三大化石能源化工

1、三大化石能源化工化石能源主要是由碳?xì)浠衔锘蚱溲苌锝M成的一種混合物，它由古代生 物的化石沉積而來，是不可再生的一次能源?；茉此奶烊毁Y源有煤 炭、石油和天然氣。如果直接利用會(huì)造成資源的浪費(fèi)以及產(chǎn)生大量的污染物，炭、石油和天然氣。如果直接利用會(huì)造成資源的浪費(fèi)以及產(chǎn)生大量的污染物，因此需要我們通過化工手段進(jìn)行精加工，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化和減少對(duì)環(huán)境因此需要我們通過化工手段進(jìn)行精加工，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化和減少對(duì)環(huán)境的危害。2150油、天然氣資源的日漸短缺和潔凈煤技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，煤炭的重要性和地位油、天然氣資源的日漸短缺和潔凈煤技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，煤炭的重要性和地位還會(huì)逐漸提升。根據(jù)我國資

2、源狀況和煤炭在能源生產(chǎn)及消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例，以還會(huì)逐漸提升。根據(jù)我國資源狀況和煤炭在能源生產(chǎn)及消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例，以煤炭為主體的能源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。我國能源資源的基本特 點(diǎn)（富煤、貧油、少氣）決定了煤炭在一次能源中的重要地位。我國煤炭資源 56113%，石油2.4%，1.2%。一、煤化工煤化工是指以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過程。煤化工主要包括煤的氣化、液化、干餾，以及焦油加工和電石乙炔化工等。在煤化工可利用的生產(chǎn)技術(shù)中，煉焦是應(yīng)用最早的工藝，并且是化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。（一）煤及其分布煤是由大量有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的混合物，主要由碳、氫、氧

3、、氮、硫、磷等元素組成，其中碳、氫、氧三者約占有機(jī)質(zhì)的 95%。煤中有機(jī)質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元是以芳香族稠環(huán)為核心，周圍連有雜環(huán)及各種官能團(tuán)的大分子。這 種特定的分子結(jié)構(gòu)使它在隔絕空氣的條件下，通過熱加工和催化加工,能獲得固體產(chǎn)品，如焦炭或半焦。同時(shí)，還可得到大量的煤氣 (包括合成氣)，以及具有體產(chǎn)品，如焦炭或半焦。同時(shí)，還可得到大量的煤氣 (包括合成氣)，以及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的化學(xué)品和液體燃料（如烴類、醇類、氨、苯、甲苯、二甲苯、萘、經(jīng)濟(jì)價(jià)值的化學(xué)品和液體燃料（如烴類、醇類、氨、苯、甲苯、二甲苯、萘、酚、吡啶、蒽、菲、咔唑等）。全球煤的儲(chǔ)量十分巨大，但煤的分布極不均勻， 主要集中在美國、俄羅斯、中國和

4、澳大利亞等幾個(gè)國家。世界煤儲(chǔ)量分布世界煤儲(chǔ)量分布16.3527.63.954.778.918.2美國中國印度德 國烏克蘭其他13.3（二）煤化工的發(fā)展歷史早期的煤都是直接燃燒，煤作為化學(xué)工業(yè)的原料加以利用并逐步形成工業(yè)早期的煤都是直接燃燒，煤作為化學(xué)工業(yè)的原料加以利用并逐步形成工業(yè)體系，則是在近代工業(yè)革命之后。隨著工業(yè)革命的進(jìn)程和冶金工業(yè)的發(fā)展，煤體系，則是在近代工業(yè)革命之后。隨著工業(yè)革命的進(jìn)程和冶金工業(yè)的發(fā)展，煤化工得到了較快的發(fā)展，煤化工在兩次世界大戰(zhàn)將期間扮演著提供能源和化學(xué) 原料的角色，其發(fā)展由此走向了頂峰。煤化工的發(fā)展包含著能源和化學(xué)品生產(chǎn)兩個(gè)重要方面，兩者相輔相成，促 進(jìn)煤炭綜合利

5、用技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，由于大量廉價(jià)石油和天然氣的開采，除煉 焦工業(yè)隨鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展外，工業(yè)上大規(guī)模由煤制取液體燃料的生焦工業(yè)隨鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展外，工業(yè)上大規(guī)模由煤制取液體燃料的生產(chǎn)暫時(shí)中止，不少工業(yè)化國家用天然氣代替了民用煤氣。以石油和天然氣為原產(chǎn)暫時(shí)中止，不少工業(yè)化國家用天然氣代替了民用煤氣。以石油和天然氣為原料的石油化工飛速發(fā)展，主要原因是它們成本更低，技術(shù)難度相對(duì)更低，致使料的石油化工飛速發(fā)展，主要原因是它們成本更低，技術(shù)難度相對(duì)更低，致使煤化工進(jìn)入蕭條期。煤化工進(jìn)入蕭條期。（三）煤化工技術(shù)的意義體，不利于煤的充分利用。另外，由于煤中含有部分硫、硝等元素，這部分元CO體，

6、不利于煤的充分利用。另外，由于煤中含有部分硫、硝等元素，這部分元素與空氣的反應(yīng)所生成的氣體大都有毒，對(duì)環(huán)境有很強(qiáng)的破壞性。對(duì)煤化工的素與空氣的反應(yīng)所生成的氣體大都有毒，對(duì)環(huán)境有很強(qiáng)的破壞性。對(duì)煤化工的研究能提高煤的利用率，降低對(duì)環(huán)境的破壞，同時(shí)也能利用煤中的硫硝等化學(xué) 元素，做到煤資源的充分利用。使煤成為清潔、高效的能源。對(duì)煤化工產(chǎn)品的 發(fā)展也能更低成本地生產(chǎn)化學(xué)化工原料，進(jìn)而推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。（四）煤利用流程圖（四）煤利用流程圖利用率低利用率低直接燃燒污染環(huán)境將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程焦?fàn)t煤氣：氫氣、甲烷、乙烯等可燃?xì)怏w煤煤的干餾煤焦油：苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物焦炭：可燃燒的黑色固體物綜合

7、利用煤的氣化將煤轉(zhuǎn)化成可燃性氣體的過程（水煤氣）直接液化：煤與氫氣生成液體燃料煤的液化間接液化：CO+H2CH3OH（甲醇）高污染高耗能其生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量的廢氣（CO、CO2 、SO2 、NO 等）、廢水、廢渣，同時(shí)生產(chǎn)過程中需要消耗大量的能量和水。高耗水（五）煤化工的發(fā)展趨勢(shì)煤化工技術(shù)緊隨世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展而發(fā)展，推動(dòng)著世界經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，煤化工技術(shù)由簡(jiǎn)入難，由單一到復(fù)雜。在未來一段時(shí)間內(nèi)，煤化工技術(shù)主要集中在以下幾個(gè)方面：現(xiàn)代煤化工技術(shù)中占有核心地位，世界各國也將主要研究煤氣化技術(shù)。題的日益嚴(yán)重，世界對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中影響環(huán)境的因素也將重點(diǎn)關(guān)注，煤化工技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響尤為大，社會(huì)將重點(diǎn)關(guān)注煤化工產(chǎn)業(yè)在

8、環(huán)境中的影響。竭，煤勢(shì)必將取得石油在化學(xué)方面的地位。煤化工產(chǎn)業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要比重，在我國建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)，堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀的口號(hào)下，煤化工將進(jìn)行一次新的蛻變。將在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到更重要的作用。煤化工將朝著效益、環(huán)保方向發(fā)展。二、石油化工石油化工是以石油為原料生產(chǎn)化學(xué)品的領(lǐng)域。大到國家的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防，小到每個(gè)人的衣食住行，全都離不開石油，可以說石油已成為當(dāng)今世界上舉足輕重的戰(zhàn)略物資。別看石油的外表黑乎乎的，其貌不揚(yáng)，但被人稱之為“黑色的金子”、“工業(yè)的血液”。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(jì)中占有重要地位。（一）石油及其分布石油是從地層深處開采出來的可燃性

9、粘稠液體礦物，常與天然氣并存。在（一）石油及其分布石油是從地層深處開采出來的可燃性粘稠液體礦物，常與天然氣并存。在常溫下，大多數(shù)石油是可以流動(dòng)的液體，但也有的是固體或半固體。石油以碳常溫下，大多數(shù)石油是可以流動(dòng)的液體，但也有的是固體或半固體。石油以碳與氫構(gòu)成的烴類為主要成分，具有特殊氣味的、有色的可燃性油質(zhì)液體，還有與氫構(gòu)成的烴類為主要成分，具有特殊氣味的、有色的可燃性油質(zhì)液體，還有膠質(zhì)（一種粘性的半固體物質(zhì)）、瀝青質(zhì)（暗褐色或黑色脆性固體物質(zhì)）、碳 質(zhì)等物質(zhì)。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（

10、0.08%-1.82%）及微量金屬元素 （鎳、釩、鐵、銻等）。（鎳、釩、鐵、銻等）。石油到底能加工出多少種產(chǎn)品，實(shí)在很難準(zhǔn)確地回答。大體說來，包括燃料、潤滑油、瀝青、石蠟等各類油品約有五百來種；合成樹脂、合成纖維和合成橡膠等石油化工產(chǎn)品的種類就更多了，至少有一千五百多種；至于以石油為原料制成的表面活性劑、添加劑、粘合劑、染料、涂料、香料、醫(yī)藥、農(nóng)藥和助劑等各類精細(xì)化工產(chǎn)品那就更是數(shù)不勝數(shù)了。世界石油資源集中在中東、中南美洲、北美洲等地，且近十年除中南石油到底能加工出多少種產(chǎn)品，實(shí)在很難準(zhǔn)確地回答。大體說來，包括燃料、潤滑油、瀝青、石蠟等各類油品約有五百來種；合成樹脂、合成纖維和合成橡膠等石油化

11、工產(chǎn)品的種類就更多了，至少有一千五百多種；至于以石油為原料制成的表面活性劑、添加劑、粘合劑、染料、涂料、香料、醫(yī)藥、農(nóng)藥和助劑等各類精細(xì)化工產(chǎn)品那就更是數(shù)不勝數(shù)了。世界石油資源集中在中東、中南美洲、北美洲等地，且近十年除中南美洲探明儲(chǔ)量有較大增長外，其他地區(qū)變化不大。截至美洲探明儲(chǔ)量有較大增長外，其他地區(qū)變化不大。截至2016 年底，全球探明儲(chǔ)量為 1.7 萬億桶，中東儲(chǔ)量占據(jù)近半壁江ft（ 47.7%）。中東以外 陸（9.5%）、非洲（7.5%）、亞太地區(qū)（ 2.8%）。陸（9.5%）、非洲（7.5%）、亞太地區(qū)（ 2.8%）。中國是一個(gè)石油資源匱乏的國家（占世界 1.5%），建國初期幾乎都

12、是依靠5070成了東北地區(qū)的大慶油田、遼河油田；新疆的克拉瑪依油田、吐哈油田；天津的大港油田；ft東的勝利油田等等。在一段時(shí)間內(nèi)我們實(shí)現(xiàn)了自給自足，但隨著中國經(jīng)濟(jì)的騰飛，我國石油用量一直處于大量進(jìn)口的局面。世界各國石油儲(chǔ)量世界各國石油儲(chǔ)量委內(nèi)瑞拉14.8%2.8%17.6%2.8%沙特加拿大伊 朗 5.7%15.6%6.0%俄羅斯6.4%10.0%9.0%9.3%利比亞美國其他（二）石油的煉制石油煉制過程是指石油煉制工業(yè)中采用的各種加工過程。習(xí)慣上將石油煉 制過程不很嚴(yán)格地分為一次加工、二次加工、三次加工三類過程。1.一次加工過程1.一次加工過程是將原油用蒸餾的方法分離成輕重不同餾分的過程，常

13、稱為原油蒸餾，它包括原油預(yù)處理、常壓蒸餾和減壓蒸餾。一次加工產(chǎn)品可以粗略地分為：（1）輕質(zhì)餾分油，指沸點(diǎn)在約 370以下的餾出油，如粗汽油、粗煤油、粗柴油等。（2）重質(zhì)餾分油，指沸點(diǎn)在 370540左右的重質(zhì)餾出油,如重柴油、各種潤滑油餾分、裂化原料等。（3）渣油（又稱殘油）。習(xí)慣上將原油經(jīng)常壓蒸餾所得的塔底油稱為重油（也稱常壓渣油、半殘油、拔頭油等）。2.二次加工過程一次加工過程產(chǎn)物的再加工。主要是指將重質(zhì)餾分油和渣油經(jīng)過各種裂化一次加工過程產(chǎn)物的再加工。主要是指將重質(zhì)餾分油和渣油經(jīng)過各種裂化分潤滑油，或從渣油制取殘?jiān)鼭櫥偷取?.三次加工過程主要指將二次加工產(chǎn)生的各種氣體進(jìn)一步加工 (即煉

14、廠氣加工)以生產(chǎn)高辛烷值汽油組分和各種化學(xué)品的過程，包括石油烴烷基化、烯烴疊合、石油烴異構(gòu)化等。（三）石油化工的發(fā)展歷史采和發(fā)展工業(yè)的需要，石油化工逐漸取代了煤化工的地位。19202020采和發(fā)展工業(yè)的需要，石油化工逐漸取代了煤化工的地位。20 世紀(jì)初汽車工業(yè)飛速發(fā)展，帶動(dòng)了汽油生產(chǎn)。為擴(kuò)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，19202050裂解，簡(jiǎn)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。石油化工高速發(fā)展的原因是：有大量廉價(jià)的原料供應(yīng)；有可靠的、有發(fā)展?jié)?/p>

15、力的生產(chǎn)技術(shù)；產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，開拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域。原料、技術(shù)、應(yīng)用三個(gè)因素的綜合，實(shí)現(xiàn)了由煤化工向石油化工的轉(zhuǎn)換，完成了化學(xué)工業(yè)發(fā)展史上的一次飛躍。（四）石油化工發(fā)展趨勢(shì)目前產(chǎn)業(yè)存在的主要問題體現(xiàn)在三個(gè)方面。一是基礎(chǔ)石化原料保障能力優(yōu) 高端化學(xué)品大量進(jìn)口。三是資源、環(huán)境和安全問題。推進(jìn)我國石油化工供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，要解決好四個(gè)矛盾，包括行業(yè)存量與增量的矛盾，產(chǎn)能過剩與市場(chǎng)選擇性短缺的矛盾，高端化發(fā)展需求迫切與技術(shù)創(chuàng)新不足的矛盾，產(chǎn)業(yè)發(fā)展與社會(huì)和自然環(huán)境的矛盾?；膺@些矛盾是長期任務(wù)，只有不斷改進(jìn)和修正，行業(yè)才能健康可持續(xù)發(fā)展。三、天然氣化工是燃料化工的組成部分，也可將天然氣化工歸屬于石油化工。天

16、然氣化工一般 包括天然氣的凈化分離、化學(xué)加工等。（一）天然氣及其分布天然氣是一種主要由甲烷組成的氣態(tài)化石燃料。它主要存在于油田和天然氣有些和原油儲(chǔ)藏在同一層位，有些單獨(dú)存在。對(duì)于和原油儲(chǔ)藏在同一層位的天 然氣，會(huì)伴隨原油一起開采出來。天然氣主要用途是作燃料，可制造炭黑、化 學(xué)藥品和液化石油氣，由天然氣生產(chǎn)的丙烷、丁烷是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料。分布情況世界天然氣儲(chǔ)量排名世界天然氣儲(chǔ)量排名25.718.2317.33.34.45.69.413.1伊朗：34萬億方俄羅斯：32.3萬億方卡塔爾：24.5萬億方土庫曼斯坦：17.5萬億方美國：10.4萬億方沙特:8.3萬億方阿聯(lián)酋：6.1萬億方委內(nèi)瑞拉：5.

17、6萬億方其他國家（二）1.凈化分離包括從地下采出的天然氣，在氣井現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)脫水、脫砂與分離凝析油后， 根據(jù)氣體組成情況進(jìn)行進(jìn)一步的凈化分離加工。富含硫化物的天然氣，必須經(jīng) 過脫硫處理，以達(dá)到輸送要求，副產(chǎn)品的硫磺作為硫資源，用以生產(chǎn)硫酸、二 硫化碳等一系列硫化物；脫硫后，天然氣經(jīng)過深冷分離，可得到液化天然氣； 若天然氣富含稀有氣體氦，可同時(shí)得到氦氣；若天然氣是富含乙烷以上烷烴的 丁烷，并且還有一部分凝析油。2.化學(xué)加工包括在高溫下進(jìn)行的天然氣熱裂解，主要生產(chǎn)乙炔和炭黑；天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化或天然氣的部分氧化，可制得合成氣；天然氣經(jīng)過氯化、硫化、硝化、氨化氧化、氧化可制得甲烷的各種衍生物；濕性天然氣中的

18、乙烷、丙烷、丁烷和天然氣凝析液等，經(jīng)蒸汽裂解或熱裂解可生產(chǎn)乙烯、丙烯和丁二烯；丁烷脫氫或氧化可生產(chǎn)丁二烯或醋酸、甲基乙基酮、順丁烯二酸酐等。天然氣合成氨技術(shù)反應(yīng)式為： CO+3H2CH4+H2OCO2+4H2CH4+2H2O N2+3H22NH3(g)天然氣合成甲醇反應(yīng)式為： CO+2H2CH3OH+QCO2+3H2CH3OH+H2O+Q天然氣合成二甲醚分甲醇脫水和合成氣直接合成，甲醇脫水法又分為：液相甲醇法和氣相甲醇法?，F(xiàn)在較多使用甲醇?xì)庀嗝撍?。MTOMTO 是天然氣經(jīng)過甲醇中間轉(zhuǎn)化，生成低碳烯烴的技術(shù)。其優(yōu)勢(shì)在于，隨著新催化劑的開發(fā)，乙烯、丙烯的選擇性可以達(dá)到 80%以上。MTPMTP 指甲醇制丙烯的工藝，工藝技術(shù)特點(diǎn)是丙烯產(chǎn)率高，催化劑開發(fā)已經(jīng)較為成熟，在反應(yīng)溫度下可以不連續(xù)