<form id="1tbf9"><nobr id="1tbf9"></nobr></form>

          <address id="1tbf9"></address>

            <address id="1tbf9"></address>

                    <form id="1tbf9"></form>

                    ./t20210112_1040637_taonews.html

                    王基銘院士:石油里蘊含的寶藏

                    來源:《知識就是力量》雜志社

                      王基銘,煉油、石油化工及工程管理專家,中國工程院院士。曾任中國石油化工總公司副總經理、中國石油化工集團公司副總經理、中國石化股份公司副董事長、總裁等職,現任中國石油化工集團公司科技委資深委員、中國石油和化學工業聯合會名譽會長等職。他在中國石油石化行業擁有40多年管理工作的豐富經驗,在長期的石化工程建設實踐中,提出了適合中國煉油化工工程建設的管理理念和方法以及管理摸式,不斷推進工藝技術和設備的國產化,率先將具有自主知識產權的成套技術應用到世界級石油化工工程。

                      【摘要】

                      在關于國家工業實力的統計數據中,石油產量往往是必不可少的一項。自從被引入現代工業以來,石油結束了煤炭的獨霸地位,成為工業社會不可或缺的“血液”。通過分餾石油,人類得到了多種燃料和制造工業品的原料。但隨著時間的流逝,越來越多的油田在走向枯竭,這與燃燒交通油料帶來的污染一道,成為現代社會必須正視的危機。

                    王基銘院士

                    圖注:在油田日夜工作的抽油機是重要的石油開采設備

                      石油產品,不僅僅是燃料

                      我們經常會在各種新聞媒體上看到關于石油的消息:關于石油的進出口協議、國際油價的漲跌、油井和油輪事故、為爭奪石油資源發動的戰爭……可以說,關于石油開采、運輸、保管和煉制的種種事項,牽動著世界各地數以億計的人們的心,因為石油是工業社會不可或缺的“血液”。

                     

                      石油是以碳氫化物為主要成分的液態礦物,或者說,是一種流動或者半流動狀態的、可燃燒的、粘稠的液體物質。它在地下幾千米的深處,經歷了數百萬年甚至幾億年的演化方才形成。從地下開采出來的石油,在沒有經過分餾和煉制之前,統稱為原油。石油中的化學元素主要有碳、氫、氧、硫、氮,其中碳和氫占了95%~99%,剩下的氧、氮和其他的微量元素占1%~5%。原油的相對密度一般是在0.75~0.79之間,因此,它能漂浮在水面上。原油具有豐富多彩的顏色,一般是不同色調的褐色,但也可能呈現出墨綠色或者接近于透明無色。

                    王基銘院士

                    圖注:從油井中獲得原油

                      石油是如何形成的?目前在學術界有3種不同的觀點。無機成因說認為,石油是由宇宙天體或者地下的碳氫化物,經過高溫高壓和復雜的化學作用,以無機的方式合成的;有機成因說則認為,石油是由史前時代大量的死亡生物,與礦物質一起隨著地殼的運動被埋入更深的地下,在一定的溫度、壓力條件下,由微生物的催化作用下轉化而成,并逐漸地被熔巖聚集成為油氣礦藏。第三種觀點是油氣成因的二元說,大體相當于前面兩種學說的混合,認為兩種成因都是可能的。

                     

                      由于地殼運動的隨機性和各地區地質條件的千差萬別,石油在世界上的分布是極不均勻的。2016年,全世界已經探明的石油儲量達到了2407.1億噸,主要分布在中東地區,占了48%;此后,中南美地區占了19%,北美地區占了13%,非洲地區占了8%,蘇聯各個加盟共和國境內占了9%。2016年,中國石油的剩余儲量僅為25.36億噸,只占全球的1.1%,所以中國是一個貧油的國家。目前,中國的石油年產量在2億噸左右,占世界產量的5%。但中國每年的石油消費量在6.5億~7億噸,對外依存度已經達到67%左右,也就是一大半石油要從國外進口。

                    王基銘院士

                    圖注:石油是工業社會不可或缺的“血液”

                      盡管如此,中國仍然需要大量進口石油,因為石油制品已經滲透到了國計民生的很多個方面。我們最熟悉的石油制品是基于石油的各種燃料,它們是現代工業社會主要的動力來源。按照適用的范圍,這些燃料又可以大致分為以下5種:車用汽油、航空汽油等汽油,飛機使用的航空煤油,通常是船和大貨車使用的柴油,居民家庭使用的液化石油氣,以及鍋爐使用的低品質燃料油。

                      除了這些被燒掉的石油制品,我們還可以從石油中提煉出潤滑劑、石蠟,以及其他一些化工原料和固體的產品。潤滑劑包括了潤滑油和潤滑脂,它們具有降低摩擦系數、減少磨損、傳遞動力、阻尼減震等功能,所以世界上所有的機械設備都需要依靠潤滑脂和潤滑油。這一類石油制品,在現代的工業中間有著不可替代的地位。石蠟主要用在化工領域,生產蠟燭、蠟制品的玩具和化妝品。石油瀝青主要用作道路的鋪裝,以及房子的防水層。

                      石油也可以用來生產溶劑和石油化工的原料。以石油化工原料為源頭的石油化工工業,通過裂解得到一系列的中間體,以生產三大合成材料,也就是合成纖維、合成橡膠和塑料,以及合成樹脂、合成溶劑、涂料、農藥、化肥、燃料、醫藥等一系列與國際民生密切相關的重要產品。很多化工新材料,都是通過石油化工得到的產品。在提取了所有這些產品之后,石油剩余的部分就是石油焦炭。它可以用作煉鋼、有色金屬冶煉的燃料,也可以制成石墨電極等工業產品。由此可見,人類的現代生活,就建立在石油之上。沒有石油,就沒有現代交通、現代農業,也沒有現代材料、醫藥、電子工業和其他很多高新技術。

                     

                      如果世界上沒有石油產品,我們不僅無法驅動大部分現代交通工具,也無法修建現代化的瀝青公路,而且生活的方方面面也都會因此受到影響。這是因為,假如沒有了石油,現代農業需要的化肥和設施農業(塑料大棚)需要的塑料薄膜、塑料滴灌管路將無法再生產?;瘜W纖維的消失,會讓相當一部分現代化的衣料與人類告別。而現代家庭中的裝修材料,比如涂料、墻板、PVC管路等,也都需要石油方能生產??梢哉f,衣食住行這些人類基本的需要,都離不開石油;而我們無法接受一個已經被石油改變的世界回到原樣。

                    王基銘院士

                    圖注:瀝青公路

                      石油深度加工,二次開采寶藏

                     

                      從地下開采出來的天然的原油,經過煉制加工成各種不同的石油產品的工藝過程,叫做石油煉制。石油煉制的第一道工序,是原油的蒸餾。原油經過預處理,脫鹽脫水之后,進入到常壓的蒸餾裝置。原油被加熱,利用各個餾分沸點不同的特點,把沸點不同的餾分分離出來,得到汽油、煤油、柴油、蠟油、渣油等餾分。通過蒸餾分離出來的餾分還不是最終的產品,這些餾分再進入到下游裝置,進行深加工,經過調和達到一定的質量標準,才能流通到市場上成為合格的石油產品。

                    王基銘院士

                    圖注:大型煉油廠的輸油管道

                      經過粗加工得到各種不同的餾分的油之后,我們需要對這些半成品進行再次加工。在煉油廠里,深加工的裝置主要有催化重整、催化裂化、加氫裂化、加氫精制、渣油加氫、延遲焦化等。這些工序不僅可以改善成品的品質,其中一部分還可以喚醒“沉睡的資源”,提高石油的利用率。

                      催化重整的目的,是增加汽油的辛烷值。粗加工得到的汽油餾分,標號或者說辛烷值(抗爆性能)是很低的,達不到質量要求,必須通過催化重整,使得汽油分子結構發生變化,以提高辛烷值,并且得到苯和二甲苯這些化工原料,以及廉價的氫氣。一般來說,汽油的辛烷值越高,發動機就能以更高的壓縮比來提高發動機的功率,所以,高級轎車和使用汽油的飛機,通常需要用辛烷值更高的油品,比如一般民用加油站里最昂貴的98號汽油。

                      催化裂化是在催化劑的作用下,將蠟油轉化成液化石油氣、汽油、柴油的過程。催化裂化裝置可以生產出比較高辛烷值的汽油,同時 又能制造液化石油氣和柴油這兩種重要的產品,因而是石油深加工裝置當中很重要的裝置。

                      加氫裂化裝置是將蠟油、渣油的重質油品,在高溫高壓和氫氣的條件下,采用合適的催化劑,轉化為汽油、煤油、柴油等輕質油品的加工過程。近幾年里,為了適應加工進口的含硫原油,加氫裂化裝置得到了很大的發展。

                      原油中的硫、氮、氧元素,對我們來說并不是有益的元素,因此需要去除,完成這項任務的,是加氫精制工藝。它是指加入氫氣并且保持一定溫度、壓力的條件下,使油品中的硫、氧、氮等有害雜質轉變為相應的硫化氫、水、氨而除去的做法。油品中的烯烴和二烯烴也在這個過程中達到飽和,使油品的質量得到改善。一般來說,需要經過加氫精制的油品主要有催化柴油、焦化汽油、焦化柴油,還有用含硫原油生產的汽油、煤油、柴油等。

                      渣油加氫裝置是將蒸餾以后,留在最底下、比較重的那部分渣油,通過加氫并且保持一定的溫度和壓力,生產出少量的石腦油和柴油。渣油加氫以后得到的尾油,又是很好的催化裂化的原料。

                      延遲焦化裝置是用來加工渣油的工藝,它可以通過深度的裂化反應,把渣油的10%轉化為液化石油氣,60%轉化為汽油、柴油、蠟油這些餾分,而留下來30%左右就是焦炭了。

                      烷基化工藝是增加高辛烷組份的工藝生產裝置,它可以將催化裂化裝置生產出的異丁烷、丁烯作為原料,通過烷基化生產出烷基化油。這是一種辛烷值很高、抗爆性能很好,而且硫含量又極低的液體,是清潔汽油優質的調和組份,可以用來調制出辛烷值更高的汽油。

                      異構化工藝也是生產高辛烷值組份的另外一種重要手段,它在一定的溫度壓力下,通過催化劑的作用,使汽油里烷烴的分子重新排列,以提升汽油的辛烷值。這樣異構化的油一般是不含硫、不含芳烴、不含烯烴,辛烷值高,也是清潔汽油重要的組份。近年來,隨著國家對汽油質量的要求不斷提高,汽油中硫、烯烴、芳烴含量的指標日益嚴格,因此烷基化、異構化的裝置發展得很快。

                     

                      潤滑油的生產工藝,也是一個有趣的領域。根據采用原油的不同,潤滑油產品的要求區別比較大。人們可能用溶劑法、加氫法或者混合法生產潤滑油,溶劑法是用溶劑脫掉餾分里的蠟,再加上添加劑進一步精制,得到潤滑油的基礎油,這是一個物理過程。加氫法則是基于化學的加工過程,通過加氫裂化,異構化以后,再加氫精制得到潤滑油的基礎油。至于混合法,就是把兩個過程融合起來一起用,生產不同標號的潤滑油的基礎油。

                    王基銘院士

                    圖注:機油,用于汽車發動機

                    王基銘院士

                    圖注:貨架上琳瑯滿目的潤滑油

                      這些生產出來的油品仍然不能直接投向市場,還需要經過調和的過程,也就是調和一定的組份,使油品的組成性質能達到質量標準。如今,高度自動化的煉油廠已經能自動進行油品調和,人們將計算機與分析儀器連接起來,根據組份質量指標自動進行計算,控制調和組份的比例、數量,最終得到合格的油品。

                      煉油產業,中國名列前茅

                      雖然中國是一個貧油國家,但在石油煉油方面擁有很高的水平。從全球來看,世界已經形成了亞太、北美、歐洲“三足鼎立”的煉油工業格局,而中國所在的亞太地區便是其中一極。

                      2016年,煉油能力排名前10位的國家,分別是美國、中國、俄羅斯、印度、日本、韓國、沙特、巴西、德國、加拿大。這10個國家的總產能是31億噸,占全世界的63.3%。而世界煉油能力排在前十名的公司,第一名是美國的??松梨?,第二是中國的中石化,第三是荷蘭皇家殼牌,第四是中石油。其實,中石化的產能已經超過了??松梨?,這個排序是綜合下游產業的結果。

                      中國煉油能力達到世界第二位的背后,是中國煉油工業從新中國成立以來,從無到有,從小到大的奮進征程。特別是在改革開放以后的30多年里,得到了迅猛的發展,現在已經形成了完整的工業體系。中國用60多年的時間,趕上了發達國家煉油工業150多年發展的步伐。

                     

                      中國煉油產業的布局日趨合理,基本形成了以東部為主,中西部為輔的梯次分布的格局,逐步形成了長江三角洲、珠三角、環渤海灣三個煉油化工企業的集群,產業的集中度和資源利用的效率都有了顯著的提高。這3個煉化企業集群的原油加工能力,已經占到了全國的67%;全國25座千萬噸級煉油廠當中,有17座分布在這3個集群里。一些大型現代化煉油廠的自動化水平已經很高,有的正在向智能化工廠邁進,使煉油的效率進一步提升。

                    石油天然氣

                    圖注:石油天然氣生產工藝流程

                      另一方面,一些顛覆性的創新也正在醞釀之中,比如分子煉油即是其中之一。目前,石油工業是按照區分餾分沸點的方式來煉油的;但如果未來根據石油中不同成分的分子結構來煉油,就有可能簡化現有的煉油工藝,根據分子不同的反應,創造出新的分子,讓原油中的各種物質都能得到利用。

                     

                      我們可以肯定的是,資源緊缺的現狀和對石油產品的巨量需求,將會鞭策中國的煉油工業越來越強。

                    煉油工業

                    圖注:許許多多實用的塑料制品都來自于石油

                    本文來自:《知識就是力量》雜志社
                    特別聲明:本文轉載僅僅是出于科普傳播信息的需要,并不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性;如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用,須保留本網站注明的“來源”,并自負版權等法律責任;作者如果不希望被轉載或其它相關事宜,請與我們接洽。
                    [責任編輯:劉興飛]
                    分享到:
                    文章排行榜
                    ©2011-2021 版權所有:中國數字科技館
                    未經書面許可任何人不得復制或鏡像
                    京ICP備11000850號 京公網安備11010502039775號
                    信息網絡傳播視聽節目許可證0111611號
                    國家科技基礎條件平臺
                    ./t20210112_1040637_taonews.html
                    久久这里只精品国产免费99热4_一起射久久_久久在线视频_日日天天夜夜久久_日日扞夜夜燥国产