石油化学-简介 石油化学 英文名称:petrochemistry;petroleum chemistry 化学学科之一。
研究石油的组成、分类和性质,以及石油与石油产品的加工、精制和合成过程中的化学问题。 石油化学是一门关于石油天然气及其产品的化学性质、组成与结构、石油加工过程中烃类和非烃类的转化反应和化学原理以及研究方法的学科。
涵盖了有关石油热爱内燃气的内容,主要内容包括:石油日安燃气成因与组成、石油天然气分类、石油天然气性质、石油天然气生产、石油组分分离和组成、石油产品性质、石油化工产品性质、天然气化工产品性质、石油生产环境保护等。 《石油化学》可作为高等院校化学工程与工艺、应用化工、石油炼制、石油工程、钻井技术、油气开采技术、油气储运技术等专业的教材,也可作为石油天然气行业中的现场技术人员和管理人员的参考用书。
编辑本段石油化学-沿革 石油化学的研究始于20世纪初期,以美国和苏联为发源地。美国化学学会于1922年成立石油化学分会一事,可认为是石油化学学科形成的标志。
美国石油学会(API)的第6号课题组自1928年开始进行的石油组成研究工作是具有开创性的。此研究工作的结果由F.D.罗西尼等整理汇编为专著《石油中的烃类》。
20世纪中叶起,石油加工技术发展迅速,随之石油化学在深度和广度上均有很大进展。研究的对象从汽油、煤油、柴油、润滑油馏分进而至减压渣油;研究的手段从一般的常规方法,更新为以现代物理分析测试为主的方法;研究的领域也从化学组成和转化反应扩展到石油化学品的合成。
编辑本段石油化学-研究内容 石油的组成 石油是一种多组分的复杂混合物,包括烃类及非烃类。 烃类。
石油中包括:①烷烃,含量随馏分沸点升高而逐渐减少。正构烷烃和异构烷烃都存在。
后者主要是单取代基异构物,支链较短且大多靠近链端。②环烷烃,主要是五元和六元环烷烃的衍生物。
低沸点馏分中以单环为主,中沸和高沸点馏分中还有双环和多环环烷烃。③,含量随馏分沸点升高而增多,环数也增多。
大多带有烷基侧链,链的长度不一。在高沸点馏分中还常并连有环烷环(环烷-芳烃)。
非烃类。存在于石油中的有:①含硫化合物,是石油中主要的非烃化合物。
各种原油的含硫量差异很大,少的只有万分之几,多的可达百分之几。在同一石油中硫化物含量随沸点升高而增多。
硫的存在形态已确定的有:元素硫、硫醚、硫醇、噻吩及其同系物等。②含氮化合物,一般在万分之几至千分之几,主要集中在高沸点馏分及中。
有碱性含氮化合物(吡啶、喹啉的同系物)和非碱性含氮化合物(吡咯、吲哚、咔唑类)。含氮化合物在石油贮存过程中易生成胶质,在加工过程中能引起。
③含氧化合物,含量很少,存在形态以环烷酸为主,脂肪酸和酚的含量很少。低分子环烷酸能腐蚀金属设备。
④胶状、沥青状物质,存在于高沸点馏分和渣油中,是以稠合芳环为核心,连有环烷环和烷基侧链、并有各种杂原子基团的复杂大分子化合物。其中不溶于低分子正构烷烃而溶于苯的组分称为沥青质。
⑤金属化合物,以油溶性金属有机化合物或络合物形态存在,集中在渣油中。金属元素有镍、钒、铁、铜等,镍和钒的含量从几个ppm到几百ppm,相当部分以卟啉络合物形式存在。
烃类的化学反应 分为热反应和催化反应两类。 热反应:烃类在约450℃开始即有明显的热反应(包括裂解和缩合)。
在加热条件下,烷烃主要发生碳链断裂,生成碳数较少的烷烃和烯烃;环烷烃主要发生侧链断裂和环烷环开裂反应;芳烃除侧链断裂外还发生缩合反应生成稠环芳烃直至焦炭(见),芳香环本身则很难开裂。 催化反应:烃类在各种不同催化剂作用下发生下列反应:①反应,以硅酸铝为催化剂,主要发生裂化反应。
②和反应,以铂、镍等金属为催化剂可使芳烃和烯烃加氢成为相应的饱和烃,也可使烷烃脱氢为烯烃或使环烷烃脱氢生成芳烃。③反应,在三氯化铝等催化剂(见)作用下,可使正构烷烃转化为异构烷烃。
④反应,用硫酸、氢氟酸为催化剂,可使异构烷烃与烯烃或芳烃与烯烃进行加成反应,生成较大分子的异构烷烃或烷基芳烃。⑤反应,各种低分子烯烃可用磷酸等催化剂(见)转化为较大分子的烯烃。
⑥反应,在催化剂作用下可使烷烃氧化为醇类、醛类、酮类或羧酸类等化合物。 编辑本段石油化学-分类 石油化学是研究有关石油的化学。
其中包括: 化学主题首页油田化学 炼油工程 天然气 油气储运 油田地面工程 海洋石油 石油经济管理 编辑本段石油化学-培养目标 通过石油化学的学习,培养学生的分析问题、逻辑推理能力、自学能力、独立思考能力和创新能力,并培养其将化学基础理论知识与石油加工工程实践相结合的能力。
石油,也称原油,是一种粘稠的、深褐色液体。
地壳上层部分地区有石油储存。石油的性质因产地而异,密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3,粘度范围很宽,凝固点差别很大(30 ~ -60°C),沸点范围为常温到500°C以上,可溶于多种有机溶剂,不溶于水,但可与水形成乳状液。
它由不同的碳氢化合物混合组成,组成石油的化学元素主要是碳 (83% ~ 87%)、氢(11% ~ 14%),其余为硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金属元素(镍、钒、铁、锑等)。由碳和氢 化合而形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占95% ~ 99%,含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害,在石油加工中应尽量除去。
不过不同的油田的石油的成分和外貌可以区分很大。石油主要被用作燃油和汽油,燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源之一。
石油也是许多化学工业产品如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。今天88%开采的石油被用作燃料,其它的12%作为化工业的原料。
由于石油是一种不可更新原料,许多人担心石油用尽会对人类带来的后果。 生成生成生成生成 研究表明,石油的生成至少需要200万年的时间,在现今已发现的油藏中,时间最老的可达到5亿年之久。
在地球不断演化的漫长历史过程中,有一些“特殊”时期,如古生代和中生代,大量的植物和动物死亡后,构成其身体的有机物质不断分解,与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积加厚,导致温度和压力上升,随着这种过程的不断进行,沉积层变为沉积岩,进而形成沉积盆地,这就为石油的生成提供了基本的地质环境。
伴随各种地质作用,沉积盆地中的沉积物持续不断地堆积。当温度和压力达到一定程度后,沉积物中动植物的有机物质转化为碳氧化合物分子,最终生成石油和天然气。
历史起源历史起源历史起源历史起源 现代石油历史始于1846年,当时生活在加拿大大西洋省区 的亚布拉罕·季斯纳发明了从煤中提取煤油的方法。1852年波兰人依格纳茨·卢卡西维茨发明了使用更易获得的石油提取煤油的方法。
次年波兰南部克洛斯诺附近开辟了第一座现代的油矿。这些发明很快就在全世界普及开来了。
1861年在巴库建立了世界上第一座炼油厂。当时巴库出产世界上90%的石油。
后来斯大林格勒战役就是为夺取巴库油田而展开的。 19世纪石油工业的发展缓慢,提炼的石油主要是用来作为油灯的燃料。
20世纪初随着内燃机的发明情况骤变,至今为止石油是最重要的内燃机燃料。尤其在美国在德克萨斯州、俄克拉何马州和加利福尼亚州的油田发现导致“淘金热”一般的形势。
1910年在加拿大(尤其是在艾伯塔)、荷属东印度、波斯、秘鲁、委内瑞拉和墨西哥发现了新的油田。这些油田全部被工业化开发。
直到1950年代中为止,煤依然是世界上最重要的燃料,但石油的消耗量增长迅速。1973年能源危机和1979年能源危机爆发后媒介开始注重对石油提供程度进行报道。
这也使人们意识到石油是一种有限的原料,最后会耗尽。不过至今为止所有预言石油即将用尽的试图都没有实现,所以也有人对这个讨论表示不以为然。
石油的未来至今还无定论。2004年一份《今日美国》的新闻报道说地下的石油还够用40年。
有些人认为,由于石油的总量是有限的,因此1970年代预言的耗尽今 天虽然没有发生,但是这不过是被迟缓而已。也有人认为随着技术的发展人类总是能够找到足够的便宜的碳氢化合物的来源的。
地球上还有大量焦油砂、沥青和油母页岩等石油储藏,它们足以提供未来的石油来源。目前已经发现的加拿大的焦油砂和美国的油母页岩就含有相当于所有目前已知的油田的石油。
今天90%的运输能量是依靠石油获得的。石油运输方便、能量密度高,因此是最重要的运输驱动能源。
此外它是许多工业化学产品的原料,因此它是目前世界上最重要的商品之一。在许多军事冲突(包括第二次世界大战和海湾战争)中占据石油来源是一个重要因素。
今天约80%可以开采的石油储藏位于中东,其中62.5%位于沙特阿拉伯(12.5%)、阿拉伯联合酋长国、伊拉克、卡塔尔和科威特。
石油化工的基础原料有 4 类:炔烃 ( 乙炔 ) 、烯烃 ( 乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯) 、芳烃 ( 苯、甲苯、二甲苯 ) 及合成气。
由这些基础原料可以制备出各种重要的有机化工产品和合成材料 天然气化工 以天然气为原料的化学工业简称天然气化工。 其主要内容有: 1 )天然气制碳黑; 2 )天然气提取氦气; 3 )天然气制氢; 4 )天然气制氨; 5 )天然气制甲醇; 6 )天然气制乙炔; 7 )天然气制氯甲烷; 8 )天然气制四氯化碳; 9 )天然气制硝基甲烷; 10 )天然气制二硫化碳; 11 )天然气制乙烯; 12 )天然气制硫磺等。
100104 t 原油加工的化工原料 据资料统计, 100104 t 原油加工可产出:乙烯 15104 t ,丙烯 9104 t ,丁二烯 2。5104 t ,芳烃 8104 t ,汽油 9104 t ,燃料油 47。
5104 t 。 炼油厂的分类 可分为 4 种类型。
1 )燃料油型生产汽油、煤油、轻重柴油和锅炉燃料。 2 )燃料润滑油型除生产各种燃料油外,还生产各种润滑油。
3 )燃料化工型以生产燃料油和化工产品为主。 4 )燃料润滑油化工型它是综合型炼厂,既生产各种燃料、化工原料或产品同时又生产润滑油。
إ 原油评价试验 当加工一种原油前,先要测定原油的颜色与气味、沸点与馏程、密度、粘度、凝点、闪点、燃点、自燃点、残炭、含硫量等指标,即是原油评价试验。إ 炼厂的一、二、三次加工装置 把原油蒸馏分为几个不同的沸点范围 ( 即馏分 ) 叫一次加工;将一次加工得到的馏分再加工成商品油叫二次加工;将二次加工得到的商品油制取基本有机化工原料的工艺叫三次加工。
一次加工装置;常压蒸馏或常减压蒸馏。二次加工装置:催化、加氢裂化、延迟焦化、催化重整、烃基化、加氢精制等。
三次加工装置:裂解工艺制取乙烯、芳烃等化工原料。إ 辛烷值 辛烷值是表示汽油在汽油机中燃烧时的抗震性指标。
常以标准异辛烷值规定为 100 ,正庚烷的辛烷值规定为零,这两种标准燃料以不同的体积比混合起来,可得到各种不同的抗震性等级的混合液,在发动机工作相同条件下,与待测燃料进行对比。 抗震性与样品相等的混合液中所含异辛烷百分数,即为该样品的辛烷值。
汽油辛烷值大,抗震性好,质量也好。 十六烷值 十六烷值就是表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标。
常以纯正十六烷的十六烷值定为 100 ,纯甲基萘的十六烷值定为零,以不同的比例混合起来,可以得到十六烷值 0 至 100 的不同抗爆性等级的标准燃料,并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。
石油化工专业是伴随着中国的石油化工的发展同时产生的化工学习专业课程,目的是培养石油化工人才,石油化工专业技术专业人才,一般各大理工科院校都设有此专业,该专业主要课程涉及:计算机应用、英语、有机化学、物理化学、化工分析、化工原理、石油加工工程系、化工节能、化工设备、化工安全与环保、精细化工,质量管理。
就业方向:石油、化工、医药、食品等企业生产操作与管理。 ☆工业分析与检验专业: 主要课程:计算机应用、英语、有机化学、无机化学、化工分析、电化学分析、光学分析 、常规仪器分析、化工安全与环保。
就业方向:石油加工、石油化工、精细化工、医药、食品企业和环保部门从事化验分析操作与管理。[编辑本段]石油化工简介 又称石油化学工业,指化学工业中以石油为原料生产化学品的领域,广义上也包括天然气化工。
石油化工作为一个新兴工业,是20世纪20年代随石油炼制工业的发展而形成,于第二次世界大战期间成长起来的(见石油化工发展史)。战后,石油化工的高速发展,使大量化学品的生产从传统的以煤及农林产品为原料,转移到以石油及天然气为原料的基础上来。
石油化工已成为化学工业中的基干工业,在国民经济中占有极重要的地位。 石油化工的范畴 以石油及天然气生产的化学品品种极多、范围极广。
石油化工原料主要为来自石油炼制过程产生的各种石油馏分和炼厂气,以及油田气、天然气等。石油馏分(主要是轻质油)通过烃类裂解、裂解气分离可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃,芳烃亦可来自石油轻馏分的催化重整。
石油轻馏分和天然气经蒸汽转化、重油经部分氧化可制取合成气,进而生产合成氨、合成甲醇等。从烯烃出发,可生产各种醇、酮、醛、酸类及环氧化合物等。
随着科学技术的发展,上述烯烃、芳烃经加工可生产包括合成树脂、合成橡胶、合成纤维等高分子产品及一系列制品,如表面活性剂等精细化学品,因此石油化工的范畴已扩大到高分子化工和精细化工的大部分领域。石油化工生产,一般与石油炼制或天然气加工结合,相互提供原料、副产品或半成品,以提高经济效益(见石油化工联合企业)。
[编辑本段]石油化工的作用 1.石油化工是能源的主要供应者 石油化工,主要指石油炼制生产的汽油、煤油、柴油、重油以及天然气是当前主要能源的主要供应者。我国1995年生产了燃料油为8千万吨。
目前,全世界石油和天然气消费量约占总能耗量60%;我国因煤炭使用量大,石油的消费量不到20%。石油化工提供的能源主要作汽车、拖拉机、飞机、轮船、锅炉的燃料,少量用作民用燃料。
能源是制约我国国民经济发展的一个因素,石油化工约消耗总能源的8.5%,应不断降低能源消费量。 2.石油化工是材料工业的支柱之一 金属、无机非金属材料和高分子合成材料,被称为三大材料。
全世界石油化工提供的高分子合成材料目前产量约1.45亿吨,1996年,我国已超过800万吨。除合成材料外,石油化工还提供了绝大多数的有机化工原料,在属于化工领域的范畴内,除化学矿物提供的化工产品外,石油化工生产的原料,在各个部门大显身手。
3.石油化工促进了农业的发展 农业是我国国民经济的基础产业。石化工业提供的氮肥占化肥总量的80%,农用塑料薄膜的推广使用,加上农药的合理使用以及大量农业机械所需各类燃料,形成了石化工业支援农业的主力军。
4.各工业部门离不开石化产品 现代交通工业的发展与燃料供应息息相关,可以毫不夸张地说,没有燃料, 就没有现代交通工业。金属加工、各类机械毫无例外需要各类润滑材料及其它配套材料,消耗了大量石化产品。
全世界润滑油脂产量约2千万吨,我国约180万吨。建材工业是石化产品的新领域,如塑料关材、门窗、铺地材料、涂料被称为化学建材。
轻工、纺织工业是石化产品的传统用户,新材料、新工艺、新产品的开发与推广,无不有石化产品的身影。当前,高速发展的电子工业以及诸多的高新技术产业,对石化产品, 尤其是以石化产品为原料生产的精细化工产品提出了新要求,这对发展石化工业是个巨大的促进。
5.石化工业的建设和发展离不开各行各业的支持 国内外的石化企业都是集中建设一批生产装置,形成大型石化工业区。在区内,炼油装置为“龙头”,为石化装置提供裂解原料,如轻油、柴油,并生产石化产品;裂解装置生产乙烯、丙烯、苯、二甲苯等石化基本原料;根据需求建设以上述原料为主生产合成材料和有机原料的系列生产装置,其产品、原料有一定比例关系。
如要求年产30万吨乙烯,粗略计算,约需裂解原料120万吨, 对应炼油厂加工能力约250万吨,可配套生产合成材料和基本有机原料80 ~ 90万吨。由此可见, 建设石化工业区要投入大量资金,厂区选址适当,不但要保证原料和产品的运输,而且要有充分的电力、水供应及其他配套的基础工程设施。
各生产装置需要大量标准、定性的机械、设备、仪表、管道和非定型专用设备。 制造机械设备涉及材料品种多,要求各异,有些重点设备高速超过50米,单件重几百吨;有的要求耐热1000°C,有的要求耐冷 - 150°C。
有些关。
声明:本网站尊重并保护知识产权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果我们转载的作品侵犯了您的权利,请在一个月内通知我们,我们会及时删除。
蜀ICP备2020033479号-4 Copyright © 2016 学习鸟. 页面生成时间:2.585秒