精细化工石油和天然气化学品研究.pptx
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1、精细化工精细化工 石油及天然气化学品石油及天然气化学品114114宿舍:王福振,黄俗,宿舍:王福振,黄俗,刘金成,刘金成,刘欢,钟富裕刘欢,钟富裕石油及天然气化学品石油及天然气化学品1.1.石油化学品石油化学品 1.11.1石油资源总体介绍石油资源总体介绍 1.21.2石油加工方法石油加工方法 1.3 1.3石油化学品石油化学品 2.2.天然气化学品天然气化学品3.3.穹顶之下穹顶之下-石油化工污染石油化工污染南堡油田南堡油田 1.1.石油化学品石油化学品1.11.1石油资源总体介绍石油资源总体介绍 新发现的冀东新发现的冀东南堡油田南堡油田位于河北省唐山市位于河北省唐山市境内曹妃甸港区,地质上
2、为渤海湾盆地黄骅凹境内曹妃甸港区,地质上为渤海湾盆地黄骅凹陷北部的南堡凹陷,属中石油冀东油田公司勘陷北部的南堡凹陷,属中石油冀东油田公司勘探开发范围。据数据显示,冀东南堡油田已发探开发范围。据数据显示,冀东南堡油田已发现四个含油构造,基本落实三级油气地质储量现四个含油构造,基本落实三级油气地质储量(当量)(当量)10.2亿吨,其中亿吨,其中探明储量探明储量4.0507亿吨,亿吨,控制储量控制储量2.9834亿吨,亿吨,预测储量预测储量2.0217亿吨,亿吨,天然气地质储量折算油当量天然气地质储量折算油当量1.1163亿吨亿吨 有知情人士称,大油田的储量规模远不止有知情人士称,大油田的储量规模远
3、不止10亿亿吨,有可能再多出一倍。据介绍,当年发现的吨,有可能再多出一倍。据介绍,当年发现的大庆油田当时说储量不过大庆油田当时说储量不过22亿吨,但是,到现亿吨,但是,到现在已经探明的储量超过了在已经探明的储量超过了50亿吨。据此推断,亿吨。据此推断,冀东南堡油田的储量可能再多出一倍。冀东南堡油田的储量可能再多出一倍。实际上,在业内人士看来实际上,在业内人士看来10亿吨并不是一个亿吨并不是一个很大的数目。很大的数目。“10亿吨油够全国用亿吨油够全国用3年年”河北河北省石油商会的孔先生说,我国去年消费石油省石油商会的孔先生说,我国去年消费石油总量为总量为3.2亿吨,其中进口亿吨,其中进口1.5亿
4、吨。在国民经亿吨。在国民经济快速发展的时候,这块济快速发展的时候,这块10亿吨级大油田,亿吨级大油田,战略意义战略意义更大。更大。全球石油危机可能爆发石油输出国组织(欧佩克)轮值主席罗德里格斯在奥地利维也纳警告说,鉴于世界石油生产能力已经接近极限,一场全球性的石油危机有可能爆发。中国一次能源消费中国一次能源消费结构示意图结构示意图世界一次能源消费世界一次能源消费结构示意图结构示意图第一次危机(1973年)1973年年10月第四次中东战争爆发,为打击以月第四次中东战争爆发,为打击以色列及其支持者,石油输出国组织的阿拉伯色列及其支持者,石油输出国组织的阿拉伯成员国当年成员国当年12月宣布收回原油标
5、价权,并将月宣布收回原油标价权,并将其基准原油价格从每桶其基准原油价格从每桶3.011美元提高到美元提高到10.651美元,使油价猛然上涨了两倍多,从而美元,使油价猛然上涨了两倍多,从而触发了第二次世界大战之后最严重的全球经触发了第二次世界大战之后最严重的全球经济危机。济危机。持续持续3年的能源危机对发达国家的经济造成了年的能源危机对发达国家的经济造成了严重的冲击。在这场危机中,美国的工业生严重的冲击。在这场危机中,美国的工业生产下降了产下降了14,日本的工业生产下降了,日本的工业生产下降了20以上,所有工业化国家的经济增长都明显放以上,所有工业化国家的经济增长都明显放慢。慢。第二次危机(19
6、78年)1978年底,世界第二大石油出口国伊朗的年底,世界第二大石油出口国伊朗的政局发生剧烈变化,伊朗亲美的温和派国王政局发生剧烈变化,伊朗亲美的温和派国王巴列维下台,引发第二次石油危机。巴列维下台,引发第二次石油危机。此时又爆发了两伊战争,石油产量受到影此时又爆发了两伊战争,石油产量受到影响,从每天响,从每天580万桶骤降到万桶骤降到100万桶以下,打万桶以下,打破了当时全球原油市场上供求关系的脆弱平破了当时全球原油市场上供求关系的脆弱平衡。衡。随着产量剧减,全球市场上每天都有随着产量剧减,全球市场上每天都有560万桶万桶的缺口。油价在的缺口。油价在1979年开始暴涨,从每桶年开始暴涨,从每
7、桶13美元猛增至美元猛增至1980年的年的34美元。这种状态持续美元。这种状态持续了半年多,此次危机成为上世纪了半年多,此次危机成为上世纪70年代末西年代末西方经济全面衰退的一个主要诱因。方经济全面衰退的一个主要诱因。第三次危机(1990年)1990年年8月初伊拉克攻占科威特之后,伊月初伊拉克攻占科威特之后,伊拉克遭受国际经济制裁,使得伊拉克的原油拉克遭受国际经济制裁,使得伊拉克的原油供应中断,国际油价因而急升至供应中断,国际油价因而急升至42美元的高美元的高点。美国经济在点。美国经济在1990年第三季度加速陷入衰年第三季度加速陷入衰退,拖累全球退,拖累全球GDP增长率在增长率在1991年跌破
8、年跌破2%。国际能源机构启动了紧急计划,每天将国际能源机构启动了紧急计划,每天将250万桶的储备原油投放市场,使原油价格在一万桶的储备原油投放市场,使原油价格在一天之内就暴跌天之内就暴跌10多美元。以沙特阿拉伯为首多美元。以沙特阿拉伯为首的欧佩克也迅速增加产量,很快稳定了世界的欧佩克也迅速增加产量,很快稳定了世界石油价格。石油价格。积极影响 回顾过去发生过的石油危机,也曾带来积回顾过去发生过的石油危机,也曾带来积极的一面,首先危机引发了世界能源市场长远极的一面,首先危机引发了世界能源市场长远的结构性变化,迫使主要进口国积极寻找替代的结构性变化,迫使主要进口国积极寻找替代能源,开发节能技术。能源
9、,开发节能技术。居高不下的汽油价格促使厂家推出更多高居高不下的汽油价格促使厂家推出更多高能效的汽车:能效的汽车:1990年美国汽车每加仑汽油的平年美国汽车每加仑汽油的平均行驶里程较均行驶里程较1973年增长了年增长了40%。另一方面刺激了非欧佩克国家石油产量的另一方面刺激了非欧佩克国家石油产量的增长,提高生产率。但是由于产品的推陈出新、增长,提高生产率。但是由于产品的推陈出新、替代能源的发现往往需要相当长时间,因此高替代能源的发现往往需要相当长时间,因此高油价仍然是经济增长的一大风险。油价仍然是经济增长的一大风险。伊战打出中国石油危机 这次美国攻打伊拉克既是为了这次美国攻打伊拉克既是为了“反恐
10、反恐”,更是为了控制中东的石油资源和国际战略通道,更是为了控制中东的石油资源和国际战略通道,以巩固美国作为世界霸主的地位。这更加突显以巩固美国作为世界霸主的地位。这更加突显了中国建立石油战略储备系统的紧迫性。了中国建立石油战略储备系统的紧迫性。美国在控制中东的石油和重要航道之后,它美国在控制中东的石油和重要航道之后,它可以可以“想让谁的油轮通过谁就通过,不想让想让谁的油轮通过谁就通过,不想让谁通过谁就通不过谁通过谁就通不过”。中国今后可能成为美中国今后可能成为美国在亚太地区最主要的战略竞争对手,显然国在亚太地区最主要的战略竞争对手,显然也是美国在石油领域潜在的制约目标。也是美国在石油领域潜在的
11、制约目标。中国石油现状 中国的石油储备不足,中国的石油入口远中国的石油储备不足,中国的石油入口远远大於出口,且比例在逐年扩大,相信未来难远大於出口,且比例在逐年扩大,相信未来难见改善。随着经济的高速增长,中国对石油的见改善。随着经济的高速增长,中国对石油的需求也在迅速攀升。从需求也在迅速攀升。从1996年起,中国就成为年起,中国就成为继美国、日本之后的第三大石油消费国。继美国、日本之后的第三大石油消费国。近20年来中国石油净进口量变化示意图中国未来石油供需平衡二零零二年中国原油进口来源分布15Back运输通道:运输通道:“马六甲困局马六甲困局”国际市场石油价格增长走势国际市场石油价格增长走势4
12、、价格波动:不能承受之升1515我国石油分布图石油开采遇困难 中国的石油开采主要集中在东北、华北中国的石油开采主要集中在东北、华北和西北地区,海上开采能力正在高速增长之和西北地区,海上开采能力正在高速增长之中。但是,中国在中。但是,中国在南沙群岛南沙群岛的石油开采一直的石油开采一直无法进行,这是因为在美国的暗中支持下,无法进行,这是因为在美国的暗中支持下,越南、菲律宾等国家总是阻挠中国在南沙打越南、菲律宾等国家总是阻挠中国在南沙打井。在井。在陆地陆地,中国与中亚国家的石油交易也,中国与中亚国家的石油交易也受到美国的制约。受到美国的制约。开源节流重储保运1 25W的灯泡持续亮40小时 普通电扇持
13、续15小时 8公斤水烧开新疆达坂城2号风电场装有157台风机,总容量达8.28万千瓦,是中国最早开发和规模最大的风电场之一 珠峰大本营的太阳能光伏板三峡水电站江苏田湾核电站1号机组1.21.2石油加工方法石油加工方法 从油田开采出来的石油称为原油,原油是一种褐黄色或黑色的粘稠液体,具有特殊气味,原有的化学组成非常复杂,主要有碳和氢两种元素所组成的各种烃类,并含有少量的氮、氧、硫化合物。烃类化合物分为烷烃、环烷烃和芳香烃。石石蜡蜡基基原油含较多的石蜡,烷烃含量超过50%,密度小,凝固点高,含硫及胶质较少,大庆原油属于此类。环环烷烷基基原油含有较多的环烷烃和芳香烃,密度较大,凝固点低,含硫及胶质较
14、多,沥青亦较多。中间基中间基原油的性质介于前两类之间。v原油按原油按组成组成可分为:可分为:2024/4/2周二化学工艺学概论卢莲英2024/4/2周二化学工艺学概论卢莲英杂质成分:杂质成分:水,氯化钙,氯化镁水,氯化钙,氯化镁 等盐类等盐类油田油田 原油原油危害:危害:水水-浪费燃料浪费燃料 盐盐-腐蚀设备、结垢,堵塞管路腐蚀设备、结垢,堵塞管路处理:处理:脱水脱水 脱盐脱盐盐含量/,水含量 。原油的预处理原油的预处理-从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫原油 以以石石油油为为原原料料加加工工出出来来的的产产品品甚甚多多,按按其其主主要要性性质质和和用用途途可可分分为为燃燃料料油油(汽
15、汽油油、煤煤油油、柴柴油油)、润润滑滑油油、沥沥青青、石石油油焦焦以及以及基本化工产品基本化工产品六大类。六大类。基基本本化化工工产产品品为为烯烯烃烃(乙乙烯烯和和丙丙烯烯)、芳芳烃烃(苯苯、甲甲苯苯、二二甲甲苯苯)、液液化化石石油油气气和和合合成成气气等等。以以这这些些物物质质为为原原料料进进一一步步加工,可以制得各种各样的化工产品和日用产品。加工,可以制得各种各样的化工产品和日用产品。石石油油经经热热裂裂解解生生成成重重要要的的有有机机化化工工原原料料包包括括“三三烯烯”(乙乙烯烯、丙丙烯烯、丁丁二二烯烯)、“三三苯苯”(苯苯、甲甲苯苯、二甲苯)等。、二甲苯)等。2024/4/2周二化学工
16、艺学概论卢莲英乙烯与丙烯共聚乙丙橡胶电缆、电线材料氧化乙醛缩合醋酸辛醇、季戊四醇2-羟基丁醛丁醇酯化 丁酯溶剂、增塑剂溶剂药物、酯类、醋酸乙烯纤维(维尼龙)增塑剂齐聚、水合高碳直链醇(C11C18)合成洗涤剂水合乙醇酯化乙酸乙酯、其它酯类溶剂及合成原 加氢脱水丁二烯合成橡胶氢甲酰化丙醛丙酸还原正丙醇溶剂丙烯聚合聚丙烯合成纤维、塑料氨氧化合成纤维、ABS树脂、AS树脂、丁腈橡胶丙烯酰胺絮凝剂、水增稠剂、纸张处理剂丙烯腈与乙烯共聚乙丙橡胶次氯酸化氯丙醇环氧丙烷丙二醇聚酯塑料聚氨酯塑料、表面活性剂过氧化物环氧化环氧丙烷、苯乙烯或异丁烯高温氯化氯丙烯丙烯醇1,4-丁二醇聚酯甘油医药、炸药环氧氯丙烷水解
17、环氧树脂丁二烯与苯乙烯共聚丁苯橡胶与丙烯腈共聚丁腈橡胶聚合顺丁橡胶与苯乙烯、丙烯腈共聚ABS塑料氯化2-氯丁二烯 氯丁橡胶与顺酐反应四氢邻苯二甲酸酐与HCN反应己二腈己二胺尼龙66三聚环化1,5,9-环十二碳三烯十二碳内酰胺(尼龙12的单体)香料、增塑剂、阻燃剂、聚酯原料乙酰氧基化、加氢、水解1,4-丁二醇聚酯树脂异丁烯与异戊二烯共聚丁基橡胶氧化甲基丙烯酸甲基丙烯酸酯有机玻璃与甲醛反应异戊二烯异戊橡胶水合叔丁醇香料原料、溶剂、医药中间体、与甲醇反应甲基叔丁基醚(MTBE)(汽油添加剂)聚合聚异丁烯粘合剂、密封胶正丁烯聚合聚丁烯合成塑料氧化顺丁烯二酸酐1,4-丁二醇、增强塑料、农药氧化甲乙酮溶剂
18、水合仲丁醇脱氢或氧化脱氢丁二烯正丁烷脱氢正丁烯深加工产品见上异构化异丁烷氧化顺酐、醋酸、乙醛、甲乙酮蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等烷基化烷基化汽油脱氢异丁烯深加工产品见上蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等异丁烷苯加乙烯烷基化乙苯脱氢苯乙烯聚苯乙烯、丁苯橡胶、ABS树脂加丙烯烷基化异丙苯 苯酚酚醛树脂、苯胺、壬基酚等丙酮双酚A聚碳酸酯、环氧树脂加十二烯十二烷基苯合成洗涤剂加氢环己烷己内酰胺聚酰胺纤维氯化氯苯染料中间体、医药氧化顺丁烯二酸酐四氢呋喃、1,4-丁二醇医药、聚氨酯硝化硝基苯苯胺二苯基甲烷二异氰酸酯、橡胶助剂、染料、医药、农药聚氨酯纤维甲苯硝化硝基甲苯染料中间体、炸药歧化苯、二甲苯氧化苯甲酸染料
19、中间体、医药、增塑剂临氢脱烷基苯硝化、还原、光气化甲苯二异氰酸酯聚氨酯类泡沫塑料、聚氨酯橡胶二甲苯对二甲苯氧化对苯二甲酸聚酯树脂、涤纶间二甲苯异构化对二甲苯氨氧化间苯二腈农药、聚酰胺纤维邻二甲苯氧化邻苯二甲酸酐医药、染料、增塑剂萘氧化烷基萘脱烷基萘氧化乙炔加HCl氯乙烯聚氯乙烯水合乙醛乙酸季戊四醇醇酸树脂巴豆醛山梨酸加醋酸醋酸乙烯合成纤维、涂料、粘合剂加甲醛1,4-丁炔二醇1,4-丁二醇四氢呋喃、-丁内酯、聚酯树脂二聚 乙烯基乙炔粘合剂加氢丁二烯加HCl2-氯丁二烯氯丁橡胶氯化三氯乙烯、四氯乙烯溶剂加HF氟乙烯聚合聚氟乙烯 为为了了充充分分利利用用宝宝贵贵的的石石油油资资源源,要要对对石石油油
20、进进行行一一次次加加工工和和二二次次加加工工,在在生生产产出出汽汽油油、航航空空煤煤油油、柴柴油油、锅锅炉炉燃燃油油和和液液化化气的同时,制取各类化工原料。气的同时,制取各类化工原料。一次加工:一次加工:原油的常压蒸馏和减压蒸馏过程。原油的常压蒸馏和减压蒸馏过程。蒸蒸馏馏是是一一种种利利用用液液体体混混合合物物中中各各组组分分挥挥发发度度的的差差别别(沸沸点点不不同同)进进行行分分离离的的方方法法,是是一一种种没没有有化化学学反反应应的的传传质质、传传热热物物理过程。理过程。二次加工:二次加工:常减压蒸馏馏份油的进一步化学加工过程。常减压蒸馏馏份油的进一步化学加工过程。主要包括重整、催化裂化、
21、催化加氢裂化和烃类热裂解。主要包括重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解。2024/4/2周二化学工艺学概论卢莲英馏分:是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。馏分:是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分。石石油油是是一一个个多多组组分分的的复复杂杂混混合合物物,每每个个组组分分有有其其各各自自不不同同 的沸点的沸点 用用分分馏馏的的方方法法,可可以以把把石石油油馏馏分分分分成成不不同同温温度度段段,如如200200、200200350350等,称为石油的一个等,称为石油的一个馏分馏分 馏馏分分不不等等同同于于石石油油产产品品,馏馏分分必必须须经经过过进进一一步步加加工工,达达到
22、到油品的质量标准,才能称为合格的石油产品油品的质量标准,才能称为合格的石油产品直直馏馏馏馏分分:从从原原油油直直接接分分馏馏得得到到的的馏馏分分。它它基基本本保保留留了了石石油油化化学学组组成成的的本本来来面面目目,如如:不不含含不不饱饱和和烃烃,在在化化学学组组成成中中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等含有烷烃、环烷烃、芳香烃等4/2/2024石油化工过程系统概论49.石油馏分组成:石油馏分组成:从常压蒸馏开始馏出的温度(初馏点)到从常压蒸馏开始馏出的温度(初馏点)到小于小于200200的馏分为的馏分为汽汽油馏分油馏分(也称轻油或石脑油馏分)(也称轻油或石脑油馏分)常压蒸馏常压蒸馏200200350
23、350的馏分为的馏分为煤、柴油馏分煤、柴油馏分(也称常压瓦斯油,(也称常压瓦斯油,AGOAGO)由于原油从由于原油从350350开始有明显的分解现象,所以对于沸点高于开始有明显的分解现象,所以对于沸点高于350的馏的馏分,需在减压下进行分馏,在减压下蒸出馏分的沸点再换算成常压沸分,需在减压下进行分馏,在减压下蒸出馏分的沸点再换算成常压沸点。点。沸点相当于沸点相当于常压下常压下350350500500的馏分为的馏分为减压馏分(减压馏分(也称减压瓦也称减压瓦斯油斯油,VGO,VGO)沸点相当于常压下沸点相当于常压下大于大于500500的馏分为的馏分为减渣馏分减渣馏分(VR)(VR)Vacuum r
24、esiduumVacuum residuumVacuum gas oilVacuum gas oilAtmospheric gas oilAtmospheric gas oilnaphthanaphthaGasoline fractionGasoline fraction4/2/2024石油化工过程系统概论50原油常压蒸馏及其特点原油蒸馏一般包括常压蒸馏(Atmosphericdistillation)和减压蒸馏(Vacuumdistillation)两个部分,在此首先就原油的常压蒸馏作有关简述。所谓原油的常压蒸馏,即为原油在常压(或稍高于常压)下进行的蒸馏,所用的蒸馏设备叫做原油常压精馏塔(
25、或称常压塔atmospherictower)。由于原油常压精馏塔的原料和产品不同于一般精馏塔,因此它具有以下工艺特点(其它的石油精馏塔也常常具有与之相似的工艺特点):4/2/2024石油化工过程系统概论51进料汽提塔冷凝器4/2/2024石油化工过程系统概论521常压塔的原料和产品都是组成复杂的混合物2常压塔是一个复合塔结构(侧线产品)3常压塔下部设置汽提段,侧线产品设汽提塔为了促使原油中的重质油在较低的温度下沸腾、汽化,除采用减压蒸馏外,还可在蒸馏过程中,向待蒸馏原油通入高温水蒸汽,这叫做汽提。汽提实际上降低了油气的分压,与减压作用相同,而且它操作更简便,因此在原油蒸馏工艺中得到了广泛的应用
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