石油化学：绪论

1、2022/8/21石 油 化 学Petroleum Chemistry绪 论2022/8/22石 油 化 学石油化学 绪 论主要内容包括：石油和石油产品的化学组成与使用性能石油加工过程的化学原理石油和石油产品的化学组成与使用性能（上篇）石油的化学组成石油及天然气的成因石油及油品的物理性质石油化学组份分离及分析方法石油产品的使用性能与化学组成的关系石油化学 绪 论石油加工过程的化学原理(下篇)热转化催化裂化催化重整催化加氢高辛烷值汽油组分的制取原油的预处理及产品的精制石油化学 绪 论主要内容包括：石油工业的历史与现状炼油工业的历史与现状石油化学工业的历史与现状石油化学学科简介人类在5000年前就

2、开始认识和使用石油：在亚洲，古巴比伦人曾经把石油用于建筑和铺路。在非洲，古埃及人曾将石油用作车轴的润滑剂和木乃伊的防腐剂。在中国西周，易经中有“泽中取火”的记载；北宋沈括的梦溪笔谈中首次命名了“石油”，提出“石油至多，生于地中无穷”的论断 。石油化学 绪 论水经注对石油进行了详细的描述。 公元12、13世纪，在陕北延长一带出现了我国历史上最早的一批油井。近代石油工业的迅速兴起是19世纪中叶。石油作为一种重要的能源和优质的有机化工原料，在世界的政治和经济中的地位日益重要，在国民经济与国防建设中起着举足轻重的作用。一、石油工业的历史与现状1、 世界石油工业的历史与现状石油化学 绪 论近代石油工业产

3、生的标志：1859年，美国在宾夕法尼亚打出第一口油井，井深21米，日产原油2吨。1860年，俄国也开始采油。石油工业发展的三个时期：灯油时期：19世纪后半叶，人们开采石油的主要目的是为了制取灯油用来照明。由于当时的汽车工业很不发达，汽油则成了多余的废物。 动力时期：20世纪初，由于内燃机的应用，石油中的汽油和柴油馏分作为汽油机和柴油机的燃料，使得交通运输和军事装备有了质的飞跃。综合利用时期：从上世纪五十年代开始，石油除了用作动力燃料外，又成为主要的有机化工原料。至此，石油在国民经济中的地位变得更加重要。 石油化学 绪 论世界能源消费构成： 在二十世纪，石油与天然气在能源构成中的份额是逐渐上升的

4、，在70年代，二者合计已达到将近70%，以后虽然有所降低，但至今仍然保持在60%左右。足见它们已是当今世界上主要的能源。 石油化学 绪 论 國家統計局公布的數据顯示(2014-02-28)，2013年中国全年原油產量達到2.1億吨，天然气产量1175.73亿立方米。 2012年12月，瑞士银行发布了全球石油领域现状的最新报告，同时公布了目前世界石油储量前10个国家的最新排名。该报告指出，目前世界已证实石油储量有1.8万亿桶（约2517亿吨），这意味着按现有石油消费水平，世界石油还可开采46年。该报告同时公布目前世界石油储量前10个国家的最新排名，分别是：沙特362亿吨、加拿大184亿吨、伊朗1

5、81亿吨、伊拉克157亿吨、科威特138亿吨、阿联酋126亿吨、委内瑞拉109亿吨、俄罗斯82亿吨、中国60亿吨、利比亚54亿吨。世界石油储量：石油化学 绪 论其中石油输出国组织（Organization of Petroleum Exporting Countries，简称OPEC，中文为欧佩克）的十二个国家的石油探明储量约占全球储量的70%。欧佩克的成员国:亚洲:阿联酋、卡塔尔、科威特、沙特阿拉伯、伊拉克、伊朗非洲:阿尔及利亚、利比亚、尼日利亚中南美洲:委内瑞拉、安哥拉、厄瓜多尔 石油化学 绪 论世界石油储量(2013.12.28 EIA) 截至2013年底， EIA公布了世界石油储量的最

6、新排名，位居榜首的是南美洲国家委内瑞拉。下面是石油储量排行版的前10位。1. 委内瑞拉（Venezuela）2976 亿桶2013年底，委内瑞拉首次超过了沙特阿拉伯，成为世界上石油储量最大国。2. 沙特阿拉伯（SaudiArabia）2679.1亿桶 3. 加拿大（Canada） 1731.05亿桶4. 伊朗（Iran） 1545.8 亿桶5. 伊拉克（Iraq） 1413.5亿桶6. 科威特（Kuwait）1040亿桶7. 阿联酋（UnitedArabEmirates）955亿桶8. 俄罗斯（Russia） 800亿桶9. 利比亚（Libya） 480.1亿桶10.尼日利亚（Nigeria）

7、 372亿桶2013年底，中国的探明石油储量在全球排名第12位，美国为第14位。最新数据石油化学 绪 论世界石油储量最新数据石油化学 绪 论2013世界石油产量前15名 2013年世界原油产量达45.1亿吨，其中（单位：百万吨）：石油化学 绪 论2013中国原油进口量 2013年全年，中国累计进口原油2.82亿吨,同比攀升4.03%。2013年世界原油产量达45.1亿吨，其中中国2.08亿吨。2013年，中国炼油能力约为6.33亿吨。2.82+2.08=4.90亿吨6.33（原因？）石油化学 绪 论石油化学 绪 论 2014年底，我国炼油能力达到7.05亿吨。石油化学 绪 论 国际石油经济(2

8、014-04-02)报道 2013年全球总炼油能力为45.88亿吨。比2012年略有增加(2012年为44.48亿吨/年)。新增炼油能力主要来自中国和中东，其中中国炼油能力突破6亿吨，达到6.33亿吨/年，较2012年底增加3310万吨/年，主要来自炼厂改扩建。石油化学 绪 论世界天然气储量:石油化学 绪 论天然气储量的地域分布:石油化学 绪 论天然气储量的地域分布:石油化学 绪 论天然气储量的地域分布:世界其他资源大国还有：沙特(4.3%)、阿联酋(3.2%)、尼日利亚(2.8%)、阿尔及利亚 (2.4%)和委内瑞拉(2.9%)。中国天然气储量约为2.8万亿立方米，占世界总量的1.5%。 世

9、界天然气产量:石油化学 绪 论天然气储量的地域分布:中国天然气储量约为2.8万亿立方米，占世界总量的1.5%。天然气产量列世界第六（3.4%） 石油化学 绪 论2、中国石油工业的历史与现状中国石油工业的发展历史与现状：1949年以前的小油田：延长、独山子、老君庙、苗栗等。 1949年以前的小气田：四川的自流井、石油沟、圣灯山和台湾的锦水、竹东、牛山、六重溪等。19041948年，我国累计原油产量为300万吨，其中天然石油仅为67.7万吨，其余均为人造石油。 19141916年，美国美孚石油公司在陕北延长一带进行的石油地质勘察及钻探工作失败后， “中国贫油论”开始广泛传播。 石油化学 绪 论上世

10、纪五十年代，针对“中国贫油论”，我国地质学家李四光、潘钟祥等人创造性地提出了“陆相生油”的理论，相继发现了大庆、胜利、辽河等大油田。中石油、中石化、中海油三大石油公司先后对各自探区部分盆地重新进行了油气资源评价研究。 全国油气资源动态评价（2010）成果表明，目前中国石油地质资源量881亿吨，可采资源量233亿吨。中国天然气地质资源量52万亿方、可采资源量32万亿方，天然气储量产量快速增长，资源基础雄厚。按照国际油气富集程度的分类标准，在世界103个产油国中，我国属于油气资源“比较丰富”的国家。 石油化学 绪 论 1961年4月16日，奋战在华北的石油勘探职工终于迎来了出油的喜讯。“华八井”见

11、油了！华八井”初日产8.1吨，是华北地区第一口见油井。这证明了华北地区地下是有油气资源的。 在初步研究地质成果的基础上，地质工作人员确定了新的钻探井，定位在东营村的“营二井”。1962年9月23日，“营二井”发生井喷。当时为保密起见，油田对外称“广饶农场”，对内称“九二三厂”。胜利油田华八井石油化学 绪 论我国陆上石油资源主要分布在松辽、渤海湾、塔里木、准噶尔和鄂尔多斯五大盆地，这些地区的石油可采资源量约为占陆上总资源量的85%。 我国的海上石油资源主要分布在渤海地区，石油可采资源量约占海域石油资源量的10% 。我国的天然气资源主要分布在陆上的鄂尔多斯、四川、塔里木等中西部地区，海上天然气资源

12、主要分布在东海盆地、南海的莺歌海盆地等.石油化学 绪 论2013年全国原油产量为2.08亿吨，原油产量居世界第四位。我国2013年原油净进口量就为2.8亿吨，原油对外依存度为57%。2013年天然气年产量1210亿立方米，同比增长9.8%，天然气产量居世界第六位。我国的能源消费构成 我国历年来的原油产量石油化学 绪 论我国的石油与天然气合计约为25%，与世界的60%相比有相当大的差别，而在我国的能源构成中煤炭占70%左右，大大高于世界的30%。我国的能源以煤炭为主，2013年我国的煤炭产量为37亿吨，居世界第一位；第二位是美国9.96亿吨。（美国是世界上煤炭探明储量最大的国家，2010年底的探

13、明储量达2373亿吨，占世界探明储量的27.6%；其次是俄罗斯，2010年底的探明储量是1570亿吨；中国排名第三，2010年底的煤炭探明储量达到1145亿吨，占世界的13.3%；而排名第四、五名的分别是澳大利亚和印度。）我国的能源特点是：富煤、贫油、少气我国的能源构成：石油化学 绪 论二、炼油工业的历史与现状炼油工业: 又称石油炼制工业或石油加工工业。 原 料： 原油（包括天然原油、人造石油、合成原油）。原油加工方法：一次加工工艺：常、减压蒸馏二次加工工艺：催化裂化、催化重整、延迟焦化、减粘裂化、加氢裂化、炼厂气加工、高温裂解、产品精制等。 石油产品包括燃料、润滑油、石油蜡、石油沥青、石油焦

14、以及有机化工原料等类型。燃料包括汽油、柴油、煤油、燃料油等。润滑油包括内燃机油、齿轮油、电器绝缘用油、液压油、机械油等。石油化学 绪 论石油蜡包括液体石腊、石油脂、石腊和微晶蜡。石油沥青包括道路沥青、建筑沥青、乳化沥青等。有机化工原料包括乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等。1、世界炼油工业发展历史与现状对石油进行二次加工的原因：上世纪初期，内燃机问世，汽车工业迅速发展；第一次世界大战的刺激，汽油的需求量剧增。 石油炼制工业的发展历程：初级阶段：1823年，俄国建成了世界上第一个釜式蒸馏炼油厂。1860年，美国建立了最早的原油分馏装置。石油化学 绪 论催化加工及其发展阶段：1936年，固定床

15、催化裂化工艺实现工业化，这是炼油工业发展史上的一项重大突破，标志着炼油工业由热加工为主转向以催化加工为主。流化床催化裂化工艺的迅速发展。以生产高辛烷值汽油为目的催化重整工艺的开发和利用。催化重整的副产氢气促进了加氢精制技术的发展；催化加氢裂化工艺的出现。热加工阶段：1913年，石油热裂解生产汽油的工艺实现工业化。石油化学 绪 论炼油工业的现状：由于重质原油越来越多，重质油的轻质化已成为炼油工业的一个热点，同时也是一个难点。重油的催化裂化、重油加氢裂化工艺受到广泛关注。高硫原油的加工受到广泛重视。由于环境保护的要求越来越高，要求生产低硫、低氮的高品质清洁燃料。2、 我国炼油工业的历史与现状我国炼

16、油工业的发展历程：1907年，陕北延长兴办了石油官矿局炼油房，在我国首次使用单独釜生产灯用煤油。1909年，新疆独山子开始炼油。1940年，玉门建起了日炼200吨原油的蒸馏装置，并开始利用热裂化装置生产汽油。 石油化学 绪 论1949年，全国只有玉门、独山子、延长等小规模的炼油厂和抚顺、锦州、锦西等人造石油加工厂。二十世纪50年代，对在战争中被破坏的小炼油厂及人造石油厂开始进行恢复和扩建。1958年，利用引进前苏联的技术和设备，兴建了年处理能力为100万吨的兰州炼油厂，它的建成标志着我国现代化炼油工业的开始。石油化学 绪 论二十世纪60年代，随着大庆和胜利等油田开发，依靠我国自身的力量，先后建

17、成了大庆炼油厂、胜利炼油厂和东方红炼油厂，规模在150250万吨。并相继掌握了流化催化裂化、催化重整、延迟焦化、硫酸烷基化、加氢精制、加氢裂化等工艺技术，大大缩短了与世界炼油先进水平之间的差距。自上世纪八十年代开始，我国炼油工业也进入了一个新的发展时期。开发了一批新的炼油技术及催化剂，如重油催化裂化、渣油加氢裂化、中、高压加氢裂化、连续催化重整等炼油新技术，使我国的炼油工艺技术达到或接近了当代世界先进水平。（SEI，CPE，RIPP，FRIPP）石油化学 绪 论我国炼油技术的特点：掌握了重油催化裂化技术，并迅速推广；加氢处理和加氢裂化的能力迅速扩大和技术水平的显著提高；炼油化工一体化的发展使原

18、油资源配置更趋优化；石油产品根据环境友好的要求按照国际标准更新换代。 我国炼油能力发展状况：1949年仅为17万吨/年1964年达1000万吨/年1983年达到1亿吨/年第 一财讯：据市场机构卓创资讯统计显示，我国的原油一次加工能力已从2000年的2.76亿吨、2005年的3.245亿吨，猛增到2011年的5.92亿吨，成为仅次于美国的全球第二大炼油国。2013年炼油能力达6.33亿吨，2014年国内主营炼油能力已达到7.04亿吨/年。从规模与技术水平已经达到世界先进水平。 石油化学 绪 论三、石油化学工业的历史与现状 石油化学工业的含义：石油化学工业（石油化工）是以石油和天然气为原料生产石油

19、化学品的工业。 广义地讲，炼油工业也属于石油化学工业的一部分。 1、世界石油化工的历史与现状世界石油化工的发展历程：1917年，美国的Ellis利用炼厂气中的丙烯合成了丙醇，并付诸工业化，成为世界第一个石油化学品，这标志着石油化学工业的开始。1923年，出现第一个以裂解乙烯为原料的石油化工厂。自此后以石油及天然气为原料生产合成纤维、塑料、橡胶的石油化学工业得到迅速发展。 上世纪60年代，石油化工进入发展的黄金时期。石油化学 绪 论 世界化工产品中有85%是有机化工产品，原料绝大部分来自化石燃料，而发达国家的有机化工产品中，以石油、天然气为来源的产品占90%。 乙烯主要来自石油，也有相当一部分来

20、自天然气中的乙烷和丙烷裂解；苯主要来自石油馏分的催化重整和烃类裂解；甲苯、二甲苯绝大部分来自石油；70%甲醇来自天然气，其余来自石油；80%的合成氨来自于天然气。 截至2012年1月1日的统计，2011年全球乙烯生产能力达到1.41亿吨。美国的乙烯产能达2759.3万吨，位居全球首位。石油化学 绪 论 乙烯是全球产量最大的有机产品，全球年产量达到1.5亿吨，而全球超过35%的有机化合物都要以乙烯为原料，其重要性不言而喻。2014年，从地域上来看东北亚和北美是全球最大的乙烯生产基地，两地合占了全球45%的乙烯产量。中东和非洲位列其次，全球产量占比达到20%。西欧也是全球重要的乙烯生产基地,提供了

21、大约16%的产量。石油化学 绪 论 从国家角度来看，美国生产了全球18%的乙烯，中国和沙特阿拉伯紧随其后，产量占比分别达到11%和10%。除此以外其他国家产量相对较小,占比较为分散。而沙特阿拉伯基础工业公司（Sabic）是该地区最大的乙烯生产商，年产量达到290万吨。（美国产能为2759.3万吨/年，保持在第一位；中国产能为1620万吨/年，位居第二；沙特阿拉伯的产能为1515.5万吨/年。）石油化学 绪 论2、我国石油化学工业的历史与现状 1949年以前，我国的石油化工基础极为薄弱，全国有机化工原料的年产量只有900吨。 我国的石油化工起步于二十世纪50年代末、60年代初。第一套工业规模的乙

22、烯装置是在50年代由前苏联援助，在兰州合成橡胶厂建成的年产5000吨乙烯装置 ，这是我国石油化学工业的标志。 二十世纪70年代末期，引进了管式炉裂解制乙烯的技术和装备，相继建设了燕山石油化工公司30万吨乙烯装置、上海石油化工总厂11.5万吨乙烯装置和辽阳石油化纤公司7.5万吨乙烯装置。石油化学 绪 论 进入80年代，我国的石化工业取得了迅速发展，先后又兴建了大庆、齐鲁、扬子、上海四套30万吨/年的乙烯装置，使我国的乙烯产量达到了200万吨。 截至2012年初，我国共有乙烯生产企业23家，生产装置27套，装置平均规模已由2005年的39.5万吨提高到58.1万吨，高于世界52万吨的平均规模。全国

23、乙烯产能已由2005年的785.9万吨猛增至2011年的1569.5万吨，在美国之后居世界第二位。四、石油化学学科简介 石油化学是一门研究石油的化学问题的学科，其范围大体包括如下四个方面：石油及其产品的化学组成与性质石油热转化与催化转化的化学原理润滑油和添加剂化学石油化学品合成的化学原理石油化学 绪 论涉及的学科主要有：组成、结构与性质：有机化学、分析化学及仪器分析反应过程：有机化学、物理化学催化原理：无机化学、物理化学有机合成：有机化学1、石油化学学科的形成与发展 1907年，美国的Chemical Abstract(简称CA)中首次出现“Petroleum Chemistry”一词。192

24、2年，美国化学会(American Chemical Society，简称ACS)成立石油化学分会(Division of Petroleum Chemistry)，标志着石油化学学科的形成。 石油化学 绪 论1895年，英国的B. Redwood出版的Petroleum and Its Products是世界上最早的一本关于石油的专著。1934年，前苏联的C. C. 那苗特金的石油化学是世界上最早的石油化学教科书。1953年，F. D. Rossini等总结了美国API第6号课题组历时25年的研究成果，出版了Hydrocarbon from Petroleum，使人类第一次对石油中的轻馏分的单体烃组成有了较深入的认识，将石油化学组成的研究工作推进了一大步。 1954年，美国的B. T.