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(duì)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(jī)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(jī)化工原料繼續(xù)加工可制得更多品種的化工產(chǎn)品，習(xí)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(yīng)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(dāng)前主要能源的主要供應(yīng)者。目前，全世界石油和天然氣消費(fèi)量約占總能耗量60%；我國(guó)因煤炭使用量大，石油的消費(fèi)量不到20%。石油化工提供的能源主要作汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、輪船、鍋爐的燃料，少量用作民用燃料。能源是制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)因素，石油化工約消耗總能源的8.5%，應(yīng)不斷降低能源消費(fèi)量。

⒉ 石油化工是材料工業(yè)的支柱之一

金屬、無(wú)機(jī)非金屬材料和高分子合成材料，被稱為三大材料。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(shù)的有機(jī)化工原料，在屬于化工領(lǐng)域的范疇內(nèi)，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)部門大顯身手。

⒊ 石油化工促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展

農(nóng)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。石化工業(yè)提供的氮肥占化肥總量的80%，農(nóng)用塑料薄膜的推廣使用，加上農(nóng)藥的合理使用以及大量農(nóng)業(yè)機(jī)械所需各類燃料，形成了石化工業(yè)支援農(nóng)業(yè)的主力軍。

⒋ 各工業(yè)部門離不開石化產(chǎn)品

現(xiàn)代交通工業(yè)的發(fā)展與燃料供應(yīng)息息相關(guān)，可以毫不夸張地說(shuō)，沒有燃料，就沒有現(xiàn)代交通工業(yè)。金屬加工、各類機(jī)械毫無(wú)例外需要各類潤(rùn)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、門窗、鋪地材料、涂料被稱為化學(xué)建材。輕工、紡織工業(yè)是石化產(chǎn)品的傳統(tǒng)用戶，新材料、新工藝、新產(chǎn)品的開發(fā)與推廣，無(wú)不有石化產(chǎn)品的身影。當(dāng)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(duì)石化產(chǎn)品，尤其是以石化產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的精細(xì)化工產(chǎn)品提出了新要求，這對(duì)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(jì)20年代。

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

20世紀(jì)50年代在裂化技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)了以制取乙烯為主要目的的烴類水蒸汽高溫裂解，簡(jiǎn)稱裂解技術(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，通過電石、煤焦油生產(chǎn)的產(chǎn)品陸續(xù)改由石油為基本原料，如氯乙烯等。

在20世紀(jì)30年代，高分子合成材料大量問世。按工業(yè)生產(chǎn)時(shí)間排序?yàn)椋?/p>

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(zhàn)后石油化工技術(shù)繼續(xù)快速發(fā)展。

1950年開發(fā)了腈綸；

1953年開發(fā)了滌綸；

1957年開發(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(yīng)，50-60年代，原油每噸約15美元；

⑵ 有可靠的、有發(fā)展?jié)摿Φ纳a(chǎn)技術(shù)；

⑶ 產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，開拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域。

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

20世紀(jì)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，新工藝開發(fā)趨緩，并向著采用新技術(shù)、節(jié)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(guó)家大力建立石化工業(yè)，使發(fā)達(dá)國(guó)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(xí)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過了天然纖維。

化學(xué)纖維有兩種類型。

人類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)過化學(xué)處理和機(jī)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(xiàn)代開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)過一系列的化學(xué)過程而合成的。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。

被人們稱作人造羊毛的腈綸，就是用石油的裂解產(chǎn)物丙烯，結(jié)構(gòu)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(yīng)，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(dāng)溶劑溶解，得到紡線溶液后，即可進(jìn)行紡絲。

腈綸纖維以質(zhì)輕、柔軟、保暖性好等著稱，它的外觀很像羊毛，其強(qiáng)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(zhēng)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(yùn)用十分廣泛的化學(xué)有機(jī)合成物。它是以石油為來(lái)源并形成了當(dāng)今世界的一門新興的產(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)超過了２億多噸，產(chǎn)量迅速增加。它的品種也呈加速度增長(zhǎng)，本世紀(jì)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：通用塑料和工程塑料。

通用塑料是指一般應(yīng)用較廣，沒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、閥門等機(jī)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(nóng)業(yè)上被越來(lái)越普遍的推廣。我國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，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(nóng)作物既可進(jìn)行充分的光合作用，又不致由于溫度過低而停止或放慢生長(zhǎng)發(fā)育的速度，甚至在冬天還會(huì)發(fā)生凍傷、凍死的現(xiàn)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(nóng)作物的生長(zhǎng)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(nèi)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(yán)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(qiáng)酸強(qiáng)堿以至王水的腐蝕。這就是被稱為“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，但它不易加工，在高溫下使用會(huì)產(chǎn)生對(duì)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，隨著現(xiàn)代宇航事業(yè)的發(fā)展，一些高強(qiáng)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(jié)構(gòu)的材料，滿足了空間技術(shù)材料的要求而受到空間材料專家的青睞。

塑料不僅在航天方面，工程方面有著廣泛的用途，在人類醫(yī)療器材的發(fā)展上也有著許多獨(dú)特的貢獻(xiàn)。在人造醫(yī)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(yùn)用。人們把一個(gè)塑料心臟，換在牛的體內(nèi)，這頭小牛居然活了兩星期。我們可以預(yù)料，在人體內(nèi)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(yuǎn)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(qū)和氣候條件的限制，已不能滿足日益發(fā)展的需要，合成橡膠就必然蓬勃地發(fā)展起來(lái)了。

人類對(duì)橡膠樹中流出的乳膠進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它的基本成分是異戊二烯，于是人們就開始合成這種成分。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，然而通過聚合，連結(jié)成一條很長(zhǎng)的“鏈條”。不過，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(zhuǎn)運(yùn)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(xí)慣上根據(jù)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。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(yī)療衛(wèi)生用品。特種橡膠專門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(fù)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(yǎng)來(lái)自肥料。由于自然界中各種天然的有機(jī)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)越滿足不了農(nóng)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)稱為化肥。

化肥中以氮肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用量最大，目前世界上各國(guó)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(nóng)作物體內(nèi)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(zhǎng)，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(zhǎng)。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?dú)夂蜌錃狻？諝庵形宸种氖堑獨(dú)猓裕瓢惫I(yè)中用的氮?dú)猓谎远鳎纯扇≈诳諝狻?/p>

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(guó)不少化肥廠就是用這種方法來(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(yīng)，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(nóng)田增產(chǎn)的保證。

有機(jī)合成材料從本世紀(jì)五十年代發(fā)展起來(lái)已經(jīng)為人類作出了巨大的貢獻(xiàn)，這不僅改善了人類的社會(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(xiàn)階段人類主要是以石油、煤、天然氣為原料來(lái)發(fā)展有機(jī)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，因此人類迫切需要將化工研究的目光轉(zhuǎn)向有著豐富資源的自然界，從有機(jī)物中發(fā)展有機(jī)化工并且還要研究從無(wú)機(jī)物中尋找合成材料。人類只有從無(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。