石油与天然气化工应用x
时间：2020-11-27 12:41:02 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
石油与天然气的化工应用
简介
19石油、天然气是具有广泛用途的矿产资源。它们的利用是随着人类生产实践 和科学技术水平的提高而逐步扩大。从远古时代开始并在相当长的历史时期， 古人只是直接、简单、零星的用作燃料、润滑、建筑、医药等方面。随着人们 经验的积累，18世纪末，开始认识到把石油通过蒸馏并依次冷却冷凝而获得不 同的油品，如煤油和汽油等。初期的炼制由于对汽油和重油尚找不到用途而废 弃或烧掉，因而主要生产自1782年发明了煤油灯以后用量急剧增多的煤油。
世纪以来，由于内燃机的发明，扩大了对石油产品的利用，有力地推进了石油 加工技术的发展。又随着内燃机技术迅速发展，各类以内燃机做驱动力的运载 工具如汽车、柴油机、飞机、船只等数量巨增以及用于军事的坦克、装甲车、 军舰的相继出现，不仅要求质量不同的油品，而且用量也大大增加，石油的用 途不断扩大。20世纪中叶，有机合成技术的出现和发展，进一步拓宽了石油天 然气的应用范围。因此，石油就成为当今人类社会中极其重要的动力资源和化 工原料，
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石油天然气的应用
石油、天然气是不同烃化合物的混合物，简单作为燃料是极大的浪费，只有 通过加工处理，炼制出不同的产品，才能充分发挥其巨大的经济价值。石油经 过加工，大体可获得以下几大类的产品：汽油类（航空汽油、军用汽油、溶剂 汽油）；煤油（灯用煤油、动力煤油、航空煤油）；柴油（轻柴油、中柴油、 油）；燃料油；润滑油；润滑油脂以及其他石油产品（凡士林、石油蜡、沥青、 石油焦碳等）。
经过加工石油而获得的各类石油产品，在不同的领域内有着广泛的、不同的 用途。石油产品（汽油、煤油、柴油）作为优质的动力燃料，已经不可替代地 成为现今工业、农业、交通运输以及军事上使用的各种机械“发动机的粮食”。
没有“油料”各种运载工具都会瘫痪。据统计，一辆四吨载重汽车百吨公里耗 油5kg； —辆载重4吨的柴油汽车百吨公里耗柴油3kg； —标准台拖拉机年耗柴 油4t以上；一架喷气式客机（如波音707飞机）飞行1 000km耗喷气燃料
6t。1994年，我国主要油气的消费量：汽油 2 697万t ;煤油为452万t ;柴
油为3 803万t ;燃料油为3 594.89万t，总计10 547.2万t。尤其是随着经 济的快速发展，技术的提高，不仅用量增加，油品品种增多，而且对油品的质 量、档次将会有更高的要求。
石油及其产品以及天然气作为化工原料生产的石油化工产品，包括合成纤 维、合成橡胶、塑料、化肥、农药、炸药、化妆品、合成洗涤剂等，增长迅速， 潜力巨大，领域广阔。
合成纤维（锦纶、涤纶、维尼纶和丙纶等），由于能够织成各种花色的纺 织品，因此拥有广阔的市场。锦纶（聚酰胺纤维）也称尼龙，由于结实耐磨、 不怕虫蛀、不发霉，因此是制绳索、渔网等的良好材料。涤纶（聚脂纤维）也 叫的确良，具有耐磨不皱、干得快、不霉、虫不蛀，既是好的制衣材料，又可 做人造血管和电绝缘材料。腈纶（丙稀腈纤维），成线强度高，可编织各种毛 衣等混纺织品，其特点松软且具弹性。丙纶（聚丙稀纤维）、维尼纶（聚乙稀 醇纤维）在许多领域也均有广泛用途。1994年，我国年产合成纤维246.72万 t O
以石油、天然气为原料制造的合成橡胶，既可制造汽车、飞机、拖拉机轮胎 及一般橡胶产品，也可制造一些适应特殊需要的橡胶，如耐酸碱腐蚀，耐油性能 强的特种橡胶，如氯丁橡胶、丁腈橡胶等。我国天然橡胶产地地域有限（海南、 云南部分地区），因而合成橡胶的扩大生产将是最重要的补充。1994年， 我国
年产合成橡胶44. 35万t o
以石油为原料的多种多样的塑料制品，是市场上最为普遍的商品之一。塑料 重量小，强度高，耐磨并具良好的电绝缘性能，越来越多的代替金属制品。石 油化工产品的聚氯乙稀，可制作机械零件、育秧薄膜、管道、凉鞋等工、农业 以及日常生活用品；聚乙稀塑料，具有无毒、透气、不透水的特点，主要用以 生产食品、药品包装和饮用器具等。聚丙稀塑料可制作耐高温（ 150C ）的器具,
如医疗器具、耐热管线等。酚醛塑料（电木）可制各种电器壳、座、开关等； 有机玻璃广泛用在制作舱盖、风档、钟表以及各种装饰品。 1994年，我国生产
塑料401. 4万t o
农业生产需要大量化肥。用石油、天然气为原料制造合成氨并进一步生产硝 酸胺、硫酸氨、尿素。1994年,我国合成氨年产量2 436. 8万t。
石油产品几乎在人类社会的各个方面都显示其作用和存在。因此石油不仅被人 们誉为“工业的血液”，而且更为可赞的是它全身是宝，没有一点废物。随着 科学技术的发展，其应用范围还将继续扩大。
天然气是一种优质、洁净、燃用方便的能源，也是优质的化工原料，用途随着 技术的发展日趋广泛。
天然气化工的发展迅速。以天然气为原料可以生产合成氨、乙炔、甲醇、氢氰 酸、液态烃、甲烷氯化物、二硫化碳、炭黑等产品。
天然气发电在世界上发达国家发展快。1994年，美国天然气发电量达 466.8TW?h占总发电量的13.6%;日本为220.0TW?h居其火力发电的首位。
据报道，采用的燃气轮机与汽轮机联合循环发电，建设周期 30?36个月，为建
燃煤电厂周期的70%建每千瓦装机容量大约400?500美元，投资费用仅为煤 和核能发电装置的2/3左右；过程用水减少50%几乎不排放SO2 CO2排放减 少50%无粉尘，供电效率均在45%以上，最好的可超过55%我国燃气电厂比 例甚小，随着天然气开发的扩大，燃气电厂将发挥特殊的作用。
天然气汽车在世界上许多国家正积极发展。目前以压缩天然气驱动的汽车 数已达到80万辆。据介绍，以天然气替代汽油作为燃料的优点包括：效率相同， 但CO2发生量减少25% SO2排放量为0; CH4分子量小于空气平均分子量，即 使有所泄漏，也会很快扩散，不会大量滞留地面，造成事故；可燃深度范围宽； 自然点火温度高，点火容易；辛烷值高，可提高发动机压缩比；可稀释燃烧， 生成NO）少；发动机低温性能好。我国在四川、北京已建立了试验加气站，女口 河北廊坊压缩天然气加气站1995年开始接受30多辆汽车加气，1996年已达 100辆以上。
从方便居民，保护城市环境出发，城市民用天然气的数量不断增多。“八 五”以来，北京、天津、成都、重庆、郑州、沈阳、齐齐哈尔等大中城市以及 油田城市用上了天然气。“九五”期间，还将有一些大中城市用上天然气。
石油可以化工合成什么：
石油是国民经济的重要支柱。众所周知，它是汽车飞机潜艇坦克等设备作力的 燃料，禾I」用现有的技术，它还可以合成出各种纤维、橡胶、化肥等化合物。工 业上最常用的就是将石油变成非常活泼的化合物乙烯，然后用乙烯可以合成多 种物质。
石油“大家庭”的产品
（一）人人喜爱的塑料制品
塑料是大家都很熟悉的东西，人们在日常生活中几乎离不开它。塑料杯子，塑 料凉鞋，塑料水壶，塑料雨衣，塑料薄膜，以及塑料灯头、开关、电话外壳等 等，都是塑料制品。它具有价钱便宜，颜色漂亮，携带方便，轻巧耐用等优点。
塑料除了可用来做生活用品外，在工农业生产和国防工业方面还有极为广泛的 用途。如果一辆汽车平均用45公斤塑料，就可以代替100多公斤的金属材料； 假如将塑料薄膜用于农业育秧，就可以保证苗床温度，促使早熟，达到增产效 果。使用一吨塑料薄膜育秧，可增产十吨粮食。用于生产蔬菜时，可增加产量 1~3 倍。
塑料是以合成树脂为基本原料，在一定条件下（如温度、压力等），塑制成的一 定形状的材料，这种材料能够在常温下保持形状不变。有的塑料制品，除了主 要成分是树脂外，还加入一定量的增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等。
塑料既然是以合成树脂为基本原料，那么，什么是合成树脂呢？近年来，人们 主要以石油、天然气、炼厂气等为原料，通过化学方法，合成一种性能比天然 树脂更优异的高分子聚合物，这就被人们说成是合成树脂。
根据塑料受热后表现出来的共性，可分成热塑性塑料和热固性塑料两大类。
所谓热塑性塑料，即它在受热时就会变软，甚至成为可流动的粘稠物，这 时可将其塑制成一定形状的制品，冷却时保持塑形变硬。如果再加热又可变软， 并可改变原来塑形为另一种塑形。如此可反复进行多次。具有这种特性的塑料， 就叫热塑性塑料。制成热塑性塑料的合成树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯、聚碳酸靡、聚甲醛等。
所谓热固性塑料，它在受热初期变软，具有可塑性，可制成各种形状的制 品。继续加热就硬化定形，再加热也不会变软和改变它的形状。例如灯头或电 插座等电木制品，就是这类塑料制成的，这些东西，就不能通过回收再加利用。
制取热固性塑料的合成树脂有：酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚氨脂等。
（二） 五彩缤纷的合成纤维
在日常生活中，人们常把许多长度要比其直径大很多倍，并且具有一定柔 韧性的纤细物质，统统叫做纤维。在自然界中，诸如从植物生长出来的棉、麻； 从动物身上产生出来的蚕丝、羊毛；从矿物中开采出来的石棉等，他们都是天 然纤维。近年来，人们主要从石油化工中取得原料来合成这类高分子聚合物， 然后再进行抽丝成纤维，这就叫合成纤维。目前市场上合成纤维品种很多，小 品种除外尚有30种以上。从它们的性能、用途和工业水平等方面来看，发展最 大的有锦纶、涤纶、脂纶、丙纶、维纶、氯纶等六种。前三者产量几乎占合成 纤维总产量的90%石油“大家庭”的第二代产品。
（三） 工农业与国防工业的重要靠山----合成橡胶
天然橡胶的生产受到地区和气候条件的限制，己不能满足目益发展的需要， 合成橡胶就必然蓬勃地发展起来了。
合成橡胶所需要的大量原料，如：乙烯、丙烯、丁烯和芳香烃，都可以来 自石油化工。先从石油中获得生产合成橡胶的单体，然而通过聚合，也像塑料 中的聚合物分子一样，连结成一条很长的“链条”。不过，它不是一条笔直的 1
链条"，而是弯弯曲曲的，既能屈能伸，又能作旋转运动的"链条"，这就使合成 橡胶单体聚联成具有弹性的大分子固体。
合成橡胶品种繁多，习惯上根据合成橡胶的主要用途，大致分为通用合成 橡胶和特种合成橡胶两大类。一般通用橡胶产量较大，主要用来生产各种轮胎， 工业用品和生活用品及医疗卫生用品。特种橡胶专门用作在特殊条件下使用的 橡胶制品。如：丁脂橡胶主要特点是耐油性好，广泛用于制造各种耐油胶管、油 箱、密封垫片等。又如某些含氟橡胶不仅能耐高温，而且不受化学药剂的侵蚀， 用这种橡胶制成的各种密封环在摄氏 200度腐蚀液中可以经受6万次反复变形, 而能保持性能不变。
（四）农田、果园的营养品——化肥
土地是需要不断补充营养，才能为人们不断地提供粮食、蔬菜、瓜果、棉 花等农作物。土地的营养来自肥料。
由于自然界中各种天然的有机肥，例如人畜的粪尿、厩肥、草木灰和各种 腐植质等，己越来越满足不了实际农业生产的需求，所以，人们就逐步探索并 发展了采取化学的办法来合成肥料，这种肥料就叫化学肥料。简称为化肥。化 肥中以氮肥在农业生产中用量最大，目前世界上各国的化肥生产中，氮肥的生 产均占首位。氮肥的品种很多：常用的有尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵和 氯化铵。它们都是白色颗粒状晶体，并都易溶于水以便在土壤中被植物根部所 吸收。氮是农作物体内蛋白质、核酸和叶绿素的重要组成成分，它能促进作物 生长，使茎、叶茂盛，叶色浓绿，促进植物的光合作用而使作物增长。如一斤 硫酸铵用于施肥可增产4斤粮食。而尿素比硫铵含氮高2倍以上，肥效更大， 并且可以在任何土壤中使用，不破坏土壤。目前我国不少化肥厂就是用这种方 法来制取氢气的。人们从“空中取氮”，“油中取氢”后，将它们按要求比例 混合，然后，在一定条件下进行化学反应，就可以得到合成氨了。有了氨，就 有了氮肥。有了氮肥，也就有了农田增产的保证。
除了以上介绍的产品外，以石油为原料还可以制得染料、农药、医药、洗 涤剂、炸药、合成蛋白质以及其它有机合成工业用的原料。
总之，禾I」用现代的石油加工技术，从石油宝库中人们已能获取 5000种以上 的产品，可以说石油产品已遍及到工业、农业、国防、交通运输和人们日常生 活的各个领域中去了。
石油在工业生产中是一种重要的燃料动力资源，它的许多优点是其他燃料所 无法比拟的。如在物理性质上，石油是可以流动的液体，比重小于水，比其他 燃料容易开采；占有的容积小，容易运输。同时，与一般燃料比较，它的可燃 性好，发热量高，1千克石油燃烧起来可以产生1万多大卡的热量，比煤炭的 发热量高1倍，比木柴的发热量高4?5倍。此外，石油又有易燃烧、燃烧充分 和燃后不留灰烬的特点，正合于内燃机的要求。所以，在陆地、海上和空中交 通方面，以及在各种工厂的生产过程中，石油都是重要的动力燃料。在现代国 防方面，新型武器、超音速飞机、导弹和火箭所用的燃料都是从石油中提炼出 来的。 石油除用作工业燃料外，还是重要的化工原料。现代有机化学工业 就建立在石油、煤炭、天然气等资源的综合利用之上。从石油中可提取几百种 有用物质，其经济价值远远超过作为燃料燃烧的经济意义。石油化工可生产出 成百上千种化工产品，如塑料、合成纤维，合成橡胶、合成洗涤剂、染料、医 药、农药、炸药和化肥等等。石油产品不仅在民用中占有重要地位，现代化的 工业、农业、国防都需要石油及石油产品，尤其对工业意义重大。
由于石油具有优越的物理、化学性质，作为能源，有很高的发热量；作为 原料，不仅产量大，而且广泛用于国民经济和各个部门。石油化工产品几乎能 用于所有的工业部门中，是促进国民经济和工业现代化的重要物质基础，现代 化的工业离不开石油，就像人体离不开血液一样。因此，石油被称为“工业的 血液”。
