石油煉製工業發展史，中國是最早發現和利用石油的國家之一。
基本介紹
- 中文名：石油煉製工業發展史
- 外文名：Oil Refining History of industrial development
早在公元1世紀，東漢班固著《漢書·地理志》中就有“高奴有洧水可”的記載。北魏酈道元著《水經注》引述西晉張華於公元267年著《博物志》中的一段記載，對石油有了較詳細描述：“酒泉延壽縣南山出泉水，大如筥，注地為溝。水有肥，如肉汁，取著器中，始黃後黑，如凝膏，燃極明，與膏無異。膏車及水碓缸甚佳，彼方人謂之石漆。”“石油”一詞的出現則始於北宋沈括著的《夢溪筆談》：“鄜延境內有石油，舊說高奴縣出脂水即此也”（見彩圖）。至北宋神宗時期(1068～1085)，中央軍器監屬下的作坊中就有加工原油的“猛火油作”和使用猛火油的器械“猛火油櫃”。可見此時石油已用於軍事。但將石油進行加工利用，並形成煉製工業，則始於19世紀初的歐美。經過100多年的發展，特別是第二次世界大戰的刺激，現在石油煉製工業已成為最大的加工工業之一。煉油工業的產生 1823年，俄國杜比寧三兄弟在莫茲多克建立俄國的第一座釜式蒸餾工廠煉製石油。1854年，美國B.西利曼建立最早的原油分餾裝置。1860年，美國人W.巴恩斯代爾和W.A.艾博特在賓夕法尼亞州的泰特斯維爾建造了美國第一座煉油廠，投資15000美元。至19世紀末全世界已建設了許多煉油廠或煉油裝置，大都採用釜式間歇蒸餾或釜式連續蒸餾，主要生產照明用的煤油。當時，汽油和重質油沒有找到用途，一度成了煉油廠難以處理的廢料。1876年，俄國根據化學家Д.И.門捷列夫的提議，建造了一座從重質油大規模煉製潤滑油的工廠。不久，石油潤滑油開始在各個套用領域取代動植物油脂。隨後，發明了燃燒重質油的噴嘴（燃燒器），重質油開始用作鍋爐燃料，並逐漸成了各工業部門以至鐵路和水運部門不可缺少的燃料。特別是將這種液體燃料用於軍事以後，石油的作用更加擴大了。近代煉油工業 19世紀80年代初，煤油燈因電燈的發明而相形見絀，並逐漸被淘汰。特別當19世紀末葉，汽車發動機和柴油發動機相繼問世以後，汽油和柴油很快取代燈用煤油的地位。由於汽車工業的突飛猛進，以及第一次世界大戰的刺激，汽油需要量激增，僅從原油蒸餾(即一次加工)中得到的汽油已遠不能滿足需要，人們進行了把大分子烴類裂化成小分子烴類的試驗。1913年W.M.伯頓液相裂化工藝首先實現了工業化，在一定的壓力和溫度下進行石油餾分的熱裂解，獲得了更多的汽油。1930年，美國建成延遲焦化裝置，對減壓渣油進行焦化，生產輕質油品和石油焦。自20世紀20年代初，杜布斯裂化裝置等一系列熱裂化裝置先後投產時，煉油技術就開始從一次加工發展到二次加工（見石油煉製過程）。1925年後，化學工程的發展和實際套用，管式爐、泡罩塔、汽提塔等設備的採用，促進了煉油技術的發展。1930年，汽油在全世界油品需要量中所占的體積百分比，已從1920年的26.1％上升到42.0％，其中裂化汽油已從0.5％激增到17.7％，而同期煤油的比例卻從12.7％驟降到5.3％。此外，30年代前後煉油工業的另一重要的進展是潤滑油生產技術日臻成熟，為了分餾出粘溫性能好的潤滑油料和獲得更多的輕質油品，發展了減壓蒸餾（見原油蒸餾）。為了脫除潤滑油料中的石蠟和其他雜質，開發了離心脫蠟、溶劑脫蠟、溶劑精製、丙烷脫瀝青等工藝。與此同時，潤滑油添加劑的使用，大大改善了潤滑油的質量，延長了使用壽命。因此，潤滑油在全世界油品需要量中所占體積百分比，從1930年的3.7％下降到1940年的2.8％，而不是與原油加工量成比例增加。現代煉油工業 開始於第二次世界大戰前後。40年代 是煉油工業由熱加工轉向催化加工的時期。轉變的原因是為了增產汽油和提高辛烷值，以滿足第二次世界大戰的需要。由於熱裂化汽油中含有大量烯烴和二烯烴，在貯存過程中容易生成膠質。為此，E.J.胡德利發明了用活性白土作催化劑（見固體酸催化劑）的固定床催化裂化工藝，並於1936年實現工業化。這是煉油工業發展中的一項重大突破。以後相繼出現的流化床催化裂化裝置(1942)和移動床催化裂化裝置(1943)，掀起了建設催化裂化裝置的高潮。其中流化床催化裂化在發展中居於優勢地位，該工藝所採用的流態化反應、再生燒焦以及粉體物料輸送等技術促進了工程設計技術的發展，並廣泛套用到煉油工業及其他工業過程。從30年代煉廠氣加工開始工業化，至40年代疊合裝置和烷基化裝置套數也有所增加，還出現了異構化裝置。在此期間，石油化工因戰爭刺激而興起，提供大量生產硝酸銨炸藥所需的氨、生產梯恩梯(三硝基甲苯)炸藥所需的甲苯、生產合成橡膠所需的丁二烯和苯乙烯等。50年代 是煉油工業催化加工全面發展的時期。各煉油公司繼續開發出各種形式的流化床催化裂化工藝。為了把質量差的直餾汽油轉化成高辛烷值汽油，以滿足市場需要，美國環球油品公司於1949年開發了固定床鉑重整工藝；此後又出現了流化床催化重整(1952)和移動床催化重整(1955)工藝，其中以固定床催化重整占主導地位（見催化重整）。重整裝置副產大量廉價氫氣，又促進了加氫技術的發展，於是汽油、柴油和潤滑油的加氫精制裝置相繼投產。此外，開始使用電化學精製和分子篩精製工藝（見石油產品精製），並出現了流化焦化裝置，同時開始大量生產合成潤滑油。50年代也是世界石油化工的重要發展時期。戰後，催化裂化和催化重整裝置的大量建設，以及石油、天然氣的廣泛利用，為石油化工提供了含有大量烯烴的煉廠氣和充足的芳烴（苯、甲苯、二甲苯）原料，促進了石油化學工業的全面發展（見石油化工發展史）。60年代 初期，全世界原油年加工能力已達到1.046Gt，催化裂化加工能力約占原油加工能力的21.45％（質量），催化重整加工能力約占9.9％（質量），加氫精制加工能力約占10.6％（質量）。催化重整副產大量氫氣以及噴氣式飛機的發展，促進了加氫裂化工藝的開發。1959年，第一套加氫裂化裝置在美國投產以後，其發展愈來愈快，大有取代催化裂化的趨勢。面對這一挑戰，催化裂化工藝不斷革新；60年代出現的含分子篩的催化裂化催化劑（見分子篩催化劑），以及採用極短反應接觸時間的提升管裂化技術，大大提高了產品產率、油品質量，並降低了催化劑的損耗，使催化裂化工藝經住了衝擊。70年代 1973年中東戰爭開始後，隨之而來的兩次石油價格上漲給煉油工業帶來了衝擊，迫使一些煉油公司停建新煉油廠，並關閉一部分煉油廠，而致力於增加二次加工能力，以便充分利用原油，提高石油產品的產率。因此，全世界的原油加工總能力上升速度明顯減慢，並從1982年起，出現了逐年下降的情況。另一方面，催化裂化、催化重整、延遲焦化等加工能力卻繼續增加。這使得煉油工業的裝置結構發生了變化，加工深度增加了。隨著供應的原油日益變重變差，它的密度和含硫量增加，各煉油公司都大力改進催化劑、革新工藝流程、改變操作條件、採用高效節能設備，以適應原料變劣、操作變苛、產品方案要求靈活、環保要求日益嚴格的需要。出現了更多的含硫重質油轉化新工藝，各種產品的加氫精制和重質油加氫脫硫工藝的套用更加普遍，同時也研製出不少新型催化劑。這使煉油裝置的能耗明顯下降，並且使世界煉油工業在節能和環保方面都取得了大進展。中國煉油工業 中國雖然很早就發現了石油，但現代煉油工業的起步卻比較晚。1905年，陝西地方當局興辦了延長石油官廠，1907年開鑽出油，並生產了煤油。1937年該廠改名為延長石油廠。到1942年，年加工原油量達到16000餘桶，用釜式蒸餾法生產了汽油、煤油、柴油、機油（即潤滑油）和石蠟等產品。1939年，甘肅玉門老君廟油田開始鑽井採油，1941年成立甘肅油礦局，建設了以釜式蒸餾為主的煉油廠，1942年原油加工量達64kt。1949年，中國原油產量只有120kt，原油加工能力約170kt，只擁有蒸餾、熱裂化、疊合、離心脫蠟等少數煉油裝置，而且規模都很小。50年代除了恢復已有石油煉廠和頁岩油廠外，還利用蘇聯的技術建設了以蘭州煉油廠為代表的年加工原油量1Mt級的現代化煉油廠，掌握了移動床催化裂化和潤滑油生產等技術。進入60年代以後，隨著原油產量的迅速增加，依靠自己的力量建設了以大慶煉油廠為代表的年加工原油量1.5Mt級的煉油廠，掌握了延遲焦化、流化床催化裂化、鉑重整、尿素脫蠟等技術和相應的催化劑製造工藝，以及加氫裂化、天然氣蒸汽轉化制氫、烷基化等工藝，如1965年中國自行開發的鉑重整裝置在大慶煉油廠投產，流化床催化裂化裝置在撫順石油二廠投產，縮短了與世界煉油技術先進水平的差距。70年代起，建成了多座年加工原油量2.5Mt級的煉油廠，以及多金屬催化重整、分子篩脫蠟、噴霧蠟脫油、軟蠟裂解、加氫精制、提升管催化裂化、同軸式流化床催化裂化等新型裝置，如1974年使用分子篩催化劑的提升管催化裂化裝置在玉門煉油廠投產。在煉油廠節能和環保技術方面已達到了一定的水平。1984年中國原油產量達到114.53Mt，居世界第六位。原油年加工能力超過103Mt，名列世界第七位（見圖）。參考書目申力生主編：《中國石油工業發展史》，第一卷，石油工業出版社，北京，1984。 W.L.納爾遜著，左鹿笙譯：《石油煉製工程》，上，下冊，中國工業出版社，北京，1964。(W.L.Nelson，PetroleumRefineryEngineering，4thed.，McGraw-Hill.NewYork，1958.)
