石油化學
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石油化學（英語：Petrochemistry）是研究石油及其產品的組成和性質、石化過程的一門學科。[1]
其中最常見的兩大類產物分別為：烯烴和芳香烴。煉油廠藉由流化催化裂化提煉生產烯烴和芳香烴。化工廠通過天然氣液體（如乙烷和丙烷）的蒸汽裂化生產烯烴，通過石腦油催化重整生產芳香烴。烯烴和芳香烴是各種材料（如溶劑、清潔劑和黏合劑）的原料。烯烴是用於塑料、樹脂、纖維、彈性體、潤滑劑和凝膠中的聚合物和低聚物的原料。
概述
[編輯]油井從陸地或海洋下，提取原油和天然氣。之後用船舶、火車和管道運輸，送到煉油廠。
煉油廠執行各種物理變化和化學變化的過程來處理原油和天然氣。這涉及到非常專業的製造工藝，重要的過程之一是蒸餾，即重質原油分離成更輕的群體（稱為餾化）的碳氫化合物。原油蒸餾裝置(Crude Distillation Unit)和VDU進程有兩個進程。CDU的目的是從原油原料提取和分離有價值的餾分（石腦油、煤油、柴油）和大氣氣油(AGO)。用於開展上述過程技術被稱為複雜的蒸餾，其目標是要收回寶貴的氣油。兩個蒸餾的餾分燃料油和石腦油，這是消費者所熟悉的燃油，用於提取柴油燃料在汽車上用。石腦油用於汽油和石化產品的主要來源。精煉加工成其他碳氫化合物的複雜混合物。
在石化行業所用的原料是已知的作為原料。這是從煉油廠經過裂解：取出石腦油、丁烷，如天然氣的組成部分，和一些副產品煉油工藝，獲得如乙烷和丙烷。
裂解的重油分子分解成更輕、更寶貴的部分。分解過程中為兩種：蒸汽裂解和催化裂解。
一旦這些操作完成後，新產品獲得，作為石化行業添磚加瓦的衍生產品：烯烴，即主要是乙烯、丙烯和所謂的C4的衍生產品，包括丁二烯和芳烴（因為其獨特的芳香氣味，也就是苯、甲苯和二甲苯）。
石化後產品通過各種生產工藝，最終輸出產品，如塑料、肥皂和洗滌劑，如阿司匹靈保健品、合成纖維衣服和家具、橡膠、塗料、絕緣材料等。
歷史
[編輯]- 1835年，法國化學家Henri Victor Regnault於放置在陽光下氯乙烯的燒瓶底部發現聚氯乙烯的白色固體。
- 1839年，Eduard Simon在蒸餾安息香脂（Storax balsam）時，意外發現聚苯乙烯。
- 1856年，William Henry Perkin發現了第一種合成染料Mauveine。
- 1888年，奧地利植物科學家Friedrich Reinitzer觀察到苯甲酸膽固醇脂有兩個不同的熔點。
- 1909年，Leo Hendrik Baekeland發明了由苯酚和甲醛製成的膠木。
- 1928年，費托合成發明了合成燃料。
- 1929年，Walter Bock發明了由苯乙烯和丁二烯組成的合成橡膠Buna-S，用於製造汽車輪胎。
- 1933年，Otto Röhm聚合了第一個丙烯酸玻璃甲基丙烯酸甲酯。
- 1935年，Michael Perrin發明了聚乙烯。第二次世界大戰後，聚丙烯在20世紀50年代初被發現。
- 1937年，Wallace Hume Carothers發明了尼龍。
- 1946年，發明聚酯。聚對苯二甲酸乙二酯由乙烯和對二甲苯聚合而成。
- 1938年，Otto Bayer發明了聚氨酯。
- 1941年，Roy Plunkett發明了聚四氟乙烯。
- 1949年，Fritz Stastny將聚苯乙烯轉化為泡沫。
- 1965年，Stephanie Kwolek發明了Kevlar。
過程
[編輯]加氫裂化是在350～450℃、壓力為15～18兆帕並有氫氣及催化劑（雙功能催化劑，由載體和金屬組分組成，載體如氧化鋁、分子篩等，金屬如鎢、鉬、鈷、鎳等的硫化物）存在下，油品進行加氫、裂化和異構化反應；能使原料中大分子烴類發生裂化和異構化，使烯烴飽和，將硫、氧、氮等雜質除去。產品有液化氣、高辛烷值汽油、低冰點噴氣燃料、低凝柴油等。
催化裂化是在450～500℃及催化劑存在下，在流化床反應器內進行，主要採用帶提升管反應器的流化催化裂化過程。一般以重質餾分油、脫瀝青榨油等為原料，產品有高辛烷值的汽油、柴油等。
催化裂解一般在550～600℃及催化劑存在下，於提升管加床層或提升管反應器內進行，以正碳離子催化反應和二次裂化反應為主。產品有裂解氣、高辛烷值的汽油、柴油、重油、焦炭等。
烯烴
[編輯]以下列出烯烴主要石油化學之一部分：
芳香烴
[編輯]以下列出芳香烴主要石油化學之一部分：
- 苯 - 最簡單的芳烴
- 甲苯 - 甲苯; 可以是其他化學品的溶劑或前體
- 混合二甲苯 - 三種二甲苯異構體中的任何一種都可能是溶劑，但更多的是前體化學品
相關
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 註：根據《英漢石油大辭典》分類
