化学工业的现代化学工业

1920年美国的生产是石油化学工业大规模发展的开始。1939年,美国标准石油公司开发了氢气存在下的催化重整工艺,成为芳烃的重要来源。1941年,美国建成第一套用原料制乙烯的设备。第二次世界大战后,由于化工产品市场的不断扩大,石油可以提供大量。同时,由于化学生产技术的发展,石化产品逐渐形成。即使是不产石油的地区,如西欧和日本,也是以原油为原料发展石化产品。对于同一种原料或同一种产品,化工企业有不同的工艺路线或不同的催化剂。因为基本的有机原料和高分子材料都是石化产品,所以人们以乙烯的产量作为衡量有机化学品的标志。20世纪80年代,90%以上的有机化工产品来自石油化工。比如过去是以电石和乙炔为原料。此时乙烯氧氯化制氯乙烯,丙烯氨氧化制丙烯腈(见),天然气蒸汽转化制一氧化碳和氢气0.1951年。

石油化工是以石油为原料的化学工业,兴起于20世纪20年代。起源于美国。最初依附于炼油工业,逐渐形成独立的工业体系。第二次世界大战前后迅速发展,50年代欧洲紧随其后,60年代进一步扩展到日本和世界其他国家,引起了世界化学工业生产结构和原料体系的巨大变化。从煤到石油和天然气生产了许多化学品,石化工业的新技术和新产品不断出现。在20世纪70年代早期,美国的石化工业生产了数千种石化产品。目前,石油化工已经成为各个工业国家的重要支柱产业。

初期:随着石油炼制业的兴起,产生的炼厂气越来越多。1917美国C. Ellis以炼厂气中的丙烯为原料合成异丙醇。1920年,美国新泽西标准石油公司采用这种方法进行工业生产。这是第一次石化,标志着石化发展的开始。1919联合碳化物公司研究了乙烷和丙烷裂解生产乙烯的方法,然后林德空气产品公司实现了裂解气中乙烯的分离,并加工成化工产品。1923联合碳化物公司在西弗吉尼亚州查尔斯顿建立了第一座以裂解乙烯为原料的石油化工厂。20世纪20年代和30年代,美国的石油化学工业主要使用单烯烃生产化学品。如丙烯水合制异丙醇、脱氢制丙酮、次氯酸法制环氧乙烷、丙烯制环氧丙烷等。20世纪20年代,H. staudinger创立了高分子化合物的概念;在W.H. carothers发现聚酰胺的缩聚法后,杜邦公司于1940开始将聚酰胺纤维(尼龙)投入市场。表面活性剂烷基硫酸盐伯醇酯出现。这些原本由煤炭和农副产品生产的新产品,极大地刺激了石化工业的发展,为这些领域转向石油原料创造了新的技术条件。这时,炼油工业也有了新的发展。1936催化裂化技术的发展为石化工业提供了更多的低分子烯烃原料。这些发展使美国的乙烯消费量从1930年的14kt增加到1940年的120kt。

战时推动:从二战前夕到20世纪40年代末,美国石化工业在芳烃产品和合成橡胶等高分子材料的生产方面取得了巨大进步。战争对橡胶的需求促进了丁苯、丁腈等合成橡胶生产技术的快速发展。1941中,陶氏化学公司从烃类裂解产物中分离出丁二烯作为合成橡胶的单体;1943,丁烯催化脱氢制丁二烯大型生产装置建成。美国合成橡胶产量从65438到0945达到670kt。为了满足战时对TNT原料(甲苯)的大量需求,1941年,美国成功研究出一种从轻质石油馏分中制取芳烃的新工艺,开辟了苯、甲苯、二甲苯等重要芳烃的新来源(在此之前,芳烃主要来源于煤的炼焦过程)。当时催化重整产生的甲苯占美国所需甲苯总量的一半以上。1943年,美国杜邦公司和联合碳化物公司应用英国不来梅化学工业公司的技术建设聚乙烯装置;65438-0946年,美国壳牌化学公司开始用高温氧化法生产氯丙烯系列产品。1948,美国标准石油公司移植德国技术,通过氢甲酰化生产八碳醇(见羰基合成);1949,乙烯直接合成酒精投产。随着石化工业的不断发展,1950年美国乙烯产量增加到680kt,重要产品超过100种,石化产品占有机化工产品的60%(1940年仅占5%)。

蓬勃发展:20世纪50年代以来,世界经济由战后恢复转向发展。随着合成橡胶、塑料、合成纤维等材料的快速发展,石化工业在欧洲、日本和世界其他地区受到广泛关注。在高分子化学的发展中,欧洲在20世纪50年代成功开发了一些关键的新技术。例如1953年,德国联邦化学家K·齐格勒(K Ziegler)成功开发了一种新的低压法生产聚乙烯的催化剂体系,并迅速投入工业生产。1955,布涅门化工公司建设大型聚酯纤维生产厂;1954年,意大利化学家G. Nata进一步开发了齐格勒催化剂,合成了等规立构聚丙烯,并于1957年投入工业生产。其他方面也有很大进步。1957俄亥俄州标准石油公司成功开发丙烯氨氧化制丙烯腈催化剂,并于1960投产。1957年乙烯直接氧化制乙醛成功,1960年建成大型生产装置。60年代,乙烯氧化制醋酸乙烯、乙烯氧氯化制氯乙烯等重要化工产品投产。随着石油化工新技术的不断发展,以电石和乙炔为起始原料的大宗产品已转入石油化工原料路线。在此期间,日本和苏联也开始建设石化工业。日本发展迅速,石化生产技术仅用十几年就达到了国际先进水平。苏联在合成橡胶、合成氨和石油蛋白生产方面取得了突出成就。

石油化工新技术,特别是合成材料的成就,大大增加了生产对原料的需求,促进了烃类裂解和裂解气分离技术的快速发展。在此期间,围绕各种类型的裂解方法开展了广泛的探索工作,开发了多种管式裂解炉和裂解气分离工艺,大大提高了乙烯收率,降低了能耗。西欧国家和日本由于缺乏石油和天然气资源,以中东石脑油为裂解原料,在此基础上建立了大型乙烯生产装置,在发展石化工业的道路上大步前进。至此,石化工业的生产规模得到了极大的扩大。乙烯作为石化工业的代表产品,1980年世界产量达到35.8Mt,创历史新高。1960以后,有机合成原料由煤向石油、天然气转变的速度加快(见表)。

新阶段:20世纪70年代,国际油价两次上涨,乙烯原料价格大幅上涨,产品生产成本增加,石化行业面临巨大冲击。美国、日本和西欧主要乙烯生产国纷纷采取措施,关闭部分生产装置,适当降低装置开工率,节约生产能耗,综合利用副产品,进行深加工。与此同时,世界石化工业也发生了新的变化。世界上大约有65,438+0,000个石油化工联合企业,它们使用大约8.4%的原油和65,438+00%的天然气。这些企业大多已经国际化,越来越多油气资源丰富的发展中国家正在建设它们。

作为战略物资的天然橡胶产于热带地区,但许多合成橡胶,如顺丁橡胶、丁基橡胶、氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶和乙丙橡胶都是通过海洋开发的,各有不同的特性和用途。另一方面,1937年,美国成功合成尼龙66(见),并因其强度好而采用熔融法纺丝。腈纶等相继投产,由于石化工业为其原料保障,逐渐占领了天然纤维和人造纤维的大部分市场。在塑料中,热固性树脂如醇酸树脂是在酚醛树脂之后生产的。20世纪30年代以后,品种不断出现,如是塑料中最大的品种,在当时是极好的绝缘材料。在1939中,高压用于海底电缆和雷达,低压聚乙烯和等规聚丙烯。齐格勒-纳塔催化剂为民用塑料开辟了广泛的应用领域,是对高分子化学工业的一大贡献。这一时期,耐高温、耐腐蚀的材料也出现了,比如有塑料之王之称的聚四氟乙烯。二战后,其中一部分也被用于汽车工业,作为建筑材料和包装材料,逐渐成为塑料的一大品种。精细化工是生产精细化学品工业的总称,简称“精细化工”。精细化学品的含义国外还在讨论。具有以下特性的所有化学产品通常称为精细化学品,即:

1.多种多样

2.产量小,大多是间歇生产;

3.功能或最终用途;

4.很多都是复合产品,配方等技术决定了产品性能;

5.产品质量要求高;

6.强势商品,大部分以商品名出售;

7.技术密集型,要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究,重视技术服务;

8.设备投资

9.高附加值率。

精细化工的范围各国并不一致。一般可概括为:医药、农药、合成染料、有机化学品、无机化学品、油漆、香水和香精、化妆品和盥洗用品、肥皂和合成洗涤剂、表面活性剂、印刷油墨及其助剂、粘合剂、感光材料、磁性材料、催化剂、试剂、水处理剂和高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、合成材料助剂、纺织印染剂和整理剂、食品添加剂。油田化学品、石油添加剂和炼油助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造化学品、金属表面处理剂、合成润滑油和润滑油添加剂、汽车化学品、芳香除臭剂、工业杀菌剂、电子化学品和材料、功能高分子材料、生物化工产品、工业清洗剂配方分析、商用清洗剂配方分析、民用清洗剂配方分析等业务,并掌握顶级清洗剂配方分析技术等40多个行业和门。

点燃熟食是人类历史上的一大进步;从制毒、酿酒、制醋、烧陶、烧砖、炼铜炼铁、烹调油制漆、纺织印染、造纸印刷等等,几十万年过去了。这些技能的积累创造了从古代到中世纪的宝贵遗产,也为化学工业的形成奠定了基础。(参见化学工业发展史)

在这方面,已经发明了活性染料,通过化学键将染料与纤维结合。合成纤维及其混纺织物需要新型染料,如用于涤纶、腈纶和涤棉混纺织物的活性分散染料。此外,还有激光、液晶、显微镜等专用染料。在方面,瑞士的P.H. Miller在20世纪40年代发明了第一种有机氯农药后,又开发了一系列有机氯和有机磷,具有以下性质。内吸等特效。后来要求高效、低毒或无残毒的农药,如仿生合成农药。60年代发展迅速,出现了一些性能较好的品种,如吡啶类除草剂和苯并咪唑类杀菌剂。此外还有抗生素类农药(见),如我国1976年研制的井冈霉素,用于抗水稻纹枯病。在医学上,1910后,法国制造了606砷制剂(根治苏梅的特效药),后又在结构上进行改进,制成914。20世纪30年代,类似物和类固醇都显示出特殊效果。1928年,英国发现它开辟了抗生素药物的新领域。精神病药物,以及避孕药。此外,一些特殊的诊断药物已经问世。取代传统的天然涂料,使用醇酸树脂、丙烯酸树脂等。,满足汽车工业先进涂装的需要。二战后,丁苯胶乳被制成水性涂料,成为建筑涂料的一大品种。采用了高压无气喷涂、静电喷涂、电泳涂装、阴极电泳涂装、光固化等新技术(见)。