石油化工發(fā)展史

石油化工是20世紀(jì)20年代興起的以石油為原料的化學(xué)工業(yè)。起源于美國。初期依附于石油煉制工業(yè)，后來逐步形成一個獨(dú)立的工業(yè)體系。第二次世界大戰(zhàn)前后，迅速發(fā)展，50年代在歐洲繼起，60年代又進(jìn)一步擴(kuò)大到日本及世界各國，使世界化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和原料體系發(fā)生了重大變化，很多化學(xué)品的生產(chǎn)從以煤為原料轉(zhuǎn)移到以石油和天然氣為原料，石油化學(xué)工業(yè)的新工藝、新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)。70年代初，美國石油化工生產(chǎn)的各種石油化學(xué)產(chǎn)品，多達(dá)數(shù)千種，當(dāng)前石油化工已成為各工業(yè)國家的重要基干工業(yè)。

初創(chuàng)時期隨著石油煉制工業(yè)的興起，產(chǎn)生了越來越多的煉廠氣。1917年美國C.埃利斯用煉廠氣中的丙烯合成了異丙醇。1920年，美國新澤西標(biāo)準(zhǔn)油公司采用此法進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。這是第一個石油化學(xué)品，它標(biāo)志著石油化工發(fā)展的開始。1919年聯(lián)合碳化物公司研究了乙烷、丙烷裂解制乙烯的方法，隨后林德空氣產(chǎn)品公司實(shí)現(xiàn)了從裂解氣中分離乙烯，并用乙烯加工成化學(xué)產(chǎn)品。1923年，聯(lián)合碳化物公司在西弗吉尼亞州的查爾斯頓建立了第一個以裂解乙烯為原料的石油化工廠。在20～30年代，美國石油化學(xué)工業(yè)，主要利用單烯烴生產(chǎn)化學(xué)品。如丙烯水合制異丙醇、再脫氫制丙酮，次氯酸法乙烯制環(huán)氧乙烷，丙烯制環(huán)氧丙烷等。20年代，H.施陶丁格創(chuàng)立了高分子化合物概念；W.H.卡羅瑟斯發(fā)現(xiàn)了縮聚法制聚酰胺后，杜邦公司1940年開始將聚酰胺纖維（尼龍）投入市場。表面活性劑烷基硫酸伯醇酯出現(xiàn)。這些原來由煤和農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)的新產(chǎn)品，大大刺激了石油化工的發(fā)展，同時為這些領(lǐng)域轉(zhuǎn)向石油原料創(chuàng)造了新的技術(shù)條件。這時，石油煉制工業(yè)也有新的發(fā)展。1936年催化裂化技術(shù)的開發(fā)，為石油化工提供了更多低分子烯烴原料。這些發(fā)展使美國的乙烯消費(fèi)量由1930年的14kt增加到1940年的120kt。

戰(zhàn)時的推動第二次世界大戰(zhàn)前夕至40年代末，美國石油化工在芳烴產(chǎn)品生產(chǎn)及合成橡膠等高分子材料方面取得了很大進(jìn)展。戰(zhàn)爭對橡膠的需要，促使丁苯、丁腈等合成橡膠生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展。1941年陶氏化學(xué)公司從烴類裂解產(chǎn)物中分離出丁二烯作為合成橡膠的單體；1943年，又建立了丁烯催化脫氫制丁二烯的大型生產(chǎn)裝置。1945年美國合成橡膠的產(chǎn)量達(dá)到 670kt。為了滿足戰(zhàn)時對梯恩梯炸藥（即TNT）原料 （甲苯）的大量需求，1941年美國研究成功由石油輕質(zhì)餾分催化重整制取芳烴的新工藝，開辟了苯、甲苯和二甲苯等重要芳烴的新來源（在此以前，芳烴主要來自煤的焦化過程）。當(dāng)時，由催化重整生產(chǎn)的甲苯占全美國所需甲苯總量的一半以上。1943年，美國杜邦公司和聯(lián)合碳化物公司應(yīng)用英國卜內(nèi)門化學(xué)工業(yè)公司的技術(shù)建設(shè)成聚乙烯廠；1946年美國殼牌化學(xué)公司開始用高溫氧化法生產(chǎn)氯丙烯系列產(chǎn)品；1948年,美國標(biāo)準(zhǔn)油公司移植德國技術(shù)用氫甲?；?見羰基合成)生產(chǎn)八碳醇；1949年,乙烯直接法合成酒精投產(chǎn)。石油化工的不斷發(fā)展，使美國在1950年的乙烯產(chǎn)量增至680kt，重要產(chǎn)品品種超過100種，石油化工產(chǎn)品占有機(jī)化工產(chǎn)品的60％（1940年僅占5％）。

蓬勃發(fā)展50年代起，世界經(jīng)濟(jì)由戰(zhàn)后恢復(fù)轉(zhuǎn)入發(fā)展時期。合成橡膠、塑料、合成纖維等材料的迅速發(fā)展，使石油化工在歐洲、日本及世界其他地區(qū)受到廣泛的重視。在發(fā)展高分子化工方面，歐洲在50年代開發(fā)成功一些關(guān)鍵性的新技術(shù)，如1953年聯(lián)邦德國化學(xué)家K.齊格勒研究成功了低壓法生產(chǎn)聚乙烯的新型催化劑體系，并迅速投入了工業(yè)生產(chǎn)；1955年卜內(nèi)門化學(xué)工業(yè)公司建成了大型聚酯纖維生產(chǎn)廠；1954年意大利化學(xué)家G.納塔進(jìn)一步發(fā)展了齊格勒催化劑，合成了立體等規(guī)聚丙烯，并于1957年投入工業(yè)生產(chǎn)。其他方面也有很大的發(fā)展，1957年美國俄亥俄標(biāo)準(zhǔn)油公司成功開發(fā)了丙烯氨化氧化生產(chǎn)丙烯腈的催化劑，并于1960年投入生產(chǎn)；1957年乙烯直接氧化制乙醛的方法取得成功，并于1960年建成大型生產(chǎn)廠。進(jìn)入60年代，先后投入生產(chǎn)的還有乙烯氧化制醋酸乙烯酯，乙烯氧氯化制氯乙烯等重要化工產(chǎn)品。石油化工新工藝技術(shù)的不斷開發(fā)成功，使傳統(tǒng)上以電石乙炔為起始原料的大宗產(chǎn)品，先后轉(zhuǎn)到石油化工的原料路線上。在此期間，日本、蘇聯(lián)也都開始建設(shè)石油化學(xué)工業(yè)。日本發(fā)展較快，僅十多年時間，其石油化工生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。蘇聯(lián)在合成橡膠、合成氨、石油蛋白等生產(chǎn)上，有突出成就。

石油化工新技術(shù)特別是合成材料方面的成就，使生產(chǎn)上對原料的需求量猛增，推動了烴類裂解和裂解氣分離技術(shù)的迅速發(fā)展。在此期間，圍繞各種類型的裂解方法開展了廣泛的探索工作，開發(fā)了多種管式裂解爐和多種裂解氣分離流程，使產(chǎn)品乙烯收率大大提高、能耗下降。西歐各國與日本，由于石油和天然氣資源貧乏，裂解原料采用了價(jià)格低廉并易于運(yùn)輸?shù)闹袞|石腦油，以此為基礎(chǔ)，建立了大型乙烯生產(chǎn)裝置，大踏步地走上發(fā)展石油化工的道路。至此，石油化工的生產(chǎn)規(guī)模大幅度擴(kuò)大。作為石油化工代表產(chǎn)品的乙烯，1980年全世界產(chǎn)量達(dá)到35.8Mt，創(chuàng)歷史最高水平。1960年以后，有機(jī)合成原料自煤轉(zhuǎn)向石油和天然氣的速度加快（見表）。

新階段70年代，國際石油價(jià)格發(fā)生了兩次大幅度上漲，乙烯原料價(jià)格驟升，產(chǎn)品生產(chǎn)成本增加，石油化工面臨巨大沖擊。美國、日本和西歐地區(qū)主要乙烯生產(chǎn)國，紛紛采取措施：如關(guān)閉部分生產(chǎn)裝置，適當(dāng)降低裝置開工率，節(jié)約生產(chǎn)能耗，開展副產(chǎn)品綜合利用，進(jìn)行深度加工（見石油煉制過程），發(fā)展精細(xì)化學(xué)品，加強(qiáng)代油原料研究等。1983年下半年起，生產(chǎn)又趨復(fù)蘇。與此同時，世界石油化工的格局也有了新的變化。全世界大約有1000個石油化工聯(lián)合企業(yè)，所用原料油約占原油總產(chǎn)量的8.4％，用氣約占天然氣總量的10％,這些企業(yè)大多為少數(shù)跨國生產(chǎn)廠商所控制。最近，這種情況在起變化，油、氣資源豐富的發(fā)展中國家正在更多地建設(shè)起自己的石油化工企業(yè)。

參考書目

R.F.Goldstein and A.L.Waddams, The PetroleumChemicals Industry，3rd de.,E.& F.N.Spon. London,1967.