原油產量達到2.1億噸，天然氣產量1175.73億立方米。 2012年12月，瑞士銀行發(fā)布了全球石油領域現狀的最新報告，同時公布了目前世界石油儲量前10個國家的最新排名。該報告指出，目前世界已證實石油儲量有1.8萬億桶（約2517億噸），這意味著按現有石油消費水平，世界石油還可開采46年。該報告同時公布目前世界石油儲量前10個國家的最新排名，分別是：沙特362億噸、加拿大184億噸、伊朗1

5、81億噸、伊拉克157億噸、科威特138億噸、阿聯(lián)酋126億噸、委內瑞拉109億噸、俄羅斯82億噸、中國60億噸、利比亞54億噸。世界石油儲量：石油化學 緒 論其中石油輸出國組織（Organization of Petroleum Exporting Countries，簡稱OPEC，中文為歐佩克）的十二個國家的石油探明儲量約占全球儲量的70%。歐佩克的成員國:亞洲:阿聯(lián)酋、卡塔爾、科威特、沙特阿拉伯、伊拉克、伊朗非洲:阿爾及利亞、利比亞、尼日利亞中南美洲:委內瑞拉、安哥拉、厄瓜多爾 石油化學 緒 論世界石油儲量(2013.12.28 EIA) 截至2013年底， EIA公布了世界石油儲量的最

6、新排名，位居榜首的是南美洲國家委內瑞拉。下面是石油儲量排行版的前10位。1. 委內瑞拉（Venezuela）2976 億桶2013年底，委內瑞拉首次超過了沙特阿拉伯，成為世界上石油儲量最大國。2. 沙特阿拉伯（SaudiArabia）2679.1億桶 3. 加拿大（Canada） 1731.05億桶4. 伊朗（Iran） 1545.8 億桶5. 伊拉克（Iraq） 1413.5億桶6. 科威特（Kuwait）1040億桶7. 阿聯(lián)酋（UnitedArabEmirates）955億桶8. 俄羅斯（Russia） 800億桶9. 利比亞（Libya） 480.1億桶10.尼日利亞（Nigeria）

7、 372億桶2013年底，中國的探明石油儲量在全球排名第12位，美國為第14位。最新數據石油化學 緒 論世界石油儲量最新數據石油化學 緒 論2013世界石油產量前15名 2013年世界原油產量達45.1億噸，其中（單位：百萬噸）：石油化學 緒 論2013中國原油進口量 2013年全年，中國累計進口原油2.82億噸,同比攀升4.03%。2013年世界原油產量達45.1億噸，其中中國2.08億噸。2013年，中國煉油能力約為6.33億噸。2.82+2.08=4.90億噸6.33（原因？）石油化學 緒 論石油化學 緒 論 2014年底，我國煉油能力達到7.05億噸。石油化學 緒 論 國際石油經濟(2

8、014-04-02)報道 2013年全球總煉油能力為45.88億噸。比2012年略有增加(2012年為44.48億噸/年)。新增煉油能力主要來自中國和中東，其中中國煉油能力突破6億噸，達到6.33億噸/年，較2012年底增加3310萬噸/年，主要來自煉廠改擴建。石油化學 緒 論世界天然氣儲量:石油化學 緒 論天然氣儲量的地域分布:石油化學 緒 論天然氣儲量的地域分布:石油化學 緒 論天然氣儲量的地域分布:世界其他資源大國還有：沙特(4.3%)、阿聯(lián)酋(3.2%)、尼日利亞(2.8%)、阿爾及利亞 (2.4%)和委內瑞拉(2.9%)。中國天然氣儲量約為2.8萬億立方米，占世界總量的1.5%。 世

9、界天然氣產量:石油化學 緒 論天然氣儲量的地域分布:中國天然氣儲量約為2.8萬億立方米，占世界總量的1.5%。天然氣產量列世界第六（3.4%） 石油化學 緒 論2、中國石油工業(yè)的歷史與現狀中國石油工業(yè)的發(fā)展歷史與現狀：1949年以前的小油田：延長、獨山子、老君廟、苗栗等。 1949年以前的小氣田：四川的自流井、石油溝、圣燈山和臺灣的錦水、竹東、牛山、六重溪等。19041948年，我國累計原油產量為300萬噸，其中天然石油僅為67.7萬噸，其余均為人造石油。 19141916年，美國美孚石油公司在陜北延長一帶進行的石油地質勘察及鉆探工作失敗后， “中國貧油論”開始廣泛傳播。 石油化學 緒 論上世

10、紀五十年代，針對“中國貧油論”，我國地質學家李四光、潘鐘祥等人創(chuàng)造性地提出了“陸相生油”的理論，相繼發(fā)現了大慶、勝利、遼河等大油田。中石油、中石化、中海油三大石油公司先后對各自探區(qū)部分盆地重新進行了油氣資源評價研究。 全國油氣資源動態(tài)評價（2010）成果表明，目前中國石油地質資源量881億噸，可采資源量233億噸。中國天然氣地質資源量52萬億方、可采資源量32萬億方，天然氣儲量產量快速增長，資源基礎雄厚。按照國際油氣富集程度的分類標準，在世界103個產油國中，我國屬于油氣資源“比較豐富”的國家。 石油化學 緒 論 1961年4月16日，奮戰(zhàn)在華北的石油勘探職工終于迎來了出油的喜訊?！叭A八井”見

11、油了！華八井”初日產8.1噸，是華北地區(qū)第一口見油井。這證明了華北地區(qū)地下是有油氣資源的。 在初步研究地質成果的基礎上，地質工作人員確定了新的鉆探井，定位在東營村的“營二井”。1962年9月23日，“營二井”發(fā)生井噴。當時為保密起見，油田對外稱“廣饒農場”，對內稱“九二三廠”。勝利油田華八井石油化學 緒 論我國陸上石油資源主要分布在松遼、渤海灣、塔里木、準噶爾和鄂爾多斯五大盆地，這些地區(qū)的石油可采資源量約為占陸上總資源量的85%。 我國的海上石油資源主要分布在渤海地區(qū)，石油可采資源量約占海域石油資源量的10% 。我國的天然氣資源主要分布在陸上的鄂爾多斯、四川、塔里木等中西部地區(qū)，海上天然氣資源

12、主要分布在東海盆地、南海的鶯歌海盆地等.石油化學 緒 論2013年全國原油產量為2.08億噸，原油產量居世界第四位。我國2013年原油凈進口量就為2.8億噸，原油對外依存度為57%。2013年天然氣年產量1210億立方米，同比增長9.8%，天然氣產量居世界第六位。我國的能源消費構成 我國歷年來的原油產量石油化學 緒 論我國的石油與天然氣合計約為25%，與世界的60%相比有相當大的差別，而在我國的能源構成中煤炭占70%左右，大大高于世界的30%。我國的能源以煤炭為主，2013年我國的煤炭產量為37億噸，居世界第一位；第二位是美國9.96億噸。（美國是世界上煤炭探明儲量最大的國家，2010年底的探

13、明儲量達2373億噸，占世界探明儲量的27.6%；其次是俄羅斯，2010年底的探明儲量是1570億噸；中國排名第三，2010年底的煤炭探明儲量達到1145億噸，占世界的13.3%；而排名第四、五名的分別是澳大利亞和印度。）我國的能源特點是：富煤、貧油、少氣我國的能源構成：石油化學 緒 論二、煉油工業(yè)的歷史與現狀煉油工業(yè): 又稱石油煉制工業(yè)或石油加工工業(yè)。 原 料： 原油（包括天然原油、人造石油、合成原油）。原油加工方法：一次加工工藝：常、減壓蒸餾二次加工工藝：催化裂化、催化重整、延遲焦化、減粘裂化、加氫裂化、煉廠氣加工、高溫裂解、產品精制等。 石油產品包括燃料、潤滑油、石油蠟、石油瀝青、石油焦

14、以及有機化工原料等類型。燃料包括汽油、柴油、煤油、燃料油等。潤滑油包括內燃機油、齒輪油、電器絕緣用油、液壓油、機械油等。石油化學 緒 論石油蠟包括液體石臘、石油脂、石臘和微晶蠟。石油瀝青包括道路瀝青、建筑瀝青、乳化瀝青等。有機化工原料包括乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等。1、世界煉油工業(yè)發(fā)展歷史與現狀對石油進行二次加工的原因：上世紀初期，內燃機問世，汽車工業(yè)迅速發(fā)展；第一次世界大戰(zhàn)的刺激，汽油的需求量劇增。 石油煉制工業(yè)的發(fā)展歷程：初級階段：1823年，俄國建成了世界上第一個釜式蒸餾煉油廠。1860年，美國建立了最早的原油分餾裝置。石油化學 緒 論催化加工及其發(fā)展階段：1936年，固定床

15、催化裂化工藝實現工業(yè)化，這是煉油工業(yè)發(fā)展史上的一項重大突破，標志著煉油工業(yè)由熱加工為主轉向以催化加工為主。流化床催化裂化工藝的迅速發(fā)展。以生產高辛烷值汽油為目的催化重整工藝的開發(fā)和利用。催化重整的副產氫氣促進了加氫精制技術的發(fā)展；催化加氫裂化工藝的出現。熱加工階段：1913年，石油熱裂解生產汽油的工藝實現工業(yè)化。石油化學 緒 論煉油工業(yè)的現狀：由于重質原油越來越多，重質油的輕質化已成為煉油工業(yè)的一個熱點，同時也是一個難點。重油的催化裂化、重油加氫裂化工藝受到廣泛關注。高硫原油的加工受到廣泛重視。由于環(huán)境保護的要求越來越高，要求生產低硫、低氮的高品質清潔燃料。2、 我國煉油工業(yè)的歷史與現狀我國煉

16、油工業(yè)的發(fā)展歷程：1907年，陜北延長興辦了石油官礦局煉油房，在我國首次使用單獨釜生產燈用煤油。1909年，新疆獨山子開始煉油。1940年，玉門建起了日煉200噸原油的蒸餾裝置，并開始利用熱裂化裝置生產汽油。 石油化學 緒 論1949年，全國只有玉門、獨山子、延長等小規(guī)模的煉油廠和撫順、錦州、錦西等人造石油加工廠。二十世紀50年代，對在戰(zhàn)爭中被破壞的小煉油廠及人造石油廠開始進行恢復和擴建。1958年，利用引進前蘇聯(lián)的技術和設備，興建了年處理能力為100萬噸的蘭州煉油廠，它的建成標志著我國現代化煉油工業(yè)的開始。石油化學 緒 論二十世紀60年代，隨著大慶和勝利等油田開發(fā)，依靠我國自身的力量，先后建

17、成了大慶煉油廠、勝利煉油廠和東方紅煉油廠，規(guī)模在150250萬噸。并相繼掌握了流化催化裂化、催化重整、延遲焦化、硫酸烷基化、加氫精制、加氫裂化等工藝技術，大大縮短了與世界煉油先進水平之間的差距。自上世紀八十年代開始，我國煉油工業(yè)也進入了一個新的發(fā)展時期。開發(fā)了一批新的煉油技術及催化劑，如重油催化裂化、渣油加氫裂化、中、高壓加氫裂化、連續(xù)催化重整等煉油新技術，使我國的煉油工藝技術達到或接近了當代世界先進水平。（SEI，CPE，RIPP，FRIPP）石油化學 緒 論我國煉油技術的特點：掌握了重油催化裂化技術，并迅速推廣；加氫處理和加氫裂化的能力迅速擴大和技術水平的顯著提高；煉油化工一體化的發(fā)展使原

18、油資源配置更趨優(yōu)化；石油產品根據環(huán)境友好的要求按照國際標準更新?lián)Q代。 我國煉油能力發(fā)展狀況：1949年僅為17萬噸/年1964年達1000萬噸/年1983年達到1億噸/年第 一財訊：據市場機構卓創(chuàng)資訊統(tǒng)計顯示，我國的原油一次加工能力已從2000年的2.76億噸、2005年的3.245億噸，猛增到2011年的5.92億噸，成為僅次于美國的全球第二大煉油國。2013年煉油能力達6.33億噸，2014年國內主營煉油能力已達到7.04億噸/年。從規(guī)模與技術水平已經達到世界先進水平。 石油化學 緒 論三、石油化學工業(yè)的歷史與現狀 石油化學工業(yè)的含義：石油化學工業(yè)（石油化工）是以石油和天然氣為原料生產石油

19、化學品的工業(yè)。 廣義地講，煉油工業(yè)也屬于石油化學工業(yè)的一部分。 1、世界石油化工的歷史與現狀世界石油化工的發(fā)展歷程：1917年，美國的Ellis利用煉廠氣中的丙烯合成了丙醇，并付諸工業(yè)化，成為世界第一個石油化學品，這標志著石油化學工業(yè)的開始。1923年，出現第一個以裂解乙烯為原料的石油化工廠。自此后以石油及天然氣為原料生產合成纖維、塑料、橡膠的石油化學工業(yè)得到迅速發(fā)展。 上世紀60年代，石油化工進入發(fā)展的黃金時期。石油化學 緒 論 世界化工產品中有85%是有機化工產品，原料絕大部分來自化石燃料，而發(fā)達國家的有機化工產品中，以石油、天然氣為來源的產品占90%。 乙烯主要來自石油，也有相當一部分來

20、自天然氣中的乙烷和丙烷裂解；苯主要來自石油餾分的催化重整和烴類裂解；甲苯、二甲苯絕大部分來自石油；70%甲醇來自天然氣，其余來自石油；80%的合成氨來自于天然氣。 截至2012年1月1日的統(tǒng)計，2011年全球乙烯生產能力達到1.41億噸。美國的乙烯產能達2759.3萬噸，位居全球首位。石油化學 緒 論 乙烯是全球產量最大的有機產品，全球年產量達到1.5億噸，而全球超過35%的有機化合物都要以乙烯為原料，其重要性不言而喻。2014年，從地域上來看東北亞和北美是全球最大的乙烯生產基地，兩地合占了全球45%的乙烯產量。中東和非洲位列其次，全球產量占比達到20%。西歐也是全球重要的乙烯生產基地,提供了

21、大約16%的產量。石油化學 緒 論 從國家角度來看，美國生產了全球18%的乙烯，中國和沙特阿拉伯緊隨其后，產量占比分別達到11%和10%。除此以外其他國家產量相對較小,占比較為分散。而沙特阿拉伯基礎工業(yè)公司（Sabic）是該地區(qū)最大的乙烯生產商，年產量達到290萬噸。（美國產能為2759.3萬噸/年，保持在第一位；中國產能為1620萬噸/年，位居第二；沙特阿拉伯的產能為1515.5萬噸/年。）石油化學 緒 論2、我國石油化學工業(yè)的歷史與現狀 1949年以前，我國的石油化工基礎極為薄弱，全國有機化工原料的年產量只有900噸。 我國的石油化工起步于二十世紀50年代末、60年代初。第一套工業(yè)規(guī)模的乙

22、烯裝置是在50年代由前蘇聯(lián)援助，在蘭州合成橡膠廠建成的年產5000噸乙烯裝置 ，這是我國石油化學工業(yè)的標志。 二十世紀70年代末期，引進了管式爐裂解制乙烯的技術和裝備，相繼建設了燕山石油化工公司30萬噸乙烯裝置、上海石油化工總廠11.5萬噸乙烯裝置和遼陽石油化纖公司7.5萬噸乙烯裝置。石油化學 緒 論 進入80年代，我國的石化工業(yè)取得了迅速發(fā)展，先后又興建了大慶、齊魯、揚子、上海四套30萬噸/年的乙烯裝置，使我國的乙烯產量達到了200萬噸。 截至2012年初，我國共有乙烯生產企業(yè)23家，生產裝置27套，裝置平均規(guī)模已由2005年的39.5萬噸提高到58.1萬噸，高于世界52萬噸的平均規(guī)模。全國

23、乙烯產能已由2005年的785.9萬噸猛增至2011年的1569.5萬噸，在美國之后居世界第二位。四、石油化學學科簡介 石油化學是一門研究石油的化學問題的學科，其范圍大體包括如下四個方面：石油及其產品的化學組成與性質石油熱轉化與催化轉化的化學原理潤滑油和添加劑化學石油化學品合成的化學原理石油化學 緒 論涉及的學科主要有：組成、結構與性質：有機化學、分析化學及儀器分析反應過程：有機化學、物理化學催化原理：無機化學、物理化學有機合成：有機化學1、石油化學學科的形成與發(fā)展 1907年，美國的Chemical Abstract(簡稱CA)中首次出現“Petroleum Chemistry”一詞。192

24、2年，美國化學會(American Chemical Society，簡稱ACS)成立石油化學分會(Division of Petroleum Chemistry)，標志著石油化學學科的形成。 石油化學 緒 論1895年，英國的B. Redwood出版的Petroleum and Its Products是世界上最早的一本關于石油的專著。1934年，前蘇聯(lián)的C. C. 那苗特金的石油化學是世界上最早的石油化學教科書。1953年，F. D. Rossini等總結了美國API第6號課題組歷時25年的研究成果，出版了Hydrocarbon from Petroleum，使人類第一次對石油中的輕餾分的單體烴組成有了較深入的認識，將石油化學組成的研究工作推進了一大步。 1954年，美國的B. T.