化工的近代化工
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2022-04-19分類(lèi):無(wú)機(jī)化工瀏覽:98
1920年美國(guó)用生產(chǎn),這是大規(guī)模發(fā)展石油化工的開(kāi)端.1939年美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)油公司開(kāi)發(fā)了臨氫催化重整過(guò)程,這成為芳烴的重要來(lái)源.1941年美國(guó)建成第一套以為原料用制乙烯的裝置.在第二次世界大戰(zhàn)以后,由于化工產(chǎn)品市場(chǎng)不斷擴(kuò)大,石油可提供大量廉價(jià)有機(jī)化工原料,同時(shí)由于化工生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,逐步形成石油化工.甚至不產(chǎn)石油的地區(qū),如西歐,日本等也以原油為原料,發(fā)展石油化工.同一原料或同一產(chǎn)品,各化工企業(yè)卻有不同的工藝路線(xiàn)或不同催化劑.由于基本有機(jī)原料及高分子材料單體都以石油化工為原料,所以人們以乙烯的產(chǎn)量作為衡量有機(jī)化工的標(biāo)志.80年代,90%以上的有機(jī)化工產(chǎn)品,來(lái)自石油化工.例如,等,過(guò)去以電石乙炔為原料,這時(shí)改用氧氯化法以乙烯生產(chǎn)氯乙烯,用丙烯氨氧化(見(jiàn))法以生產(chǎn)丙烯腈.1951年,以天然氣為原料,用蒸汽轉(zhuǎn)化法得到一氧化碳及氫,使得到重視。石油化工是20世紀(jì)20年代興起的以石油為原料的化學(xué)工業(yè)。起源于美國(guó)。初期依附于石油煉制工業(yè),后來(lái)逐步形成一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)體系。第二次世界大戰(zhàn)前后,迅速發(fā)展,50年代在歐洲繼起,60年代又進(jìn)一步擴(kuò)大到日本及世界各國(guó),使世界化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和原料體系發(fā)生了重大變化,很多化學(xué)品的生產(chǎn)從以煤為原料轉(zhuǎn)移到以石油和天然氣為原料,石油化學(xué)工業(yè)的新工藝、新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)。70年代初,美國(guó)石油化工生產(chǎn)的各種石油化學(xué)產(chǎn)品,多達(dá)數(shù)千種,當(dāng)前石油化工已成為各工業(yè)國(guó)家的重要基干工業(yè)。初創(chuàng)時(shí)期: 隨著石油煉制工業(yè)的興起,產(chǎn)生了越來(lái)越多的煉廠(chǎng)氣。1917年美國(guó)C.埃利斯用煉廠(chǎng)氣中的丙烯合成了異丙醇。1920年,美國(guó)新澤西標(biāo)準(zhǔn)油公司采用此法進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。這是第一個(gè)石油化學(xué)品,它標(biāo)志著石油化工發(fā)展的開(kāi)始。1919年聯(lián)合碳化物公司研究了乙烷、丙烷裂解制乙烯的方法,隨后林德空氣產(chǎn)品公司實(shí)現(xiàn)了從裂解氣中分離乙烯,并用乙烯加工成化學(xué)產(chǎn)品。1923年,聯(lián)合碳化物公司在西弗吉尼亞州的查爾斯頓建立了第一個(gè)以裂解乙烯為原料的石油化工廠(chǎng)。在20~30年代,美國(guó)石油化學(xué)工業(yè),主要利用單烯烴生產(chǎn)化學(xué)品。如丙烯水合制異丙醇、再脫氫制丙酮,次氯酸法乙烯制環(huán)氧乙烷,丙烯制環(huán)氧丙烷等。20年代,H.施陶丁格創(chuàng)立了高分子化合物概念;W.H.卡羅瑟斯發(fā)現(xiàn)了縮聚法制聚酰胺后,杜邦公司1940年開(kāi)始將聚酰胺纖維(尼龍)投入市場(chǎng)。表面活性劑烷基硫酸伯醇酯出現(xiàn)。這些原來(lái)由煤和農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)的新產(chǎn)品,大大刺激了石油化工的發(fā)展,同時(shí)為這些領(lǐng)域轉(zhuǎn)向石油原料創(chuàng)造了新的技術(shù)條件。這時(shí),石油煉制工業(yè)也有新的發(fā)展。1936年催化裂化技術(shù)的開(kāi)發(fā),為石油化工提供了更多低分子烯烴原料。這些發(fā)展使美國(guó)的乙烯消費(fèi)量由1930年的14kt增加到1940年的120kt。戰(zhàn)時(shí)的推動(dòng): 第二次世界大戰(zhàn)前夕至40年代末,美國(guó)石油化工在芳烴產(chǎn)品生產(chǎn)及合成橡膠等高分子材料方面取得了很大進(jìn)展。戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)橡膠的需要,促使丁苯、丁腈等合成橡膠生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展。1941年陶氏化學(xué)公司從烴類(lèi)裂解產(chǎn)物中分離出丁二烯作為合成橡膠的單體;1943年,又建立了丁烯催化脫氫制丁二烯的大型生產(chǎn)裝置。1945年美國(guó)合成橡膠的產(chǎn)量達(dá)到 670kt。為了滿(mǎn)足戰(zhàn)時(shí)對(duì)梯恩梯炸藥(即TNT)原料 (甲苯)的大量需求,1941年美國(guó)研究成功由石油輕質(zhì)餾分催化重整制取芳烴的新工藝,開(kāi)辟了苯、甲苯和二甲苯等重要芳烴的新來(lái)源(在此以前,芳烴主要來(lái)自煤的焦化過(guò)程)。當(dāng)時(shí),由催化重整生產(chǎn)的甲苯占全美國(guó)所需甲苯總量的一半以上。1943年,美國(guó)杜邦公司和聯(lián)合碳化物公司應(yīng)用英國(guó)卜內(nèi)門(mén)化學(xué)工業(yè)公司的技術(shù)建設(shè)成聚乙烯廠(chǎng);1946年美國(guó)殼牌化學(xué)公司開(kāi)始用高溫氧化法生產(chǎn)氯丙烯系列產(chǎn)品;1948年,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)油公司移植德國(guó)技術(shù)用氫甲酰化法(見(jiàn)羰基合成)生產(chǎn)八碳醇;1949年,乙烯直接法合成酒精投產(chǎn)。石油化工的不斷發(fā)展,使美國(guó)在1950年的乙烯產(chǎn)量增至680kt,重要產(chǎn)品品種超過(guò)100種,石油化工產(chǎn)品占有機(jī)化工產(chǎn)品的60%(1940年僅占5%)。蓬勃發(fā)展: 50年代起,世界經(jīng)濟(jì)由戰(zhàn)后恢復(fù)轉(zhuǎn)入發(fā)展時(shí)期。合成橡膠、塑料、合成纖維等材料的迅速發(fā)展,使石油化工在歐洲、日本及世界其他地區(qū)受到廣泛的重視。在發(fā)展高分子化工方面,歐洲在50年代開(kāi)發(fā)成功一些關(guān)鍵性的新技術(shù),如1953年聯(lián)邦德國(guó)化學(xué)家K.齊格勒研究成功了低壓法生產(chǎn)聚乙烯的新型催化劑體系,并迅速投入了工業(yè)生產(chǎn);1955年卜內(nèi)門(mén)化學(xué)工業(yè)公司建成了大型聚酯纖維生產(chǎn)廠(chǎng);1954年意大利化學(xué)家G.納塔進(jìn)一步發(fā)展了齊格勒催化劑,合成了立體等規(guī)聚丙烯,并于1957年投入工業(yè)生產(chǎn)。其他方面也有很大的發(fā)展,1957年美國(guó)俄亥俄標(biāo)準(zhǔn)油公司成功開(kāi)發(fā)了丙烯氨化氧化生產(chǎn)丙烯腈的催化劑,并于1960年投入生產(chǎn);1957年乙烯直接氧化制乙醛的方法取得成功,并于1960年建成大型生產(chǎn)廠(chǎng)。進(jìn)入60年代,先后投入生產(chǎn)的還有乙烯氧化制醋酸乙烯酯,乙烯氧氯化制氯乙烯等重要化工產(chǎn)品。石油化工新工藝技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)成功,使傳統(tǒng)上以電石乙炔為起始原料的大宗產(chǎn)品,先后轉(zhuǎn)到石油化工的原料路線(xiàn)上。在此期間,日本、蘇聯(lián)也都開(kāi)始建設(shè)石油化學(xué)工業(yè)。日本發(fā)展較快,僅十多年時(shí)間,其石油化工生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。蘇聯(lián)在合成橡膠、合成氨、石油蛋白等生產(chǎn)上,有突出成就。石油化工新技術(shù)特別是合成材料方面的成就,使生產(chǎn)上對(duì)原料的需求量猛增,推動(dòng)了烴類(lèi)裂解和裂解氣分離技術(shù)的迅速發(fā)展。在此期間,圍繞各種類(lèi)型的裂解方法開(kāi)展了廣泛的探索工作,開(kāi)發(fā)了多種管式裂解爐和多種裂解氣分離流程,使產(chǎn)品乙烯收率大大提高、能耗下降。西歐各國(guó)與日本,由于石油和天然氣資源貧乏,裂解原料采用了價(jià)格低廉并易于運(yùn)輸?shù)闹袞|石腦油,以此為基礎(chǔ),建立了大型乙烯生產(chǎn)裝置,大踏步地走上發(fā)展石油化工的道路。至此,石油化工的生產(chǎn)規(guī)模大幅度擴(kuò)大。作為石油化工代表產(chǎn)品的乙烯,1980年全世界產(chǎn)量達(dá)到35.8Mt,創(chuàng)歷史最高水平。1960年以后,有機(jī)合成原料自煤轉(zhuǎn)向石油和天然氣的速度加快(見(jiàn)表)。新階段: 70年代,國(guó)際石油價(jià)格發(fā)生了兩次大幅度上漲,乙烯原料價(jià)格驟升,產(chǎn)品生產(chǎn)成本增加,石油化工面臨巨大沖擊。美國(guó)、日本和西歐地區(qū)主要乙烯生產(chǎn)國(guó),紛紛采取措施:如關(guān)閉部分生產(chǎn)裝置,適當(dāng)降低裝置開(kāi)工率,節(jié)約生產(chǎn)能耗,開(kāi)展副產(chǎn)品綜合利用,進(jìn)行深度加與此同時(shí),世界石油化工的格局也有了新的變化。全世界大約有1000個(gè)石油化工聯(lián)合企業(yè),所用原料油約占原油總產(chǎn)量的8.4%,用氣約占天然氣總量的10%,這些企業(yè)大多為少數(shù)跨國(guó)起變化,油、氣資源豐富的發(fā)展中國(guó)家正在更多地建設(shè)起用,獲得極大的發(fā)展,成為新的材料工業(yè).作為戰(zhàn)略物質(zhì)的天然橡膠產(chǎn)于熱帶,受阻于海運(yùn)開(kāi)發(fā)了順丁,丁基,氯丁,丁腈,異戊,乙丙等多種合成橡膠,各有不同的特性和用途.方面,1937年美國(guó) 成功地合成尼龍66(見(jiàn)),用熔融法紡絲,因其有較好的強(qiáng)度,用作降落傘及輪胎用.以后滌綸,維尼綸,腈綸等陸續(xù)投產(chǎn),也因?yàn)橛惺突槠湓媳WC,逐漸占有天然纖維和人造纖維大部分市場(chǎng).塑料方面,繼酚醛樹(shù)脂后,又生產(chǎn)了,醇酸樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂.30年代后,品種不斷出現(xiàn),如迄今仍為塑料中的大品種,為當(dāng)時(shí)優(yōu)異的絕緣材料,1939年高壓用于海底電纜及雷達(dá),低壓聚乙烯,等規(guī)聚丙烯的開(kāi)發(fā)成功,為民用塑料開(kāi)辟?gòu)V泛的用途,這是齊格勒-納塔催化劑為高分子化工所作出的一個(gè)極大貢獻(xiàn).這一時(shí)期還出現(xiàn)耐高溫,抗腐蝕的材料,如,,其中聚四氟乙烯有塑料王之稱(chēng).第二次世界大戰(zhàn)后,一些也陸續(xù)用于汽車(chē)工業(yè),還作為建筑材料,包裝材料等,并逐漸成為塑料的大品種。 精細(xì)化學(xué)工業(yè)是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品工業(yè)的通稱(chēng),簡(jiǎn)稱(chēng)“精細(xì)化工”。精細(xì)化學(xué)品的含義,國(guó)外迄今仍在討論中。凡具有以下特點(diǎn)的化工產(chǎn)品通稱(chēng)為精細(xì)化學(xué)品,即:1.品種多2.產(chǎn)量小,大多以間歇方式生產(chǎn);3.具有功能性或最終使用性;4.許多為復(fù)配性產(chǎn)品,配方等技術(shù)決定產(chǎn)品性能;5.產(chǎn)品質(zhì)量要求高;6.商品性強(qiáng),多數(shù)以商品名銷(xiāo)售;7.技術(shù)密集高,要求不斷進(jìn)行新產(chǎn)品的技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用技術(shù)的研究,重視技術(shù)服務(wù);8.設(shè)備投9.附加價(jià)值率高等。精細(xì)化工包括的范圍,各國(guó)也不甚一致,大體可歸納為:醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成染料、有機(jī)化工、無(wú)機(jī)化工、涂料、香料與香精、化妝品與盥洗衛(wèi)生品、肥皂與合成洗滌劑、表面活性劑、印刷油墨及其助劑、粘接劑、感光材料、磁性材料、催化劑、試劑、水處理劑與高分子絮凝劑、造紙助劑、皮革助劑、合成材料助劑、紡織印染劑及整理劑、食品添加劑、飼料添加劑、動(dòng)物用藥、油田化學(xué)品、石油添加劑及煉制助劑、水泥添加劑、礦物浮選劑、鑄造用化學(xué)品、金屬表面處理劑、合成潤(rùn)滑油與潤(rùn)滑油添加劑、汽車(chē)用化學(xué)品、芳香除臭劑、工業(yè)防菌防霉劑、電子化學(xué)品及材料、功能性高分子材料、生物化工制品、工業(yè)清洗劑配方分析、商業(yè)清洗劑配方分析、民用清洗劑配方分析等業(yè)務(wù),掌握頂尖的清洗劑配方分析技術(shù)等40多個(gè)行業(yè)和門(mén)。引火熟食是人類(lèi)有史以來(lái)的一個(gè)了不起的進(jìn)步;等到炙制藥物、釀酒制醋、燒陶制磚、煉銅冶鐵、熬油造漆、紡織印染、造紙印刷等化學(xué)的時(shí)候,歷史已流逝了幾十萬(wàn)年。這些技藝的積累,創(chuàng)造了從古代到中世紀(jì)的寶貴遺產(chǎn),并且也為化學(xué)工業(yè)的形成,奠定了基礎(chǔ)。(見(jiàn)化學(xué)工業(yè)發(fā)展史)在這方面,發(fā)明了活性染料,使染料與纖維以化學(xué)鍵相結(jié)合.合成纖維及其混紡織物需要新型染料,如用于滌綸的,用于腈綸的,用于滌棉混紡的活性分散染料.此外,還有用于激光,液晶,顯微技術(shù)等特殊染料.在方面,40年代瑞士P.H.米勒發(fā)明第一個(gè)有機(jī)氯農(nóng)藥之后,又開(kāi)發(fā)一系列有機(jī)氯,有機(jī)磷,后者具有胃殺,觸殺,內(nèi)吸等特殊作用.嗣后則要求高效低毒或無(wú)殘毒的農(nóng)藥,如仿生合成的類(lèi).60年代,,發(fā)展極快,出現(xiàn)了一些性能很好的品種,如吡啶類(lèi)除草劑,苯并咪唑殺菌劑等.此外,還有抗生素農(nóng)藥(見(jiàn)),如中國(guó)1976年研制成的井岡霉素用于抗水稻紋枯病.醫(yī)藥方面,在1910年法國(guó)制成606砷制劑(根治梅素的特效藥)后,又在結(jié)構(gòu)上改進(jìn)制成914,30年代的類(lèi)化合物,甾族化合物等都是從結(jié)構(gòu)上改進(jìn),發(fā)揮出特效作用.1928年,英國(guó)發(fā)現(xiàn),開(kāi)辟了抗菌素藥物的新領(lǐng)域.以后研究成功治療生理上疾病的藥物,如治心血管病,精神病等的藥物,以及避孕藥.此外,還有一些專(zhuān)用診斷藥物問(wèn)世.擺脫天然油漆的傳統(tǒng),改用,如醇酸樹(shù)脂,,丙烯酸樹(shù)脂等,以適應(yīng)汽車(chē)工業(yè)等高級(jí)涂飾的需要.第二次世界大戰(zhàn)后,丁苯膠乳制成水性涂料,成為建筑涂料的大品種.采用高壓無(wú)空氣噴涂,靜電噴涂,電泳涂裝,陰極電沉積涂裝,光固化等新技術(shù)(見(jiàn)),可節(jié)省勞力和材料,并從而發(fā)展了相應(yīng)的涂料品種.
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