石油化工指以石油和天然氣為原料，生產(chǎn)石油產(chǎn)品和石油化工產(chǎn)品的加工工業(yè)。

石油化工產(chǎn)品以煉油過(guò)程提供的原料油進(jìn)一步化學(xué)加工獲得。生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的第一步是對原料油和氣（如丙烷、汽油、柴油等）進(jìn)行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料。

第二步是以基本化工原料生產(chǎn)多種有機化工原料（約200種）及合成材料（塑料、合成纖維、合成橡膠）。這兩步產(chǎn)品的生產(chǎn)屬于石油化工的范圍。

有機化工原料繼續加工可制得更多品種的化工產(chǎn)品，習慣上不屬于石油化工的范圍。

一、石油化工的作用

⒈ 石油化工是能源的主要供應者

石油化工，主要指石油煉制生產(chǎn)的汽油、煤油、柴油、重油以及天然氣是當前主要能源的主要供應者。目前，全世界石油和天然氣消費量約占總能耗量60%；我國因煤炭使用量大，石油的消費量不到20%。石油化工提供的能源主要作汽車(chē)、拖拉機、飛機、輪船、鍋爐的燃料，少量用作民用燃料。能源是制約我國國民經(jīng)濟發(fā)展的一個(gè)因素，石油化工約消耗總能源的8.5%，應不斷降低能源消費量。

⒉ 石油化工是材料工業(yè)的支柱之一

金屬、無(wú)機非金屬材料和高分子合成材料，被稱(chēng)為三大材料。全世界石油化工提供的高分子合成材料目前產(chǎn)量約1.45億噸。除合成材料外，石油化工還提供了絕大多數的有機化工原料，在屬于化工領(lǐng)域的范疇內，除化學(xué)礦物提供的化工產(chǎn)品外，石油化工生產(chǎn)的原料，在各個(gè)部門(mén)大顯身手。

⒊ 石油化工促進(jìn)了農業(yè)的發(fā)展

農業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)。石化工業(yè)提供的氮肥占化肥總量的80%，農用塑料薄膜的推廣使用，加上農藥的合理使用以及大量農業(yè)機械所需各類(lèi)燃料，形成了石化工業(yè)支援農業(yè)的主力軍。

⒋ 各工業(yè)部門(mén)離不開(kāi)石化產(chǎn)品

現代交通工業(yè)的發(fā)展與燃料供應息息相關(guān)，可以毫不夸張地說(shuō)，沒(méi)有燃料，就沒(méi)有現代交通工業(yè)。金屬加工、各類(lèi)機械毫無(wú)例外需要各類(lèi)潤滑材料及其它配套材料，消耗了大量石化產(chǎn)品。建材工業(yè)是石化產(chǎn)品的新領(lǐng)域，如塑料建材、門(mén)窗、鋪地材料、涂料被稱(chēng)為化學(xué)建材。輕工、紡織工業(yè)是石化產(chǎn)品的傳統用戶(hù)，新材料、新工藝、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與推廣，無(wú)不有石化產(chǎn)品的身影。當前，高速發(fā)展的電子工業(yè)以及諸多的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，對石化產(chǎn)品，尤其是以石化產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的精細化工產(chǎn)品提出了新要求，這對發(fā)展石化工業(yè)是個(gè)巨大的促進(jìn)。

二、石油化工的發(fā)展

石油煉制起源于19世紀20年代。

20世紀20年代汽車(chē)工業(yè)飛速發(fā)展，催化裂化工藝開(kāi)發(fā)成功，加上其他加工工藝的開(kāi)發(fā)，形成了現代石油煉制工藝。為了利用石油煉制副產(chǎn)品的氣體，1920年開(kāi)始以丙烯生產(chǎn)異丙醇，這被認為是第一個(gè)石油化工產(chǎn)品。

20世紀50年代在裂化技術(shù)基礎上，開(kāi)發(fā)了以制取乙烯為主要目的的烴類(lèi)水蒸汽高溫裂解，簡(jiǎn)稱(chēng)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。同時(shí)，一些原來(lái)以煤為基本原料，通過(guò)電石、煤焦油生產(chǎn)的產(chǎn)品陸續改由石油為基本原料，如氯乙烯等。

在20世紀30年代，高分子合成材料大量問(wèn)世。按工業(yè)生產(chǎn)時(shí)間排序為：

1931年為氯丁橡膠和聚氯乙烯；

1933年為高壓法聚乙烯；

1935年為丁腈橡膠和聚苯乙烯；

1937年為丁苯橡膠；

1939年為尼龍66。

第二次世界大戰后石油化工技術(shù)繼續快速發(fā)展。

1950年開(kāi)發(fā)了腈綸；

1953年開(kāi)發(fā)了滌綸；

1957年開(kāi)發(fā)了聚丙烯。

石油化工高速發(fā)展的原因是：

⑴ 有大量廉價(jià)的原料供應，50-60年代，原油每噸約15美元；

⑵ 有可靠的、有發(fā)展潛力的生產(chǎn)技術(shù)；

⑶ 產(chǎn)品應用廣泛，開(kāi)拓了新的應用領(lǐng)域。

原料、技術(shù)、應用三個(gè)因素的綜合，實(shí)現了由煤化工向石油化工的轉換，完成了化學(xué)工業(yè)發(fā)展史上的一次飛躍。

20世紀70年代以后原油價(jià)格上漲，1996年每噸約170美元，石油化工發(fā)展速度下降，新工藝開(kāi)發(fā)趨緩，并向著(zhù)采用新技術(shù)、節能、優(yōu)化生產(chǎn)操作、綜合利用原料、向下游產(chǎn)品延伸等方向發(fā)展。一些發(fā)展中國家大力建立石化工業(yè)，使發(fā)達國家所占比重下降。1996年全世界原油加工能力為38億噸，生產(chǎn)化工產(chǎn)品用油約占總量的10%。

三、石油化工產(chǎn)品與人們的生活

⒈ 腈綸纖維

過(guò)去人們常說(shuō)：“羊毛出在羊身上”，這似乎是個(gè)不容懷疑的真理。但石油化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展已改變了人們只向自然索取的習慣。以前，人們穿的衣料，都是來(lái)自棉、毛、絲、麻這些天然纖維。而在今天，化學(xué)纖維的比例，已經(jīng)遠遠超過(guò)了天然纖維。

化學(xué)纖維有兩種類(lèi)型。

人類(lèi)較早利用的是人造纖維，它是用木材或野生植物等這些含有纖維素的物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理和機械加工而制成的纖維，它的品牌產(chǎn)品有粘膠纖維和醋酸纖維（人造絲）等。

近現代開(kāi)始利用的是合成纖維。它所用的原料，是煤、石油、天然氣這些本身并不含纖維素的物質(zhì)，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)過(guò)程而合成的。它的三個(gè)品牌，就是大家所熟悉的錦綸（尼龍）、滌綸（的確涼）、腈綸。在合成纖維的總產(chǎn)量中，三大品牌占了10％以上。

被人們稱(chēng)作人造羊毛的腈綸，就是用石油的裂解產(chǎn)物丙烯，結構簡(jiǎn)式：CH2=CH-CH3為原料進(jìn)行生產(chǎn)的。首先讓丙烯在一定溫度（400～500℃）、一定壓力（2～3大氣壓）和有催化劑存在的條件下，跟氨氣、氧氣等發(fā)生反應，生成丙烯腈（CH2=CHCN）：

2CH2=CH-CH3＋2NH3＋3O2→2CH2=CH-CN＋6H2O

（丙烯） （丙烯腈）

丙烯腈在一定條件下能聚合得到白色粉末狀物質(zhì)聚丙烯腈。再把這種白色粉末用適當溶劑溶解，得到紡線(xiàn)溶液后，即可進(jìn)行紡絲。

腈綸纖維以質(zhì)輕、柔軟、保暖性好等著(zhù)稱(chēng)，它的外觀(guān)很像羊毛，其強度比真羊毛還要高兩倍，并具有高膨松性，可加工制成各種五顏六色的膨體紗。因此，腈綸問(wèn)世不久，便奪得了紡織界的品牌，成為人們普遍歡迎的織物原料。這不僅為合成纖維這個(gè)新名爭得了榮譽(yù)，也為它的出身——石油增添了不少光彩。

⒉ 塑料

在我們的生活中，塑料是一種運用十分廣泛的化學(xué)有機合成物。它是以石油為來(lái)源并形成了當今世界的一門(mén)新興的產(chǎn)業(yè)，并獲得了飛速的發(fā)展。1970年，世界塑料總產(chǎn)量為2965萬(wàn)噸，到今天已經(jīng)超過(guò)了２億多噸，產(chǎn)量迅速增加。它的品種也呈加速度增長(cháng)，本世紀初，還只有酚醛塑料（電木）一個(gè)品種，今天已經(jīng)發(fā)展到一千多種。

塑料品種雖然很多，但也可分為兩大類(lèi)：通用塑料和工程塑料。

通用塑料是指一般應用較廣，沒(méi)有多少特殊要求的一般塑料。

工程塑料是指能代替金屬用于制造軸承、齒輪、閥門(mén)等機器零件及外殼的塑料，技術(shù)含量較高。

大家熟悉的聚乙烯塑料，就是在世界產(chǎn)量居首位的一個(gè)通用塑料的品種。它是以聚乙烯為原料，在一定溫度和壓力下聚合而成。常用它制造塑料薄膜、各種容器、電纜皮及泡沫塑料等。

近三十多年來(lái)，塑料薄膜在農業(yè)上被越來(lái)越普遍的推廣。我國是個(gè)農業(yè)大國，每年的需求量都在百萬(wàn)噸以上。人們用它來(lái)制造塑料薄膜溫室，既可透光又可保溫，使農作物既可進(jìn)行充分的光合作用，又不致由于溫度過(guò)低而停止或放慢生長(cháng)發(fā)育的速度，甚至在冬天還會(huì )發(fā)生凍傷、凍死的現象。在薄膜溫室中，可以生產(chǎn)一年四季的蔬菜品種，并且還能縮短蔬菜等農作物的生長(cháng)成熟期，提高作物的產(chǎn)量。

通用塑料耐高溫，耐低溫的性能較差，熱了變軟，冷了變脆，一般只能在60℃范圍內才能保持正常。顯然，這種通用塑料難以用作工程材料。1950年，一種聚四氟乙烯的塑料品種誕生后，改變了它的尷尬局面。它具有不怕嚴寒酷暑的本領(lǐng)，可在200～250℃之間保持性能不變，并具有不怕強酸強堿以至王水的腐蝕。這就是被稱(chēng)為“塑料王”的最早的工程塑料。

今天的工程塑料，已經(jīng)產(chǎn)生了許多性能更為優(yōu)良的品種。聚四氟乙烯雖有“塑料王”之稱(chēng)，但它不易加工，在高溫下使用會(huì )產(chǎn)生對人體有害的有毒氣體。今天我們廣泛使用的是ABS工程塑料，克服了上述這些缺點(diǎn)。它是用丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種原料，共同聚合而成，因而它集中了丙烯腈的耐熱、抗腐蝕性，丁二烯的高彈性，苯乙烯的易加工的特點(diǎn)，受到工程師們的空前熱烈的歡迎，成為新的“塑料王”。

在空間技術(shù)方面，隨著(zhù)現代宇航事業(yè)的發(fā)展，一些高強度的工程塑料也占有了一席之地。一種能在1500℃高溫下，處理聚丙腈而得到的碳纖維材料，在一定時(shí)間里，可以經(jīng)受4000℃通用的高溫，可用來(lái)做火箭頭部結構的材料，滿(mǎn)足了空間技術(shù)材料的要求而受到空間材料專(zhuān)家的青睞。

塑料不僅在航天方面，工程方面有著(zhù)廣泛的用途，在人類(lèi)醫療器材的發(fā)展上也有著(zhù)許多獨特的貢獻。在人造醫療用塑料制品上，發(fā)揮了金屬發(fā)揮不了的作用。它們被用于制造人造血管、人造食道、人造骨骼以及人造角膜等塑料制品，已經(jīng)在人體中得到了成功的運用。人們把一個(gè)塑料心臟，換在牛的體內，這頭小牛居然活了兩星期。我們可以預料，在人體內使用塑料心臟以挽救心臟功能衰竭病人生命的日子，已經(jīng)為期不遠了。

⒊ 橡膠

橡膠也是人們生活中常用的一種材料，天然橡膠的生產(chǎn)受到地區和氣候條件的限制，已不能滿(mǎn)足日益發(fā)展的需要，合成橡膠就必然蓬勃地發(fā)展起來(lái)了。

人類(lèi)對橡膠樹(shù)中流出的乳膠進(jìn)行了研究，結果發(fā)現它的基本成分是異戊二烯，于是人們就開(kāi)始合成這種成分。終于在1914年第一次合成出具有彈性的材料，叫做甲基橡膠。近幾十年來(lái)，由于合成橡膠不受天時(shí)地利條件的限制，生產(chǎn)效率大大超過(guò)天然橡膠，而且合成橡膠的性能在耐油、耐磨、耐高溫、耐低溫、氣密性等方面都較天然橡膠優(yōu)越。所以目前的產(chǎn)量已大大超過(guò)天然橡膠。

合成橡膠所需要的大量原料，如：乙烯、丙烯、丁烯和芳香烴，都可以來(lái)自石油化工。先從石油中獲得生產(chǎn)合成橡膠的單體，然而通過(guò)聚合，連結成一條很長(cháng)的“鏈條”。不過(guò)，它不是一條筆直的"鏈條"，而是彎彎曲曲的，既能屈能伸，又能作旋轉運動(dòng)的“鏈條”，這就使合成橡膠單體聚聯(lián)成具有彈性的大分子固體。

合成橡膠品種繁多，習慣上根據合成橡膠的主要用途，大致分為通用合成橡膠和特種合成橡膠兩大類(lèi)。一般通用橡膠產(chǎn)量較大，主要用來(lái)生產(chǎn)各種輪胎，工業(yè)用品、生活用品及醫療衛生用品。特種橡膠專(zhuān)門(mén)用作在特殊條件下使用的橡膠制品。如：丁腈橡膠主要特點(diǎn)是耐油性好，廣泛用于制造各種耐油膠管、油箱、密封墊片等。又如某些含氟橡膠不僅能耐高溫，而且不受化學(xué)藥劑的侵蝕，用這種橡膠制成的密封環(huán)在200℃腐蝕液中可以經(jīng)受6萬(wàn)次反復變形，而能保持性能不變。

⒋ 化肥

化肥同樣是人們生活中常用的一種材料。土地的營(yíng)養來(lái)自肥料。由于自然界中各種天然的有機肥，例如人畜的糞尿、廄肥、草木灰和各種腐殖質(zhì)等，已越來(lái)越滿(mǎn)足不了農業(yè)生產(chǎn)的需求，所以，人們就逐步探索并發(fā)展了采取化學(xué)的辦法來(lái)合成肥料，這種肥料就叫化學(xué)肥料。簡(jiǎn)稱(chēng)為化肥。

化肥中以氮肥在農業(yè)生產(chǎn)中用量最大，目前世界上各國的化肥生產(chǎn)中，氮肥的生產(chǎn)均占首位。

氮肥的品種很多：常用的有尿素、硫酸銨、硝酸銨、碳酸氫銨和氯化銨。它們都是白色顆粒狀晶體，并都易溶于水，在土壤中易被植物根部吸收。氮是農作物體內蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素的重要組成成分，它能促進(jìn)作物生長(cháng)，使莖、葉茂盛，葉色濃綠，促進(jìn)植物的光合作用而使作物增長(cháng)。如一斤硫酸銨用于施肥可增產(chǎn)4斤糧食。而尿素比硫銨含氮高2倍以上，肥效更大，并且可以在任何土壤中使用，不破壞土壤。

氨是氮肥的基本原料。我們常在通風(fēng)不好的廁所都會(huì )聞到一股刺激性的臭味，這實(shí)際上就是氨所發(fā)出的氣味。氨與硫酸作用，就生成硫酸銨；氨與硝酸作用，就可制得硝酸銨；氨與碳酸作用，就能生成碳酸氫銨；氨與鹽酸作用，就能得到氯化銨；氨在一定條件下與二氧化碳作用，就能合成尿素。那么在工業(yè)上怎么制取氨呢？

制氨的原料是氮氣和氫氣?？諝庵形宸种氖堑獨?，所以，制氨工業(yè)中用的氮氣，不言而喻，即可取之于空氣。

制氨工業(yè)中所需的氫氣，可以有許多方法取得。其中以天然氣、煉廠(chǎng)氣為原料來(lái)制取氫，則具有成本低、純度高等優(yōu)點(diǎn)。目前我國不少化肥廠(chǎng)就是用這種方法來(lái)制取氫氣的。人們從“空中取氮”，“油中取氫”后，將它們按要求比例混合，然后，在一定條件下進(jìn)行化學(xué)反應，就可以得到合成氨。有了氨，就有了氮肥。有了氮肥，也就有了農田增產(chǎn)的保證。

有機合成材料從本世紀五十年代發(fā)展起來(lái)已經(jīng)為人類(lèi)作出了巨大的貢獻，這不僅改善了人類(lèi)的社會(huì )物質(zhì)生產(chǎn)裝備，也改變了人們的物質(zhì)生活面貌。然而現階段人類(lèi)主要是以石油、煤、天然氣為原料來(lái)發(fā)展有機化工工業(yè)，這些資源在自然界都是有限的，屬不可再生的能源，因此人類(lèi)迫切需要將化工研究的目光轉向有著(zhù)豐富資源的自然界，從有機物中發(fā)展有機化工并且還要研究從無(wú)機物中尋找合成材料。人類(lèi)只有從無(wú)限的自然資源中尋求，從陽(yáng)光、空氣、水中探索新材料的發(fā)展才會(huì )使化學(xué)工業(yè)得到最終快速的發(fā)展。