石油与天然气的化工应用

石油与天然气的化工应用简介石油、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。

19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，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；一辆载重4吨的柴油汽车百吨公里耗柴油3kg；一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。

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。

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（150℃）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。

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NOX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，如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，利用现有的技术，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"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。