2014年化工工程師考試《化工工程》常識(1)

　　一、石油化學工業(yè)的含義

　　石油化學工業(yè)簡稱石油化工，是化學工業(yè)的重要組成部分，在國民經(jīng)濟的發(fā)展中有重要作用，是我國的支柱產(chǎn)業(yè)部門之一。石油化工指以石油和天然氣為原料，生產(chǎn)石油產(chǎn)品和石油化工產(chǎn)品的加工工業(yè)。石油產(chǎn)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(chǎn)這些產(chǎn)品的加工過程常被稱為石油煉制，簡稱煉油。石油化工產(chǎn)品以煉油過程提供的原料油進一步化學加工獲得。生產(chǎn)石油化工產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的生產(chǎn)屬于石油化工的范圍。有機化工原料繼續(xù)加工可制得品種的化工產(chǎn)品，習慣上不屬于石油化工的范圍。在有些資料中，以天然氣、輕汽油、重油為原料合成氨、尿素，甚至制取硝酸也列入石油化工。本書只列到尿素。

　　二、石油化工的發(fā)展

　　石油化工的發(fā)展與石油煉制工業(yè)、以煤為基本原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品和三大合成材料的發(fā)展有關。石油煉制起源于19 世紀20年代。20世紀20年代汽車工業(yè)飛速發(fā)展，帶動了汽油生產(chǎn)。為擴大汽油產(chǎn)量，以生產(chǎn)汽油為目的熱裂化工藝開發(fā)成功，隨后，40年代催化裂化工藝開發(fā)成功，加上其他加工工藝的開發(fā)，形成了現(xiàn)代石油煉制工藝。為了利用石油煉制副產(chǎn)品的氣體，1920年開始以丙烯生產(chǎn)異丙醇，這被認為是第一個石油化工產(chǎn)品。20世紀50年代，在裂化技術(shù)基礎上開發(fā)了以制取乙烯為主要目的的烴類水蒸汽高溫裂解 簡稱裂解)技術(shù)，裂解工藝的發(fā)展為發(fā)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(chǎn)的產(chǎn)品陸續(xù)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(yè)生產(chǎn)時間排序為：1931年為氯丁橡膠和聚氯乙烯，1933年為高壓法聚乙烯，1935年為丁腈橡膠和聚苯乙烯，1937年為丁苯橡膠，1939年為尼龍66.第二次世界大戰(zhàn)后石油化工技術(shù)繼續(xù)快速發(fā)展，1950年開發(fā)了腈綸，1953年開發(fā)了滌綸，1957年開發(fā)了聚丙烯。石油化工高速發(fā)展的原因是：有大量廉價的原料供應(50 ～ 60年代，原油每噸約15美元);有可靠的、有發(fā)展?jié)摿Φ纳a(chǎn)技術(shù);產(chǎn)品應用廣泛，開拓了新的應用領域。原料、技術(shù)、應用三個因素的綜合，實現(xiàn)了由煤化工向石油化工的轉(zhuǎn)換，完成了化學工業(yè)發(fā)展史上的一次飛躍。20世紀70年代以后，原油價格上漲(1996年每噸約170美元)，石油化工發(fā)展速度下降，新工藝開發(fā)趨緩，并向著采用新技術(shù)，節(jié)能，優(yōu)化生產(chǎn)操作，綜合利用原料，向下游產(chǎn)品延伸等方向發(fā)展。一些發(fā)展中國家大力建立石化工業(yè)，使發(fā)達國家所占比重下降。1996年，全世界原油加工能力為38億噸，生產(chǎn)化工產(chǎn)品用油約占總量的10%.

　　三.石油化工在國民經(jīng)濟中的作用

　　1.石油化工是能源的主要供應者。

　　石油煉制生產(chǎn)的汽油、煤油、柴油、重油以及天然氣是當前主要能源的主要供應者。我國1995年生產(chǎn)了燃料油為8千萬噸。目前，全世界石油和天然氣消費量約占總能耗量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(jīng)濟發(fā)展的一個因素，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(yè)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(chǎn)量約1.45億噸，1996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(shù)的有機化工原料，在屬于化工領域的范疇內(nèi)，除化學礦物提供的化工產(chǎn)品外，石油化工生產(chǎn)的原料，在各個部門大顯身手。

　　3.石油化工促進了農(nóng)業(yè)的發(fā)展

　　農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)。石化工業(yè)提供的氮肥占化肥總量的80%，農(nóng)用塑料薄膜的推廣使用，加上農(nóng)藥的合理使用以及大量農(nóng)業(yè)機械所需各類燃料，形成了石化工業(yè)支援農(nóng)業(yè)的主力軍。

　　4.各工業(yè)部門離不開石化產(chǎn)品

　　現(xiàn)代交通工業(yè)的發(fā)展與燃料供應息息相關，可以毫不夸張地說，沒有燃料，就沒有現(xiàn)代交通工業(yè)。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(chǎn)品。全世界潤滑油脂產(chǎn)量約2千萬噸，我國約180萬噸。建材工業(yè)是石化產(chǎn)品的新領域，如塑料關材、門窗、鋪地材料、涂料被稱為化學建材。輕工、紡織工業(yè)是石化產(chǎn)品的傳統(tǒng)用戶，新材料、新工藝、新產(chǎn)品的開發(fā)與推廣，無不有石化產(chǎn)品的身影。當前，高速發(fā)展的電子工業(yè)以及諸多的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，對石化產(chǎn)品，尤其是以石化產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的精細化工產(chǎn)品提出了新要求，這對發(fā)展石化工業(yè)是個巨大的促進。

　　5.石化工業(yè)的建設和發(fā)展離不開各行各業(yè)的支持

　　國內(nèi)外的石化企業(yè)都是集中建設一批生產(chǎn)裝置，形成大型石化工業(yè)區(qū)。在區(qū)內(nèi)，煉油裝置為“龍頭”，為石化裝置提供裂解原料，如輕油、柴油，并生產(chǎn)石化產(chǎn)品;裂解裝置生產(chǎn)乙烯、丙烯、苯、二甲苯等石化基本原料;根據(jù)需求建設以上述原料為主生產(chǎn)合成材料和有機原料的系列生產(chǎn)裝置，其產(chǎn)品、原料有一定比例關系。如要求年產(chǎn)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(chǎn)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(yè)區(qū)要投入大量資金，廠區(qū)選址適當，不但要保證原料和產(chǎn)品的運輸，而且要有充分的電力、水供應及其他配套的基礎工程設施。各生產(chǎn)裝置需要大量標準、定性的機械、設備、儀表、管道和非定型專用設備。制造機械設備涉及材料品種多，要求各異，有些重點設備高速超過50米，單件重幾百噸;有的要求耐熱1000°C，有的要求耐冷 - 150°C.有些關鍵設備需在國際市場采購。所有這些都需要冶金、電力、機械、儀表、建筑、環(huán)保各行業(yè)支持。石化行業(yè)是個技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝的確定，關鍵設備的選型、選用、制造等一系列技術(shù)，都要求由專有或獨特的技術(shù)標準所規(guī)定，如從國外引進，要支付專利或技術(shù)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(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)，使之掌握和采用先進科研成果，再配合相關的工程技術(shù)，石化工業(yè)才有可能不斷發(fā)展，登上新臺階。