石油化學(xué)-簡(jiǎn)介 石油化學(xué) 英文名稱(chēng):petrochemistry;petroleum chemistry 化學(xué)學(xué)科之一。
研究石油的組成、分類(lèi)和性質(zhì),以及石油與石油產(chǎn)品的加工、精制和合成過(guò)程中的化學(xué)問(wèn)題。 石油化學(xué)是一門(mén)關(guān)于石油天然氣及其產(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì)、組成與結構、石油加工過(guò)程中烴類(lèi)和非烴類(lèi)的轉化反應和化學(xué)原理以及研究方法的學(xué)科。
涵蓋了有關(guān)石油熱愛(ài)內燃氣的內容,主要內容包括:石油日安燃氣成因與組成、石油天然氣分類(lèi)、石油天然氣性質(zhì)、石油天然氣生產(chǎn)、石油組分分離和組成、石油產(chǎn)品性質(zhì)、石油化工產(chǎn)品性質(zhì)、天然氣化工產(chǎn)品性質(zhì)、石油生產(chǎn)環(huán)境保護等。 《石油化學(xué)》可作為高等院校化學(xué)工程與工藝、應用化工、石油煉制、石油工程、鉆井技術(shù)、油氣開(kāi)采技術(shù)、油氣儲運技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的教材,也可作為石油天然氣行業(yè)中的現場(chǎng)技術(shù)人員和管理人員的參考用書(shū)。
編輯本段石油化學(xué)-沿革 石油化學(xué)的研究始于20世紀初期,以美國和蘇聯(lián)為發(fā)源地。美國化學(xué)學(xué)會(huì )于1922年成立石油化學(xué)分會(huì )一事,可認為是石油化學(xué)學(xué)科形成的標志。
美國石油學(xué)會(huì )(API)的第6號課題組自1928年開(kāi)始進(jìn)行的石油組成研究工作是具有開(kāi)創(chuàng )性的。此研究工作的結果由F.D.羅西尼等整理匯編為專(zhuān)著(zhù)《石油中的烴類(lèi)》。
20世紀中葉起,石油加工技術(shù)發(fā)展迅速,隨之石油化學(xué)在深度和廣度上均有很大進(jìn)展。研究的對象從汽油、煤油、柴油、潤滑油餾分進(jìn)而至減壓渣油;研究的手段從一般的常規方法,更新為以現代物理分析測試為主的方法;研究的領(lǐng)域也從化學(xué)組成和轉化反應擴展到石油化學(xué)品的合成。
編輯本段石油化學(xué)-研究?jì)热?石油的組成 石油是一種多組分的復雜混合物,包括烴類(lèi)及非烴類(lèi)。 烴類(lèi)。
石油中包括:①烷烴,含量隨餾分沸點(diǎn)升高而逐漸減少。正構烷烴和異構烷烴都存在。
后者主要是單取代基異構物,支鏈較短且大多靠近鏈端。②環(huán)烷烴,主要是五元和六元環(huán)烷烴的衍生物。
低沸點(diǎn)餾分中以單環(huán)為主,中沸和高沸點(diǎn)餾分中還有雙環(huán)和多環(huán)環(huán)烷烴。③,含量隨餾分沸點(diǎn)升高而增多,環(huán)數也增多。
大多帶有烷基側鏈,鏈的長(cháng)度不一。在高沸點(diǎn)餾分中還常并連有環(huán)烷環(huán)(環(huán)烷-芳烴)。
非烴類(lèi)。存在于石油中的有:①含硫化合物,是石油中主要的非烴化合物。
各種原油的含硫量差異很大,少的只有萬(wàn)分之幾,多的可達百分之幾。在同一石油中硫化物含量隨沸點(diǎn)升高而增多。
硫的存在形態(tài)已確定的有:元素硫、硫醚、硫醇、噻吩及其同系物等。②含氮化合物,一般在萬(wàn)分之幾至千分之幾,主要集中在高沸點(diǎn)餾分及中。
有堿性含氮化合物(吡啶、喹啉的同系物)和非堿性含氮化合物(吡咯、吲哚、咔唑類(lèi))。含氮化合物在石油貯存過(guò)程中易生成膠質(zhì),在加工過(guò)程中能引起。
③含氧化合物,含量很少,存在形態(tài)以環(huán)烷酸為主,脂肪酸和酚的含量很少。低分子環(huán)烷酸能腐蝕金屬設備。
④膠狀、瀝青狀物質(zhì),存在于高沸點(diǎn)餾分和渣油中,是以稠合芳環(huán)為核心,連有環(huán)烷環(huán)和烷基側鏈、并有各種雜原子基團的復雜大分子化合物。其中不溶于低分子正構烷烴而溶于苯的組分稱(chēng)為瀝青質(zhì)。
⑤金屬化合物,以油溶性金屬有機化合物或絡(luò )合物形態(tài)存在,集中在渣油中。金屬元素有鎳、釩、鐵、銅等,鎳和釩的含量從幾個(gè)ppm到幾百ppm,相當部分以卟啉絡(luò )合物形式存在。
烴類(lèi)的化學(xué)反應 分為熱反應和催化反應兩類(lèi)。 熱反應:烴類(lèi)在約450℃開(kāi)始即有明顯的熱反應(包括裂解和縮合)。
在加熱條件下,烷烴主要發(fā)生碳鏈斷裂,生成碳數較少的烷烴和烯烴;環(huán)烷烴主要發(fā)生側鏈斷裂和環(huán)烷環(huán)開(kāi)裂反應;芳烴除側鏈斷裂外還發(fā)生縮合反應生成稠環(huán)芳烴直至焦炭(見(jiàn)),芳香環(huán)本身則很難開(kāi)裂。 催化反應:烴類(lèi)在各種不同催化劑作用下發(fā)生下列反應:①反應,以硅酸鋁為催化劑,主要發(fā)生裂化反應。
②和反應,以鉑、鎳等金屬為催化劑可使芳烴和烯烴加氫成為相應的飽和烴,也可使烷烴脫氫為烯烴或使環(huán)烷烴脫氫生成芳烴。③反應,在三氯化鋁等催化劑(見(jiàn))作用下,可使正構烷烴轉化為異構烷烴。
④反應,用硫酸、氫氟酸為催化劑,可使異構烷烴與烯烴或芳烴與烯烴進(jìn)行加成反應,生成較大分子的異構烷烴或烷基芳烴。⑤反應,各種低分子烯烴可用磷酸等催化劑(見(jiàn))轉化為較大分子的烯烴。
⑥反應,在催化劑作用下可使烷烴氧化為醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)或羧酸類(lèi)等化合物。 編輯本段石油化學(xué)-分類(lèi) 石油化學(xué)是研究有關(guān)石油的化學(xué)。
其中包括: 化學(xué)主題首頁(yè)油田化學(xué) 煉油工程 天然氣 油氣儲運 油田地面工程 海洋石油 石油經(jīng)濟管理 編輯本段石油化學(xué)-培養目標 通過(guò)石油化學(xué)的學(xué)習,培養學(xué)生的分析問(wèn)題、邏輯推理能力、自學(xué)能力、獨立思考能力和創(chuàng )新能力,并培養其將化學(xué)基礎理論知識與石油加工工程實(shí)踐相結合的能力。
石油,也稱(chēng)原油,是一種粘稠的、深褐色液體。
地殼上層部分地區有石油儲存。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異,密度為0.8 ~ 1.0 克/厘米3,粘度范圍很寬,凝固點(diǎn)差別很大(30 ~ -60°C),沸點(diǎn)范圍為常溫到500°C以上,可溶于多種有機溶劑,不溶于水,但可與水形成乳狀液。
它由不同的碳氫化合物混合組成,組成石油的化學(xué)元素主要是碳 (83% ~ 87%)、氫(11% ~ 14%),其余為硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金屬元素(鎳、釩、鐵、銻等)。由碳和氫 化合而形成的烴類(lèi)構成石油的主要組成部分,約占95% ~ 99%,含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害,在石油加工中應盡量除去。
不過(guò)不同的油田的石油的成分和外貌可以區分很大。石油主要被用作燃油和汽油,燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一。
石油也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品如溶劑、化肥、殺蟲(chóng)劑和塑料等的原料。今天88%開(kāi)采的石油被用作燃料,其它的12%作為化工業(yè)的原料。
由于石油是一種不可更新原料,許多人擔心石油用盡會(huì )對人類(lèi)帶來(lái)的后果。 生成生成生成生成 研究表明,石油的生成至少需要200萬(wàn)年的時(shí)間,在現今已發(fā)現的油藏中,時(shí)間最老的可達到5億年之久。
在地球不斷演化的漫長(cháng)歷史過(guò)程中,有一些“特殊”時(shí)期,如古生代和中生代,大量的植物和動(dòng)物死亡后,構成其身體的有機物質(zhì)不斷分解,與泥沙或碳酸質(zhì)沉淀物等物質(zhì)混合組成沉積層。由于沉積物不斷地堆積加厚,導致溫度和壓力上升,隨著(zhù)這種過(guò)程的不斷進(jìn)行,沉積層變?yōu)槌练e巖,進(jìn)而形成沉積盆地,這就為石油的生成提供了基本的地質(zhì)環(huán)境。
伴隨各種地質(zhì)作用,沉積盆地中的沉積物持續不斷地堆積。當溫度和壓力達到一定程度后,沉積物中動(dòng)植物的有機物質(zhì)轉化為碳氧化合物分子,最終生成石油和天然氣。
歷史起源歷史起源歷史起源歷史起源 現代石油歷史始于1846年,當時(shí)生活在加拿大大西洋省區 的亞布拉罕·季斯納發(fā)明了從煤中提取煤油的方法。1852年波蘭人依格納茨·盧卡西維茨發(fā)明了使用更易獲得的石油提取煤油的方法。
次年波蘭南部克洛斯諾附近開(kāi)辟了第一座現代的油礦。這些發(fā)明很快就在全世界普及開(kāi)來(lái)了。
1861年在巴庫建立了世界上第一座煉油廠(chǎng)。當時(shí)巴庫出產(chǎn)世界上90%的石油。
后來(lái)斯大林格勒戰役就是為奪取巴庫油田而展開(kāi)的。 19世紀石油工業(yè)的發(fā)展緩慢,提煉的石油主要是用來(lái)作為油燈的燃料。
20世紀初隨著(zhù)內燃機的發(fā)明情況驟變,至今為止石油是最重要的內燃機燃料。尤其在美國在德克薩斯州、俄克拉何馬州和加利福尼亞州的油田發(fā)現導致“淘金熱”一般的形勢。
1910年在加拿大(尤其是在艾伯塔)、荷屬東印度、波斯、秘魯、委內瑞拉和墨西哥發(fā)現了新的油田。這些油田全部被工業(yè)化開(kāi)發(fā)。
直到1950年代中為止,煤依然是世界上最重要的燃料,但石油的消耗量增長(cháng)迅速。1973年能源危機和1979年能源危機爆發(fā)后媒介開(kāi)始注重對石油提供程度進(jìn)行報道。
這也使人們意識到石油是一種有限的原料,最后會(huì )耗盡。不過(guò)至今為止所有預言石油即將用盡的試圖都沒(méi)有實(shí)現,所以也有人對這個(gè)討論表示不以為然。
石油的未來(lái)至今還無(wú)定論。2004年一份《今日美國》的新聞報道說(shuō)地下的石油還夠用40年。
有些人認為,由于石油的總量是有限的,因此1970年代預言的耗盡今 天雖然沒(méi)有發(fā)生,但是這不過(guò)是被遲緩而已。也有人認為隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展人類(lèi)總是能夠找到足夠的便宜的碳氫化合物的來(lái)源的。
地球上還有大量焦油砂、瀝青和油母頁(yè)巖等石油儲藏,它們足以提供未來(lái)的石油來(lái)源。目前已經(jīng)發(fā)現的加拿大的焦油砂和美國的油母頁(yè)巖就含有相當于所有目前已知的油田的石油。
今天90%的運輸能量是依靠石油獲得的。石油運輸方便、能量密度高,因此是最重要的運輸驅動(dòng)能源。
此外它是許多工業(yè)化學(xué)產(chǎn)品的原料,因此它是目前世界上最重要的商品之一。在許多軍事沖突(包括第二次世界大戰和海灣戰爭)中占據石油來(lái)源是一個(gè)重要因素。
今天約80%可以開(kāi)采的石油儲藏位于中東,其中62.5%位于沙特阿拉伯(12.5%)、阿拉伯聯(lián)合酋長(cháng)國、伊拉克、卡塔爾和科威特。
石油化工的基礎原料有 4 類(lèi):炔烴 ( 乙炔 ) 、烯烴 ( 乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯) 、芳烴 ( 苯、甲苯、二甲苯 ) 及合成氣。
由這些基礎原料可以制備出各種重要的有機化工產(chǎn)品和合成材料 天然氣化工 以天然氣為原料的化學(xué)工業(yè)簡(jiǎn)稱(chēng)天然氣化工。 其主要內容有: 1 )天然氣制碳黑; 2 )天然氣提取氦氣; 3 )天然氣制氫; 4 )天然氣制氨; 5 )天然氣制甲醇; 6 )天然氣制乙炔; 7 )天然氣制氯甲烷; 8 )天然氣制四氯化碳; 9 )天然氣制硝基甲烷; 10 )天然氣制二硫化碳; 11 )天然氣制乙烯; 12 )天然氣制硫磺等。
100104 t 原油加工的化工原料 據資料統計, 100104 t 原油加工可產(chǎn)出:乙烯 15104 t ,丙烯 9104 t ,丁二烯 2。5104 t ,芳烴 8104 t ,汽油 9104 t ,燃料油 47。
5104 t 。 煉油廠(chǎng)的分類(lèi) 可分為 4 種類(lèi)型。
1 )燃料油型生產(chǎn)汽油、煤油、輕重柴油和鍋爐燃料。 2 )燃料潤滑油型除生產(chǎn)各種燃料油外,還生產(chǎn)各種潤滑油。
3 )燃料化工型以生產(chǎn)燃料油和化工產(chǎn)品為主。 4 )燃料潤滑油化工型它是綜合型煉廠(chǎng),既生產(chǎn)各種燃料、化工原料或產(chǎn)品同時(shí)又生產(chǎn)潤滑油。
? 原油評價(jià)試驗 當加工一種原油前,先要測定原油的顏色與氣味、沸點(diǎn)與餾程、密度、粘度、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)、殘炭、含硫量等指標,即是原油評價(jià)試驗。? 煉廠(chǎng)的一、二、三次加工裝置 把原油蒸餾分為幾個(gè)不同的沸點(diǎn)范圍 ( 即餾分 ) 叫一次加工;將一次加工得到的餾分再加工成商品油叫二次加工;將二次加工得到的商品油制取基本有機化工原料的工藝叫三次加工。
一次加工裝置;常壓蒸餾或常減壓蒸餾。二次加工裝置:催化、加氫裂化、延遲焦化、催化重整、烴基化、加氫精制等。
三次加工裝置:裂解工藝制取乙烯、芳烴等化工原料。? 辛烷值 辛烷值是表示汽油在汽油機中燃燒時(shí)的抗震性指標。
常以標準異辛烷值規定為 100 ,正庚烷的辛烷值規定為零,這兩種標準燃料以不同的體積比混合起來(lái),可得到各種不同的抗震性等級的混合液,在發(fā)動(dòng)機工作相同條件下,與待測燃料進(jìn)行對比。 抗震性與樣品相等的混合液中所含異辛烷百分數,即為該樣品的辛烷值。
汽油辛烷值大,抗震性好,質(zhì)量也好。 十六烷值 十六烷值就是表示柴油在柴油機中燃燒時(shí)的自燃性指標。
常以純正十六烷的十六烷值定為 100 ,純甲基萘的十六烷值定為零,以不同的比例混合起來(lái),可以得到十六烷值 0 至 100 的不同抗爆性等級的標準燃料,并在一定結構的單缸試驗機上與待測柴油做對比。
石油化工專(zhuān)業(yè)是伴隨著(zhù)中國的石油化工的發(fā)展同時(shí)產(chǎn)生的化工學(xué)習專(zhuān)業(yè)課程,目的是培養石油化工人才,石油化工專(zhuān)業(yè)技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才,一般各大理工科院校都設有此專(zhuān)業(yè),該專(zhuān)業(yè)主要課程涉及:計算機應用、英語(yǔ)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、化工分析、化工原理、石油加工工程系、化工節能、化工設備、化工安全與環(huán)保、精細化工,質(zhì)量管理。
就業(yè)方向:石油、化工、醫藥、食品等企業(yè)生產(chǎn)操作與管理。 ☆工業(yè)分析與檢驗專(zhuān)業(yè): 主要課程:計算機應用、英語(yǔ)、有機化學(xué)、無(wú)機化學(xué)、化工分析、電化學(xué)分析、光學(xué)分析 、常規儀器分析、化工安全與環(huán)保。
就業(yè)方向:石油加工、石油化工、精細化工、醫藥、食品企業(yè)和環(huán)保部門(mén)從事化驗分析操作與管理。[編輯本段]石油化工簡(jiǎn)介 又稱(chēng)石油化學(xué)工業(yè),指化學(xué)工業(yè)中以石油為原料生產(chǎn)化學(xué)品的領(lǐng)域,廣義上也包括天然氣化工。
石油化工作為一個(gè)新興工業(yè),是20世紀20年代隨石油煉制工業(yè)的發(fā)展而形成,于第二次世界大戰期間成長(cháng)起來(lái)的(見(jiàn)石油化工發(fā)展史)。戰后,石油化工的高速發(fā)展,使大量化學(xué)品的生產(chǎn)從傳統的以煤及農林產(chǎn)品為原料,轉移到以石油及天然氣為原料的基礎上來(lái)。
石油化工已成為化學(xué)工業(yè)中的基干工業(yè),在國民經(jīng)濟中占有極重要的地位。 石油化工的范疇 以石油及天然氣生產(chǎn)的化學(xué)品品種極多、范圍極廣。
石油化工原料主要為來(lái)自石油煉制過(guò)程產(chǎn)生的各種石油餾分和煉廠(chǎng)氣,以及油田氣、天然氣等。石油餾分(主要是輕質(zhì)油)通過(guò)烴類(lèi)裂解、裂解氣分離可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烴和苯、甲苯、二甲苯等芳烴,芳烴亦可來(lái)自石油輕餾分的催化重整。
石油輕餾分和天然氣經(jīng)蒸汽轉化、重油經(jīng)部分氧化可制取合成氣,進(jìn)而生產(chǎn)合成氨、合成甲醇等。從烯烴出發(fā),可生產(chǎn)各種醇、酮、醛、酸類(lèi)及環(huán)氧化合物等。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,上述烯烴、芳烴經(jīng)加工可生產(chǎn)包括合成樹(shù)脂、合成橡膠、合成纖維等高分子產(chǎn)品及一系列制品,如表面活性劑等精細化學(xué)品,因此石油化工的范疇已擴大到高分子化工和精細化工的大部分領(lǐng)域。石油化工生產(chǎn),一般與石油煉制或天然氣加工結合,相互提供原料、副產(chǎn)品或半成品,以提高經(jīng)濟效益(見(jiàn)石油化工聯(lián)合企業(yè))。
[編輯本段]石油化工的作用 1.石油化工是能源的主要供應者 石油化工,主要指石油煉制生產(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(wàn)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(chē)、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(gè)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(wú)機非金屬材料和高分子合成材料,被稱(chēng)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(guò)800萬(wàn)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,在屬于化工領(lǐng)域的范疇內,除化學(xué)礦物提供的化工產(chǎn)品外,石油化工生產(chǎn)的原料,在各個(gè)部門(mén)大顯身手。
3.石油化工促進(jìn)了農業(yè)的發(fā)展 農業(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(yè)機械所需各類(lèi)燃料,形成了石化工業(yè)支援農業(yè)的主力軍。
4.各工業(yè)部門(mén)離不開(kāi)石化產(chǎn)品 現代交通工業(yè)的發(fā)展與燃料供應息息相關(guān),可以毫不夸張地說(shuō),沒(méi)有燃料, 就沒(méi)有現代交通工業(yè)。金屬加工、各類(lèi)機械毫無(wú)例外需要各類(lèi)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(wàn)噸,我國約180萬(wàn)噸。建材工業(yè)是石化產(chǎn)品的新領(lǐng)域,如塑料關(guān)材、門(mén)窗、鋪地材料、涂料被稱(chēng)為化學(xué)建材。
輕工、紡織工業(yè)是石化產(chǎn)品的傳統用戶(hù),新材料、新工藝、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與推廣,無(wú)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(gè)巨大的促進(jìn)。
5.石化工業(yè)的建設和發(fā)展離不開(kāi)各行各業(yè)的支持 國內外的石化企業(yè)都是集中建設一批生產(chǎn)裝置,形成大型石化工業(yè)區。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,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(guān)系。
如要求年產(chǎn)30萬(wàn)噸乙烯,粗略計算,約需裂解原料120萬(wàn)噸, 對應煉油廠(chǎng)加工能力約250萬(wàn)噸,可配套生產(chǎn)合成材料和基本有機原料80 ~ 90萬(wàn)噸。由此可見(jiàn), 建設石化工業(yè)區要投入大量資金,廠(chǎng)區選址適當,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(zhuān)用設備。 制造機械設備涉及材料品種多,要求各異,有些重點(diǎn)設備高速超過(guò)50米,單件重幾百?lài)崳挥械囊竽蜔?000°C,有的要求耐冷 - 150°C。
有些關(guān)。
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