精细化学品化学论文
精细化学品化学论文
人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。
绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。
化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。
1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料
1.1 原料选择
工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。
以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。
我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。
1.2 溶剂的选择
大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。
1.2.1 固相反应
固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。
1.2.2 以水为溶剂的反应
由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。 水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。
1.2.3 超临界流体作为有机溶剂
超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(31.10℃,7 477.79KPa)以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。
1.3 催化剂的选择
许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过99.6%,而且催化剂寿命长。
2 化学反应的绿色化
为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。
3 生物技术的应用
生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。
绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。
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摘要:通过几种成膜助剂与乳液相容性的考察,讨论了其对乳液的粘度、冻融稳定性、贮存稳定性、最低成膜温度及涂料性能的影响。
关键词:成膜助剂在乳胶漆中的应用 ;应用
1前言
建筑涂料在涂料工业中占有很重要的地位,目前,国内建筑涂料在涂料中的比重日渐增大。随着人们生活水平的口益提高.对建筑用乳胶漆的质量要求也越来越高,而涂料成膜的好坏直接影响涂层的性能。
一般人们认为乳胶漆在较短的时间内就能完全成膜,而忽略了各个成膜阶段的温度控制,特别是外用乳胶漆在施工后的温度变化较大,使最终涂层的性能不理想,如光泽下降、附着力差、耐擦洗性差、耐沾污性不良、耐候性不理想等等。有效地添加成膜助剂,可较大幅度地降低成膜温度,是改善乳胶漆低温施工性能的有效措施。本文对几种成膜助剂在乳胶漆中的应用进行了一系列实验,对建筑用乳胶漆的配方设计具有一定的参考作用。
2实验部分
与溶剂型涂料不同,乳胶漆的成膜机理一般分为以下过程:
第一,充填过程。乳胶漆施工后,水分挥发,当乳胶微粒占膜层74%(体积)时,微粒相互靠近而达到密集的充填状态。组分中的乳化剂及其他水溶性助剂留在微粒间隙的水中。
第二,融台过程。水分继续挥发,高聚物微粒表面吸附的保护层破坏.裸露的微粒相互接触,其间隙愈来愈小,至毛细管径大小时,由于毛细管作用,其毛细管压力高于聚合物微粒的抗变形力,微粒变形,最后凝集、融合成连续的涂膜。这一过程是乳液能否成膜的关键,若乳液颗粒的玻璃化温度(Tg)较高(为了使涂膜具有良好的机械性能,耐候性和耐沾污性,Tg值一般不能太低),在较低环境温度下,就很难变形,从而会使融合过程受阻,导致不能成膜,这时往往需要用成膜助剂协助成膜。
第三,扩散过程。残留在水中的助剂逐渐向涂膜扩散,并使高聚物分子长链相互扩散,形成具有良好性能的均匀涂膜。
成膜助剂是一种可以挥发的暂时性增塑剂,能促进乳胶粒了的塑性流动和弹性变形,改善其聚结性,可在广泛的施工温度范围内成膜、理想的成膜助剂应具有下列特性:作为聚合物乳液的良溶剂,可降低聚台物的最低成膜温度;在水巾溶解性小;具有-定的挥发性,成膜过程中能滞留在涂膜中发挥作用,成膜后全部挥发,不影响涂膜性能;不影响乳液的稳定性。
成膜助剂的种类很多,包括醇类(如笨甲醇)、酯醇类(如Texanol酯醇等)、醇醚类(如乙二醇丁醚、丙二醇苯醚等)、醇醚酯类(如己二醇丁醚醋酸酯等)等。常用的成膜助剂有Texanol酯醇、苯甲醇(BA)、乙二醇丁醚(EB)、丙二醇苯醚(PPH)。以下就这几种常用的成膜助剂进行比较试验。
2.1主要仪器设备最低成膜温度仪(日本理学工业公司,IV605)
2.2试验用的乳液本试验采用在国内具有代表性、使用广泛的纯丙、苯丙、醋丙、叔醋等乳液,如长兴、巴斯夫、联碳、国民淀粉、罗门哈斯、江苏口出集团、北京东方化工J一、北京通州互益化工厂、北京振翔贸易公百公司、山东青州宝达化工厂、北京科信工业贸易有限责任公可等的产品,因篇幅关系,本文仅提供部分试验数据。
2.3成膜助剂在乳液及涂料中的性能试验相容性试验:乳液与成膜助剂Texanol酯醇、苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚直接混合,搅拌均匀,观察乳液的性状。
乳液粘度的测定:在相容性正常的乳液中加人成膜助剂后测定其牯度,观察粘度变化情况。
乳液摄低成膜温度的测定:将可相容的乳液与几种成膜助剂混合,测定其最低成膜温度(MFT)。
乳液冻融稳定性试验:将相容性正常的乳液加入相应量孔液最低成膜温度降至0℃的最你用量)的Texanol、BA、EB和PPH成膜助剂.于-10%的冰箱中放置16h取出后于标准条件(室温23±2℃,相对湿度50±5%)下放置8h,如此反复5个循环,观察乳液最终状态。
乳液贮存稳定性试验:将相容性正常的乳液加入相应量(乳液最低成膜温度降低至0℃的最低用量)的Texanol酯醇、苯甲醇、EB、PPH成膜助剂,在标准条件(室温23±2℃,相对湿度50±5%)下放置3个月,定期观察乳液的状态,测定其粘度、pH值。
2.4涂料的性能检测
选用不同的成膜助剂(Texanol、EB、PPH和BA),比较其对涂料性能的影响。PPH和BA不能直接加入,将其与醇类溶剂混合,在配漆过程中缓慢滴加,以防止造成絮凝;EB若在搅拌情况下缓慢加入,可不与醇类溶剂混合,但加入速度应缓慢。
依据国家标准GB/T9755—95进行性能测试(耐老化性除外),在耐擦洗性方面Texanol酯醇有比较突出的优势,很可能是因为其他成膜助剂与纯丙乳液的相容性不好,影响了乳液成膜,从而对涂料的性能造成影响。生产时应注意成膜助剂不能添加太快,以免产生絮凝而影响涂料的性能。
3结果与讨论
3.1成膜助剂与乳液的相容性
成膜助剂与乳液的相容性试验结果:BA、EB、PPH在6512苯丙乳液中相容性好,PPH在除纯丙乳液外的其他乳液中相容性好,但这几种成膜助剂都要缓慢滴加。否则也容易造成絮凝。对于纯丙乳液,加人此三种成膜助剂都会产生絮凝,有时可以将这几种成膜助剂与醇类溶剂混合后加到乳液中,以免造成破乳。Trexanol酯醇与我们收集到的任何一种乳液的相容性都很好,且添加方式简易,不容易造成破乳,对乳液具有普遍性。
3.2对乳液粘度的影响加入成膜助剂后,乳液的粘度基本上都有所增大。这是因为成膜助剂会软化乳液粒子,乳液粒子溶胀而变大,只要加量适当,不会影响乳液的使用。但是,由于乳液粒子的溶胀,其表面上起保护作用的表面活性剂及保护胶体的浓度相应降低.甚至被大量成膜助剂取代,而使乳液不稳定。
3.3对乳液MFT的影响
成膜助剂对乳液MFT的影响:对于相容性好的乳液,要达到最低成膜温度O℃时的成膜助剂的用量,对于苯丙乳液,加入苯甲醇的用量比。Texanol酯醇小,这可能是因为相似相容原理,苯甲醇能在最大程度上软化苯丙乳液粒子,使之以较少的用量就将乳液的最低成膜温度降至0℃,但其毒性较大,对其他类型的乳液相容性也较差,必须与醇类溶剂配合使用。EB可溶于水,加到乳液中后,不易与乳液粒子接触,所以其用量相应要大些,但由于其挥发速度与水相当,甚至更快,所以对成膜不利。进而影响涂层的性能。PPH对苯丙乳液的效果好些,但由于其在水中的溶解度略大,不易与乳液粒子接触。因此,对于PPH可相容的乳液,与Texan0l酯醇效果差不多,但对十纯丙乳液或其他类型的乳液,Texanol酯醇在加入方式上比其他成膜助剂简易,且用量不大。
3.4对乳液冻融稳定性的影响加入成膜助剂对乳液的冻融稳定性有一定影响。经过5次循环以后,乳液均凝聚,其原因是成膜助剂使乳液粒子溶胀,且使保护胶体浓度相应降低的缘故,所以若用成膜助剂与乳液配制成基料再使用,就要注意不能在低温下放置贮存。
3.5对乳液贮存稳定性的影响
成膜助剂对乳液的贮存稳定性没有影响(仅针对相容性好的乳液),随着时间的推延,有些乳液的pH值略微下降,这是中和乳液时所用的氨水挥发所致。
乳胶漆成膜机理:
乳胶漆涂料的成膜分为三个过程,乳胶颗粒紧密堆积,乳胶颗粒融结、聚合物链端相互扩散。
乳胶漆涂布于基底上,涂料中挥发分(主要为水分)外蒸内吸,涂料固含量不断增加,颗粒相互接近最后达到最紧密的堆积。
干燥继续进行,覆盖于乳胶颗粒表面的吸附层被破坏,裸露的聚合物颗粒表面直接接触,在聚结溶剂的溶涨溶解作用下,颗粒软化变形融结而成连续薄膜。
乳胶颗粒融结同时和之后,聚合物表面的链端分子相互渗透、扩散,涂膜进一步均匀化。
乳胶漆成膜与天气状况关系很大,高温、大风,低湿度,低温、过度潮湿等都将导致乳胶粒子成膜不良,影响涂膜性能。
表面活性剂在化妆品的应用(论文)
表面活性剂在化妆品中的应用
摘要:论述了表面活性剂的功能,如润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡和洗涤去污等功能,以及在化
妆品中的作用。介绍了表面活性剂和化妆品的分类情况,化妆品的原料以及化妆品对表面活性剂的要求。
详细介绍了化妆品中常用的几种表面活性剂。对化妆品中用的表面活性剂的发展趋势进行了阐述。
关键词:表面活性剂;化妆品;功能;应用
表面活性剂在化妆品中的主要功能包括乳化、分
散、增溶、起泡、清洗、润滑和柔软等。表面活性剂
在化妆品中具有广泛的用途,起着重要的作用。化妆
品中所利用的表面活性剂的性能不仅仅是其单一的
性能,而是利用其多种性能,因此,表面活性剂是
化妆品生产中不可缺少的原料,广泛应用于化妆品
中。
化妆品是指以涂抹、喷、洒或者其他类似方法,
施于人体(皮肤、毛发、指趾甲和口唇齿等),以达
到清洁、保养、美化、修饰和改变外观,或者修正人
体气味,保持良好状态为目的的产品。目前,化妆品
的发展趋势是向疗效性、功能性和天然性方向发展。
1表面活性剂的分类
表面活性剂的分类方法有很多种,根据表面活性
剂的来源进行分类,通常把表面活性剂分为合成表面
活性剂、天然表面活性剂和生物表面活性剂三大类。
1.1合成表面活性剂
合成表面活性剂是指以石油、天然气为原料,通
过化学方法合成制备的表面活性剂。表面活性剂在性
质上的差异,除与烃基的大小和形状有关外,主要与
亲水基团类型有关。一般以亲水基团的结构为依据来
分类,按亲水基团是否带电可将表面活性剂分为离子
型和非离子型两大类,其中离子型表面活性剂又分为
阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表
面活性剂。
1.2天然表面活性剂
20世纪70年代的石油危机对以石油为基本原料
的表面活性剂工业产生了巨大的冲击,引起人们对能
源消耗、工艺生产过程、生态学和石油制品安全性等
一系列问题的思考,从而引发了以天然油脂为原料生
产表面活性剂的重大变革。由于生物新技术的应用,
油脂分离精制技术的发展,植物油脂品种的改良及增
产,使得大量获得价格较低的高纯度的天然油脂成为
可能,新的抗氧化剂的开发成功,解决了天然油脂腐
败变质的问题,再加上人们对安全及环保意识的提
高,以油脂为原料的天然表面活性剂的开发引起人们
的高度重视。目前在天然油脂中最受重视的要数棕榈
油和棕榈仁油。
1.3生物表面活性剂
生物表面活性剂是指由细菌、酵母和真菌等多种
微生物产生的具有表面活性剂特征的化合物。用微生
物生产表面活性剂是20世纪70年代后期国际生物工
程领域中研究的新课题。用微生物制取生物表面活性
剂可以得到许多难以用化学方法合成的产物,在结构
中引进了新的化学基团,而制得的产物易于被生物完
全降解,无毒性,在生态学上是安全的。生物表面活
性剂根据其亲水基的不同可分为糖脂系、酰基缩氨酸
系、磷脂系、脂肪酸系和高分子表面活性剂五类。
2表面活性剂的功能
表面活性剂是一类具有多种功能的精细化学品,表面活性剂具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消
泡和洗涤去污等多种功能。
当液体与固体表面接触时,气体被排斥,原来的
固-气界面消失,代之以固-液界面,这种现象称
为润湿。从普遍意义而言,润湿是一种流体被另一种
流体自表面取代的过程。
通常把一种物质的颗粒或液滴以及微小的形态分
散到另一介质中的过程叫分散。所得到的均匀、稳定
的体系叫分散体。
乳化是一种液体以微小液滴或液晶形式均匀分散
到另一种不相混溶的液体介质中形成的具有相当稳定
性的多相分散体系的过程。
表面活性剂在水溶液中形成胶束后,具有能使不
溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能
力,且溶液呈透明状,这种作用称为增溶作用。
由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为
泡沫,可分为液体泡沫和固体泡沫。在液体泡沫中,
液体和气体的界面起主要作用。一般地说,当表面张
力低,膜的强度高时,不论是稳定泡沫还是不稳定泡
沫,起泡力都较好。溶液的黏度对泡沫稳定在两方面
起作用:一方面是增强泡沫液膜的强度;另外,表面
黏度大,膜液体不易流动排出,延缓了液膜破裂,而
增强了泡沫的稳定性。
消泡作用分为破泡和抑泡两种。具有破泡能力的
物质称为破泡剂。有效的消泡剂既要能迅速破泡,又
要能在相当长的时间内防止泡沫生成。
洗涤去污作用是表面活性剂应用最广泛、最具有
实用意义的基本特性。洗涤去污过程是极为复杂的,
与污垢种类、基本性能、表面活性剂和助剂的种类和
结构密切相关,而其过程又是多种表面现象,如吸
附、润湿、渗透、乳化、分散、泡沫和增溶等在不同
情况下的综合效应。
3化妆品的分类
化妆品能对人体面部、皮肤表面、毛发和口腔起
清洁保护和美化作用。化妆品的品种多种多样,分类
方式也各不相同。按使用部位可分为:皮肤用化妆
品、毛发用化妆品、指甲用化妆品和口腔用化妆品。
按使用目的可分为:洁净用化妆品、基础保护化妆
品、美容化妆品和芳香制品,还可根据化妆品本身的
剂型分类。
4化妆品的原料
制造化妆品所用的原料有很多种,据统计大概有
3 000多种。根据化妆品原料在化妆品中所含比例的
大小,可分为基质原料和配合原料。基质原料是调配
各种化妆品的主体,也成为基础原料。膏霜类的油
脂,香粉类的滑石粉等均属基质原料;配合原料是用
来改善化妆品的某些性质和赋予色、香等的辅助原
料,如膏霜中的乳化剂、抗氧化剂和防腐剂等均属配
合原料。配合原料在化妆品中的比例虽小,但对化妆
品的质量影响却很大。它们之间没有绝对的界限,某
一种原料在化妆品中起着基质原料的作用,而在另一
化妆品中可能仅起着辅助原料的作用。
4.1基质原料
1)油脂类
油脂是组成膏霜类化妆品的基本原料,主要起护
肤、柔滑和滋润等作用。脂肪酸甘油酯是组成动植物
油脂的主要成分,在常温下呈液态的称为油,呈固态
的称为脂。根据来源又可分为植物性油脂和动物性油
脂。植物性油脂包括椰子油、橄榄油、蓖麻籽油、杏
仁油、花生油、大豆油和棕榈油等。动物油脂包括牛
油、猪油、貂油和海龟油等。这些动植物油脂加氢后
的产物称为硬化油。在化妆品中常用的硬化油有:硬
化椰子油、硬化牛脂、硬化蓖麻油和硬化大豆油等。
2)蜡类
蜡是高碳脂肪酸和高碳脂肪醇所组成的酯。在化
妆品中主要作为固定剂,增加化妆品的稳定性,调节
其黏度,提高液体油的熔点,使用时对皮肤产生柔软
的效果。依据来源的不同,蜡类也可分为植物性蜡和
动物性蜡。植物性蜡包括巴西棕榈蜡、霍霍巴蜡和小
烛树蜡等。动物蜡类包括蜂蜡、羊毛脂蜡、鲸油和虫
蜡等。
3)高碳烃类
用于化妆品原料中的烃类主要包括烷烃和烯烃,
它们在化妆品中的主要作用是其溶解作用,净化皮肤
表面,还能在皮肤表面形成憎水性油膜,来抑制皮肤
表面水分的蒸发,提高化妆品的功效。在化妆品中用
的主要包括角鲨烷、凡士林、液体石蜡和固体石蜡等。
4)粉类
粉类是组成香粉、爽身粉、胭脂、牙粉和牙膏等
粉类化妆品的基质原料。一般是不溶于水的固体,经
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石油化工的范畴 以石油及天然气生产的化学品品种极多、范围极广。石油化工原料主要为来自石油炼制过程产生的各种石油馏分和炼厂气,以及油田气、天然气等。石油馏分(主要是轻质油)通过烃类裂解、裂解气分离可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃,芳烃亦可来自石油轻馏分的催化重整。石油轻馏分和天然气经蒸汽转化、重油经部分氧化可制取合成气,进而生产合成氨、合成甲醇等。从烯烃出发,可生产各种醇、酮、醛、酸类及环氧化合物等。随着科学技术的发展,上述烯烃、芳烃经加工可生产包括合成树脂、合成橡胶、合成纤维等高分子产品及一系列制品,如表面活性剂等精细化学品,因此石油化工的范畴已扩大到高分子化工和精细化工的大部分领域。石油化工生产,一般与石油炼制或天然气加工结合,相互提供原料、副产品或半成品,以提高经济效益(见石油化工联合企业)。 编辑本段石油化工的作用 1.石油化工是能源的主要供应者 石油化工,主要指石油炼制生产的汽油、煤油、柴油、重油以及天然气是当前主要能源的主要供应 石油者。我国1995年生产了燃料油为8千万吨。目前,全世界石油和天然气消费量约占总能耗量60%;我国因煤炭使用量大,石油的消费量不到20%。石油化工提供的能源主要作汽车、拖拉机、飞机、轮船、锅炉的燃料,少量用作民用燃料。能源是制约我国国民经济发展的一个因素,石油化工约消耗总能源的8.5%,应不断降低能源消费量。 2.石油化工是材料工业的支柱之一 金属、无机非金属材料和高分子合成材料,被称为三大材料。全世界石油化工提供的高分子合成材料目前产量约1.45亿吨,1996年,我国已超过800万吨。除合成材料外,石油化工还提供了绝大多数的有机化工原料,在属于化工领域的范畴内,除化学矿物提供的化工产品外,石油化工生产的原料,在各个部门大显身手。 3.石油化工促进了农业的发展 农业是我国国民经济的基础产业。石化工业提供的氮肥占化肥总量的80%,农用塑料薄膜的推广使用,加上农药的合理使用以及大量农业机械所需各类燃料,形成了石化工业支援农业的主力军。 4.各工业部门离不开石化产品 现代交通工业的发展与燃料供应息息相关,可以毫不夸张地说,没有燃料, 就没有现代交通工业。金属加工、各类机械毫无例外需要各类润滑材料及其它配套材料,消耗了大量石化产品。全世界润滑油脂产量约2千万吨,我国约180万吨。建材工业是石化产品的新领域,如塑料关材、门窗、铺地材料、涂料被称为化学建材。轻工、纺织工业是石化产品的传统用户,新材料、新工艺、新产品的开发与推广,无不有石化产品的身影。当前,高速发展的电子工业以及诸多的高新技术产业,对石化产品, 尤其是以石化产品为原料生产的精细化工产品提出了新要求,这对发展石化工业是个巨大的促进。 5.石化工业的建设和发展离不开各行的支持 石油化工国内外的石化企业都是集中建设一批生产装置,形成大型石化工业区。在区内,炼油装置为“龙头”,为石化装置提供裂解原料,如轻油、柴油,并生产石化产品;裂解装置生产乙烯、丙烯、苯、二甲苯等石化基本原料;根据需求建设以上述原料为主生产合成材料和有机原料的系列生产装置,其产品、原料有一定比例关系。如要求年产30万吨乙烯,粗略计算,约需裂解原料120万吨, 对应炼油厂加工能力约250万吨,可配套生产合成材料和基本有机原料80 ~ 90万吨。由此可见, 建设石化工业区要投入大量资金,厂区选址适当,不但要保证原料和产品的运输,而且要有充分的电力、水供应及其他配套的基础工程设施。各生产装置需要大量标准、定性的机械、设备、仪表、管道和非定型专用设备。 制造机械设备涉及材料品种多,要求各异,有些重点设备高速超过50米,单件重几百吨;有的要求耐热1000°C,有的要求耐冷 - 150°C。有些关键设备需在国际市场采购。所有这些都需要冶金、电力、机械、仪表、建筑、环保各行业支持。 石化行业是个技术密集型产业。生产方法和生产工艺的确定,关键设备的选型、选用、制造等一系列技术,都要求由专有或独特的技术标准所规定, 如从国外引进,要支付专利或技术诀窍使用费。因此,只有加强基础学科,尤其是有机化学、高分子化学、催化、化学工程、电子计算机、自动化等方面的研究工作,加强相关专业技术人员的培养,使之掌握和采用先进科研成果,再配合相关的工程技术,石化工业才有可能不断发展,登上新台阶。 编辑本段石油化工的发展 石油化工的发展与石油炼制工业、以煤为基本原料生产化工产品和三大合成材料的发展有关。石油炼制起 石油炼制源于19 世纪20年代。20世纪20年代汽车工业飞速发展,带动了汽油生产。为扩大汽油产量,以生产汽油为目的热裂化工艺开发成功,随后,40年代催化裂化工艺开发成功,加上其他加工工艺的开发,形成了现代石油炼制工艺。为了利用石油炼制副产品的气体,1920年开始以丙烯生产异丙醇,这被认为是第一个石油化工产品。20世纪50年代,在裂化技术基础上开发了以制取乙烯为主要目的的烃类水蒸汽高温裂解 简称裂解)技术,裂解工艺的发展为发展石油化工提供了大量原料。同时,一些原来以煤为基本原料(通过电石、煤焦油)生产的产品陆续改由石油为基本原料,如氯乙烯等。在20世纪30年代,高分子合成材料大量问世。按工业生产时间排序为:1931年为氯丁橡胶和聚氯乙烯,1933年为高压法聚乙烯,1935年为丁腈橡胶和聚苯乙烯,1937年为丁苯橡胶,1939年为尼龙66。第二次世界大战后石油化工技术继续快速发展,1950年开发了腈纶, 1953年开发了涤纶,1957年开发了聚丙烯。 编辑本段石油化工高速发展的原因是 有大量廉价的原料供应(50 ~ 60年代,原油每吨约15美元);有可靠的、有发展潜力的生产技术;产品应用广泛,开拓了新的应用领域。原料、技术、应用三个因素的综合,实现了由煤化工向石油化工的转换,完成了化学工业发展史上的一次飞跃。 20世纪70年代以后,原油价格上涨(1996年每吨约170美元),石油化工发展速度下降,新工艺开发趋缓, 并向着采用新技术,节能,优化生产操作,综合利用原料,向下游产品延伸等方向发展。一些发展中国家大力建立石化工业,使发达国家所占比重下降。1996年,全世界原油加工能力为38亿吨,生产化工产品用油约占总量的10%。 编辑本段石油化工在国民经济中的地位石油化工是近代发达国家的重要基干工业 由石油和天然气出发,生产出一系列中间体、塑料、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、溶剂、涂料、农药、染料、医药等与国计民生密切相关的重要产品。80年代,在工业发达国家中,化学工业的产值,一般占国民生产总值 6%~7%,占工业总产值7%~10%;而石油化工产品销售额约占全部化工产品的45%,其比例是很大的。 石油化工2石油化工是能源的主要供应者 石油炼制生产的汽油、煤油、柴油、重油以及天然气是当前主要能源的主要供应者。我国1995年生产了燃料油为8千万吨。目前,全世界石油和天然气消费量约占总能耗量60%;我国因煤炭使用量大,石油的消费量不到20%。石油化工提供的能源主要作汽车、拖拉机、飞机、轮船、锅炉的燃料,少量用作民用燃料。能源是制约我国国民经济发展的一个因素,石油化工约消耗总能源的8.5%,应不断降低能源消费量。 石油化工是材料工业的支柱之一 金属、无机非金属材料和高分子合成材料,被称为三大材料。全世界石油化工提供的高分子合成材料目前产量约1.45亿吨,1996年,我国已超过800万吨。除合成材料外,石油化工还提供了绝大多数的有机化工原料,在属于化工领域的范畴内,除化学矿物提供的化工产品外,石油化工生产的原料,在各个部门大显身手。 石油化工促进了农业的发展 农业是我国国民经济的基础产业。石化工业提供的氮肥占化肥总量的80%,农用塑料薄膜的推广使用,加上农药的合理使用以及大量农业机械所需各类燃料,形成了石化工业支援农业的主力军。 石油化工可创造较高经济效益。以美国为例,以50亿美元的石油、天然气原料,可生产100亿美元的烯烃、苯等基础石油化学品,进一步加工得240亿美元的有机中间产品(包括聚合物),最后转化为400亿美元的最终产品。当然,原料加工深度越深,产品越精细,一般来说成本也相应增加。 编辑本段世界石油化工 1970年,美国石油化学工业产品,已有约3000种。资本主义国家所建生产厂已约1000个。国际上常用乙烯和几种重要产品的产量来衡量石油化工发展水平。乙烯的生产,大多采用烃类高温裂解方法。一套典型乙烯装置,年产乙烯一般为300~450kt,并联产丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等。乙烯及联产品收率因裂解原料而异。目前,这类装置已是石油化工联合企业的核心。 70年代以前,世界石油化工的生产基地主要分布在美国、日本及欧洲等国。1973年后世界原油价格不断上涨,1983年以来又趋下跌,价格大起大落,使石油化工企业者对原料稳定、持久供应产生忧虑。发达国家改革生产结构,调整设备开工率,以适应新的经济形势。发展中国家尤其是产油国近年则在大力发展石油化工。80年代,世界乙烯生产能力的分布已发生变化,亚非拉等发展中国家所占比例有所提高。如将东欧国家的乙烯生产能力计算在内,则这些新兴石油化工生产地区的乙烯生产能力,约占世界乙烯总生产能力的四分之一。 1958年,世界乙烯生产能力达到49Mt(不包括社会主义国家),其中新增乙烯生产能力约3.3Mt,约1/3建在非洲和中东地区,1/3建在拉美和东欧;传统石油化工生产地区,只新增生产能力800kt,且今后五年内,计划也很少新建乙烯装置,主要是进行现有装置的技术改造。 编辑本段中国石油化工 起始于50年代,70年代以后发展较快,建立了一系列大型石油化工厂及一批大型氮肥厂等,乙烯及三大合成材料有了较大增长。 中国石油化工行业占工业经济总量的20%,因而对国民经济非常重要。石油化工行业包括石油石化和化工两个大部分,这两大部分在2006年都保持了较快地增长。如果把这两个部分作为一个整体来看,2006年石油化工累计实现的利润达到了4345亿,增长达到了17.9%,增量达到了658亿元,在整个规模以上工业新增利润中占到17%左右。 石油化工32007年前三季度全行业实现现价工业总产值38211亿元,同比增长20.2%。重点跟踪的65种大宗石油和化工产品中,产量较2006年同期增长的有62种,占95.4%,其中增幅在10%以上的有47种,占72.3%,天然气、电石、纯苯、甲醇、轮胎外胎等产品产量呈较快增长态势。 原油及加工制品平稳增长。2007年前三季度,全国原油生产较为平缓,天然气产量则增长较快。2007年1~9月累计生产原油13992.6万吨,同比增长1.4%;天然气累计产量为501.4亿立方米,同比增长19.8%。原油加工量24289.1万吨,同比增长7.0%。汽、煤、柴油产量继续保持稳定增长,累计生产汽油4475.9万吨,同比增长8.5%;生产煤油867万吨,同比增长17.4%;生产柴油9175.1万吨,同比增长6.1%。 农化产品生产供应正常。由于农业生产的季节性特征,农用化学品生产也呈现比较强的季节性。化肥(折纯)2007年1~9月累计产量为4310.5万吨,同比增长13.8%,其中氮肥3144.7万吨,同比增长12.2%。2007年前三季度,农药原药累计产量为127.4万吨,同比增长20.6%,杀虫剂、除草剂产量增幅分别为10.7%和33.3%,农药产品结构进一步改善,杀虫剂占农药的比例已下降到37.1%。 展望 以石油和天然气原料为基础的石油化学工业,虽然在70年代经历两次价格上涨的冲击,但由于石油化工已建立起整套技术体系,产品应用已深入国防、国民经济和人民生活各领域,市场需要尤其在发展中国家,正在迅速扩大,所以今后石油化工仍将得到继续发展。80年代,世界石油化工所耗石油量仅为世界原油总产量的8.4%,所耗天然气为天然气总产量10%,更由于从石油和天然气生产化工品可取得很大的经济效益,故石油化工的发展有着良好的前景。为了适应近年原料价格波动,石油化工企业正在采取多种措施。例如,生产乙烯的原料多样化,使烃类裂解装置具有适应多种原料的灵活性;石油化工和炼油的整体化结合更为密切,以便于利用各种原料;工艺技术的改进和新催化剂的采用,提高产品收率,降低生产过程的能耗及原料消耗;调整产品结构,发展精细化工,开发具有特殊性能、技术密集型新产品、新材料,以提高经济效益,并对石油化工生产环境污染进行防治等。 编辑本段石油化工专业 石油化工专业是伴随着中国的石油化工的发展同时产生的化工学习专业课程,目的是培养石油化工人才,石油化工专业技术专业人才,一般各大理工科院校都设有此专业,该专业主要课程涉及:计算机应用、英语、有机化学、物理化学、化工分析、 化工原理、石油加工工程系、化工节能、化工设备、化工安全与环保、精细化工,质量管理。 就业方向:石油、化工、医药、食品等企业生产操作与管理。 ☆工业分析与检验专业: 主要课程:计算机应用、英语、有机化学、无机化学、化工分析、电化学分析、光学分析 、常规仪器分析、化工安全与环保。 就业方向:石油加工、石油化工、精细化工、医药、食品企业和环保部门从事化验分析操作与管理。 编辑本段现代以石油化工为基础的三大合成材料 塑料、合成橡胶、合成纤维
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