石油化学工程原理合集12篇

时间:2024-02-23 15:40:27

石油化学工程原理

石油化学工程原理篇1

课程的主要任务是使学生掌握关于石油及其产品的物理性质和化学组成的基本知识以及主要石油热转化与催化转化的基本化学原理,并培养其将化学基础理论与石油加工的实践相结合的能力。

课程内容 石油化学课程的主要内容包括了石油的化学组成、石油及其馏分的物理化学性质、石油产品的使用性能与其化学组成之间的关系,并对石油化学组分的分离分析方法及石油成因等作一般介绍,此外也重点介绍了石油加工过程的化学原理,包括热转化及各种催化转化过程,并简要介绍了从石油及天然气制取石油化学品的过程。课程中同样涉及到了部分石油生产环境保护方面的内容:如环境保护基础;石油生产大气、水污染及防治;石油生产固体废物处理等。

但如果只是泛泛而谈,不加深入,就难以突出石化行业环境污染问题的严重性,导致学生在学习中亦是一带而过,不予重视。因此,建议在石油化学的课程教学过程中,更多地结合石化企业带来的环境问题,使环境保护的理念深入人心。

石油化学与环境问题石油加工带来的环境问题石油是一种多组分的复杂混合物,包括烃类及非烃类。

主要元素包括C、H、S、N、O,此外还有微量的金属元素和非金属元素。S、N、O为石油中的非烃组成元素,也称之为杂原子,它们组成了石油中的非烃化合物,虽然这三种元素在原油中的含量并不高,但是含这些杂原子的非烃化合物在原油中的含量却相当可观,对石油加工过程和环境的影响也相当大,例如:硫在石油中以单质硫、H2S、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等形态出现,进入环境后,不仅是有毒及臭气污染源,还能加剧酸雨效应。

如催化裂化工艺,若以减压馏分油为原料,原料中的硫大约会有10%~15%会进入到焦炭中,焦炭在再生器中燃烧,其中的硫转化为SO2和SO3,这些硫化物随再生烟气排入大气,产生大气污染。此外,硫还易产生硫化氢、硫化铁、硫醇铁等物质,对生产装置产生腐蚀作用。

氮在石油中的含量为一般为万分之几至千分之几,存在形态如吡啶、喹啉、异喹啉、吡咯、吲哚等,当油品沈瑞华,1994年毕业于中国石油大学(华东)应用化学专业,2010年获得澳大利亚新南威尔士大学材料科学与工程专业博士学位,讲师,现在中国石油大学(华东)化工学院工作,主要从事重油加工和材料科学方面的科研和教学。

石油化学是高等院校石油、化工相关专业的基础课程之一,文章从课程的教学角度出发,结合石油加工过程中产生的环境问题,阐述了石油化学课程中应有的环保理念,并讨论了如何将这种环保理念在课程教学中加以灌输的方法。

作为化学学科之一,是无机与分析化学、有机化学、物理化学以及仪器分析等课程的理论知识在石油加工领域中的应用。可作为化学工程与工艺、应用化学、石油炼制、石油工程、钻井技术、油气开采技术、油气储运技术等专业的教材,也可作为石油天然气行业中技术人员和管理人员的参考用书。

该课程主要研究石油的组成、性质及其加工成为发动机燃料、剂和石油化学品过程中的化学问题的学科,其范围大体包括石油及其产品的化学组成与性质、石油热转化及催化转化的化学原理、油及添加剂化学、石油化学品合成化学原理等。课程的主要任务是使学生掌握关于石油及其产品的物理性质和化学组成的基本知识以及主要石油热转化与催化转化的基本化学原理,并培养其将化学基础理论与石油加工的实践相结合的能力。

石油化学工程原理篇2

一、化学反应过程和作用

凡是通过化学方法使得物质的组成或者结构以及合成新的物质的,属于化工工艺。得到的产品就是化学产品或者是化工产品。通过化学工艺创造出来了很多自然界没有的物质,为人类提供了更好的服务。(1)化学反应过程。所谓的化学反应过程,是指物质发生化学变化的反应过程。化学的反应过程是很复杂的,主要表现在其过程本身的复杂性、物系的复杂性以及物系流动时边界的复杂性。它们之间不但有化学联系,还有物理联系,有时候还会同时发生,而且相互应影响着。物系的复杂性表现在有时候是气体和液体,有时候是固体,有时候还会共同存在。液体性质可以有大幅度的变化。有时在进行的过程中,物性明显产生改变。物系流动的边界性的复杂性主要表现在,由于设备的几何形状不同,填充物的外形也各不相同,进而使得流动边界复杂而且确定和描述起来也比较困难。物理过程是指物质不经过化学反应,而是在组成、性质、能量以及状态发生变化的过程。如原油经过蒸馏的分离而得到汽油、柴油、煤油等产品。在生活中,通常化学过程和物理过程会同时发生。(2)化学反应的作用。化学反应有着相当重要的作用。它提高了人类的生活质量,更好的保护了人类的自然环境,一定程度上增强了化学工业的竞争力。化学的科研成果和化学知识的不断应用,使得大量的新产品进入了我们的家庭生活当中,为我们的物质生活条件提供了更好的服务。在我们日常生活中,各行各业都使用着不同的化工产品,而且化学药物也给人们预防及治疗疾病起了相当重要的作用,提高了人们的生活质量。总之,化学工业的作用是非常重要的,农业发展的支柱,是工业发展的助手,是战胜疾病和改善生活的重要方法。

二、我国石油冶炼的发展

石油是一种很重要的能源,而且是一种不可再生的一次能源。化工染料是世界上消耗量非常大的世界能源。一次能源是指从自然界直接获得并且可以直接应用的能源,像煤、石油、天然气等以及水能、核能等。二次能源是指通过对一次能源进行各种化工加工过程得到的具有更高使用价值燃料。像石油经过冶炼获得汽油、柴油等燃料。以石油作为基础,形成了现代化的石油化学工业,生产出了很多的石油化工产品。在化工生产过程中,有些物料既是燃料,同时还是原料,二者合二为一。因此化工生产是二次能源部门。对原油进行炼制加工,使之成为各种不同的石油产品是石油工业的重要组成部分。这些主要包括:石油炼厂、石油炼制设计机构以及石油炼制的研究等。石油炼厂的主要生产设备有:原油蒸馏、催化裂化、石油焦化、催化重整以及石油产品的精制等,其主要生产汽油、煤油、燃料油、柴油级油等各种石油化工原料。石油炼制工业和国民经济的发展有着十分密切的关系。农业、工业、国防建设以及交通运输等都离不开石油产品。而且石油燃料具有使用起来方便、洁净、利用率高等优点。各种高速度、大功率的交通工具和军用机动设备都是石油炼制工业提供的。近年来,石油炼制工业和石油产品的结果都发生了很大的变化,喷气燃料以及柴油等的需求量不断增加,而燃料油的需求量大幅度减小,原油的深度加工受到了高度的重视,一些生产轻质油品的装置逐渐增多。同时,还开发出了很多的新工艺,有关节能环保的技术也得到了很大的发展。在采用先进的加工工艺上,为了增加轻质油品的产量和提高油品的工艺,很多国家广泛采用了催化重整、异构化、烷基化工艺。加氢处理和精制工业越来越受到各行业的重视。原油的综合利用,增加石油化工原料的产量,石油炼制工业和石油化工以及三大合成材料之间的关系也越来越密切,已经是发展石油化学工业的基础。

三、结语

人类的生活和化工工业之间有着相当密切的关系,化工工业为人类的生存提供了很多基本的物质基础,在一定程度上提高的人们的生活质量,因此,人类的发展是离不开化工工业的。世界的石油冶炼业经过了一百多年的发展,已经不断走向了成熟阶段,冶炼的技术也得到了进一步的发展,为人类提供了更好的服务。

参 考 文 献

[l]姜信真,李宝璋,任文坛.化学工程发展及学科内容[J].化学工程.2009(3)

石油化学工程原理篇3

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)16-0001-02

广东石油化工学院坐落于中国南方最大的石油生产基地——广东省茂名市,为华南地区唯一一所石油化工特色院校。学校的化学工程与工艺专业是部级特色专业建设点,毕业生遍布全国各地的石油化工行业,就业具有很强的针对性,深受用人单位欢迎。广东石油化工学院化学工程与工艺专业人才培养的目标是为社会输送具备化学工程与工艺基本理论、基本知识和基本技能,具有较强工程实践能力、良好的创新意识和较高综合工程素质的人才。毕业生能在石油炼制、石油化工、能源、环保、材料等部门从事工程设计、技术开发、生产管理等方面的工作。化学工艺学作为该专业一门重要的专业课,是基础化学、化工热力学、化学反应工程、化工原理等课程的综合应用。通过该课程的学习,要求学生掌握化工生产的基本原理、主要化工产品的生产方法、工艺流程等。在化学工艺学课程教学中,应注重强化学生的工程意识和基础知识的实际应用能力。

一 结合石油化工特色,创建课程群

从人才培养的角度看,石油化工高校培养的毕业生应具有较强的工程实践能力、良好的创新意识和较高的综合工程素质,以适应石油炼制或石油化工等相关行业的人才需求。毕业生不但要懂得某一专业的基础理论,还要具有某一岗位所需要的生产操作和组织能力,并能在现场进行技术操作和改进,解决生产实际问题。因此,广东石油化工学院石油化工专业所培养的人才具有基层性、实用性和技术性,这是本专业区别于其他普通高校教育的一大特色。根据本专业的特点和学生的基础及接受能力,以培养学生的综合实践操作能力和创新能力为主线,可将石油炼制工程、石油化工产品分析技术、石油产品应用技术与开发、石油储运基础等课程创建一个课程群,围绕本专业人才培养目标,对各课程的主要内容进行精选优化,调整化学工艺学的教学内容。可从这些主干课程中选择一些典型的石化产品,作为化学工艺学的教学案例,分析这些石化产品的生产方法、工艺流程、工艺参数、条件影响等。这种处理方式对课程群里面其他的课程教学可起到辅助和巩固的作用。

二 优化和更新化学工艺学的教学内容

根据教学大纲对教学内容进行处理,把各章节内容按照了解、掌握、应用、设计等不同要求作详细的定位。例如,对于工业生产中已经不采用的生产方法,只要求学生了解某种工业过程可能有多种生产方法即可;对需掌握的内容,可以要求学生对各种生产方法进行比较,分析其适用范围、效果、操作条件、能耗等,从技术经济的角度选择生产方法。学生不仅要掌握教材介绍的几种基本化工产品的生产,而且其生产--方法要会应用,能够举一反三,要能设计出一些简单的生产工艺。例如,在讲授合成氨时,可以先引入哈伯法合成氨工艺的历史及哈伯本人的一些简介,既可以提起学生对合成氨工艺的学习兴趣,又可以了解一些名人的事迹。当学生有了兴趣之后,可以从不同的原料角度,引入不同的生产工艺,如以煤为原料,以天然气为原料,以重油为原料的合成氨工艺,其各自的工段均有所不同,可以在讲授完后让学生总结各不同原料合成氨工艺的异同,这样学生学完之后印象深刻,可以吃透这部分内容。

另外,在组织化学工艺学教学内容时,应着重突出石油化工特色。在第一次化学工艺学讲授过程中,让大家认识到本门课程的针对性、重要性及实用性。在第一章“绪论”部分组织讲授材料的时候,可以结合茂名炼油产业链,围绕几个关键词如石油化工、石油炼制、乙烯工业、茂名乙烯、石化工业区等展开内容学习。例如,乙烯工业是指以石油馏分为原料裂解生产乙烯为主,同时生产丙烯、丁烯、芳烃等产品的生产过程。乙烯是石油化工的基本有机原料,目前约有75%的石油化工产品由乙烯生产。乙烯主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯等多种重要的有机化工产品,乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。再如,对乙烯产品结构的介绍(塑料类、合成橡胶类、液体化工类);对长三角、珠三角、环渤海湾大型炼化一体化企业集群及沿长江产业带分布的介绍等,这些内容可以让学生清晰地认识未来的就业方向、就业区域和就业前景。在这种情况下,学生会充分认识到化学工艺学这门课程的针对性和重要性,在后面的时间里自然会重视这门课程的学习,因为这些内容的学习与他们未来的就业息息相关。

围绕本专业人才培养目标,针对毕业生的就业特点,广东石油化工学院的化学工艺学这门课应该调整教学内容,注重重点内容的凝练。其重点内容应围绕乙烯工业展开。

如以茂名石化乙烯为例,学习乙烯生产原理、工艺技术、产品应用等基本知识;以茂名石化工业区为例,学习乙烯下游产业链、产品应用等基本知识。

乙烯生产原理主要包括乙烯生产过程中的化学反应规律、反应机理、热力学及动力学分析,乙烯生产的工艺参数和操作指标(如原料性质及评价、裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度等)及乙烯生产的工艺过程等。

石油化学工程原理篇4

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)16-0001-02

广东石油化工学院坐落于中国南方最大的石油生产基地——广东省茂名市,为华南地区唯一一所石油化工特色院校。学校的化学工程与工艺专业是部级特色专业建设点,毕业生遍布全国各地的石油化工行业,就业具有很强的针对性,深受用人单位欢迎。广东石油化工学院化学工程与工艺专业人才培养的目标是为社会输送具备化学工程与工艺基本理论、基本知识和基本技能,具有较强工程实践能力、良好的创新意识和较高综合工程素质的人才。毕业生能在石油炼制、石油化工、能源、环保、材料等部门从事工程设计、技术开发、生产管理等方面的工作。化学工艺学作为该专业一门重要的专业课,是基础化学、化工热力学、化学反应工程、化工原理等课程的综合应用。通过该课程的学习,要求学生掌握化工生产的基本原理、主要化工产品的生产方法、工艺流程等。在化学工艺学课程教学中,应注重强化学生的工程意识和基础知识的实际应用能力。

一 结合石油化工特色,创建课程群

从人才培养的角度看,石油化工高校培养的毕业生应具有较强的工程实践能力、良好的创新意识和较高的综合工程素质,以适应石油炼制或石油化工等相关行业的人才需求。毕业生不但要懂得某一专业的基础理论,还要具有某一岗位所需要的生产操作和组织能力,并能在现场进行技术操作和改进,解决生产实际问题。因此,广东石油化工学院石油化工专业所培养的人才具有基层性、实用性和技术性,这是本专业区别于其他普通高校教育的一大特色。根据本专业的特点和学生的基础及接受能力,以培养学生的综合实践操作能力和创新能力为主线,可将石油炼制工程、石油化工产品分析技术、石油产品应用技术与开发、石油储运基础等课程创建一个课程群,围绕本专业人才培养目标,对各课程的主要内容进行精选优化,调整化学工艺学的教学内容。可从这些主干课程中选择一些典型的石化产品,作为化学工艺学的教学案例,分析这些石化产品的生产方法、工艺流程、工艺参数、条件影响等。这种处理方式对课程群里面其他的课程教学可起到辅助和巩固的作用。

二 优化和更新化学工艺学的教学内容

根据教学大纲对教学内容进行处理,把各章节内容按照了解、掌握、应用、设计等不同要求作详细的定位。例如,对于工业生产中已经不采用的生产方法,只要求学生了解某种工业过程可能有多种生产方法即可;对需掌握的内容,可以要求学生对各种生产方法进行比较,分析其适用范围、效果、操作条件、能耗等,从技术经济的角度选择生产方法。学生不仅要掌握教材介绍的几种基本化工产品的生产,而且其生产--方法要会应用,能够举一反三,要能设计出一些简单的生产工艺。例如,在讲授合成氨时,可以先引入哈伯法合成氨工艺的历史及哈伯本人的一些简介,既可以提起学生对合成氨工艺的学习兴趣,又可以了解一些名人的事迹。当学生有了兴趣之后,可以从不同的原料角度,引入不同的生产工艺,如以煤为原料,以天然气为原料,以重油为原料的合成氨工艺,其各自的工段均有所不同,可以在讲授完后让学生总结各不同原料合成氨工艺的异同,这样学生学完之后印象深刻,可以吃透这部分内容。

另外,在组织化学工艺学教学内容时,应着重突出石油化工特色。在第一次化学工艺学讲授过程中,让大家认识到本门课程的针对性、重要性及实用性。在第一章“绪论”部分组织讲授材料的时候,可以结合茂名炼油产业链,围绕几个关键词如石油化工、石油炼制、乙烯工业、茂名乙烯、石化工业区等展开内容学习。例如,乙烯工业是指以石油馏分为原料裂解生产乙烯为主,同时生产丙烯、丁烯、芳烃等产品的生产过程。乙烯是石油化工的基本有机原料,目前约有75%的石油化工产品由乙烯生产。乙烯主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯等多种重要的有机化工产品,乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。再如,对乙烯产品结构的介绍(塑料类、合成橡胶类、液体化工类);对长三角、珠三角、环渤海湾大型炼化一体化企业集群及沿长江产业带分布的介绍等,这些内容可以让学生清晰地认识未来的就业方向、就业区域和就业前景。在这种情况下,学生会充分认识到化学工艺学这门课程的针对性和重要性,在后面的时间里自然会重视这门课程的学习,因为这些内容的学习与他们未来的就业息息相关。

围绕本专业人才培养目标,针对毕业生的就业特点,广东石油化工学院的化学工艺学这门课应该调整教学内容,注重重点内容的凝练。其重点内容应围绕乙烯工业展开。

如以茂名石化乙烯为例,学习乙烯生产原理、工艺技术、产品应用等基本知识;以茂名石化工业区为例,学习乙烯下游产业链、产品应用等基本知识。

乙烯生产原理主要包括乙烯生产过程中的化学反应规律、反应机理、热力学及动力学分析,乙烯生产的工艺参数和操作指标(如原料性质及评价、裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度等)及乙烯生产的工艺过程等。

石油化学工程原理篇5

所谓的事故灾难(disaster)是具有灾难性后果的事故,是人们在生产以及生活过程中发生的直接由人的生产以及生活活动导致的,违反人们意志的和迫使活动暂时或停止,并且造成大量的人员伤亡、经济损失或环境污染的意外事件。最近几年,在石油化工的生产过程中,经常会出现事故灾难,这种现象不仅威胁到国民的生命财产安全,同时也给国家的经济发展和社会稳定带来了严重的影响。在目前来看,我国应对石油化工安全生产的相关措施还不是很健全,应对事故的能力比较差,造成了多起伤亡以及经济损失事故。

一、石油化工简介

石油化工全称为石油化学工业,该工业为建材、建筑、轻工、纺织、电子、机械、交通、能源以及农业等行业提供生活服务,在我国的国民经济中占据着举足轻重的地位。石油化工也是化学工业最重要的组成部分之一,在我国的经济发展中有着重要的作用,是我国支柱产业之一。石油化工是以天然气和石油为原料,生产石油及石油化工产品的加工业。石油产品主要包括了各种燃料油,例如柴油、煤油以及汽油等。生产以上产品的过程被称之为炼油。

二、石油化工事故的分析

石油化工事故能够给人们的生命以及财产带来巨大的损害,非常不利于社会的稳定和国家的经济发展。通过对多起石油化工的事故进行详细分析,总结出在石油化工安全生产过程中造成事故的主要原因有四个方面:(1)技术方面(2)设备情况(3)管理因素(4)自然原因。

1.技术方面

在技术方面产生事故的原因一般指的是人在石油化工生产、化学实验、运输以及储备的过程中有违章违规操作导致的安全生产事故。技术原因造成的石油化工安全事故的几率最高,同时也是引起安全生产事故的最复杂原因。

2.设备情况

安全设施投入不足,基础工作做得不到位,有关安全的设施设备技术落后。石油化工企业改制以后,负担高、人员多、负债高等情况,是安全投入等不到保障的主要原因,最近这几年,我国对石油化工行业安全生产情况明显重视起来,石油化工的安全投入每年都在增加,石油化工设备得到了很大的改善,但是仍然有很多的石油化工企业安全设备没有达到相关的要求的情况。

3.管理因素

石油化工行业的安全法规不完善,例行的安全检查工作缺乏一定的科学及合理性,企业自身的监督管理力度不强。现今,我国的石油化工企业还是在承袭着以往的安全检查方法,可量化检测检查方案十分匮乏,有一部分的石油化工企业,为了逃避处罚和通过安全检测,存在着不同程度的弄虚作假行为,严重的影响了检查和评价的真实有效性,为石油化工企业的安全生产留下了不可估量的隐患。

4.自然原因

恶劣的天气会造成石油化工产品的爆炸或燃烧,使其中的有毒化学品泄露,造成严重的化学事故灾难,这类自然灾难是有无法抗拒的自然因素导致的。

根据以上叙述,除了第四点自然原因以外,石油化工出现安全事故的主要原因还是因为人的意识或操作造成的。当然,从目前的形式来看,我国的石油化工安全事故多发原因并不只是以上四点原因应该完全概括的,造成石油化工安全事故的原因是由多方面构成的,有历史深层次的原因也有当前的石油化工供求关系影响。由此可见,治理石油化工安全事故要从多方面一起入手,在治标的同时也要治本,只有做到标本兼治,石油化工安全事故才能真正的从源头上被消灭。

三、石油化工安全事故的特点及类型

灾害性的石油化工安全事故的发生通常都出乎预料,常常在意想不到的地点和时间突然的发生,而一旦石油化工安全事故发生,就会导致大量的有毒化学品泄露,从而引起爆炸和燃烧等灾难,防范和挽救工作很难有效的展开,对环境的污染是极其严重的,并且泄露的化学品还不易洗消,会在一段时间内对环境造成持续的污染。

1.泄露事故

这类的石油化工安全事故指的是承载物品的容器破裂、阀门以及管道失灵或者是运输的工具出现故障,导致有毒化学品或者是毒液呈线状、点状以及平面状大量的泄露从而造成环境的污染和人员的伤亡。这类安全事故具有现场死亡人员少,中毒人员多的特点。

2.爆炸和燃烧事故

这类石油化工安全事故可由于爆炸、燃烧,是有毒化学品爆炸或泄露导致人员的伤亡。其特点是现场死亡、中毒、烧伤、骨折等情况极多,并且伤情比较复杂。

四、石油化工安全事故的解决措施

在现今社会,社会稳定与经济发展导致了人们越来越关注安全的问题,石油化工行业是我国的支柱行业,所以该行业的安全与稳定影响到千家万户人的日常生活,必须要采取所有的手段将石油化工的安全事故发生频率降到最低。

1.在安全事故发生前的预防和预警

由于近年来我国频频发生大规模的石油化工安全事故,因此,减缓和疏导就成为了目前非常重要的环节。在应急的管理过程中,减缓事故的灾害指的是对该事故进行预警,对其存在的隐患进行预防和处理,减少事故的发生条件,将事故发生时的影响降到最低,从而使石油化工安全事故对社会与人们的危害减小。减少灾害发生频率就是要将各种安全隐患及时的找到并对其合理解决,要将安全生产的重点放到对事故的预防及排查上来,要及时的发现在生产过程中出现的安全隐患,加强安全配套设施的建设,提前的将安全防范工作做好,还要对各种紧急的情况制定出安全应急方案,便于维护和管理,从而达到减少安全事故的效果。

2.发生安全事故是的救援与应对

但出现由于人为过失而导致的安全事故时,应该有效的控制灾害蔓延,尽最大可能保证人员的生命安全,并且要较少财产的损失。这一过程被称之为安全事故的应急救援过程。安全事故的应急救援措施是石油化工企业安全生产过程中必不可少的组成部分,因为石油化工安全事故通常都是不可预知的,所以在事故发生时的应急措施是否得当就显得十分重要了。由于石油化工安全事故复杂性极高,所以在应急的措施上往往会出现很多意想不到的事情,经常会使应急人员陷入两难的境地,如何正确的处理有关人或物的关联是非常重要的。对于现场的指挥人员,不仅要具备超强的专业技能,而且还应该有很好的决策能力,在决策的过程中通常会出现很多的风险,指挥人员决策能力的高低直接影响了事故处理的真确性与否。

3.事故发生后的总结与调查

在石油化工的安全事故处理结束后,有关人员应该对事故发生的原因进行总结,并且要调查事故发生的原因,提出合理的解决方案,避免这种情况的再次发生。

第一,有关人员应积极做好调查工作,认真分析事故发生的原因,对发生事故的设备进行检修,并且要根据此次事故发生的症状制定出设备安全管理的办法,尽可能的减少此类事故的发生,因为石油化工属于高危行业,所以要对排查的结果向作业人员进行交底,使企业员工能够了解施工地点的详细情况,并且要将调查的成果汇报给有关的领导,进过有关领导及有关人员的集体商议,制定出行之有效的预防措施。

第二,通过排查问题,要强化企业的安全生产制度,落实企业的安全发展观,对企业内的员工进行安全知识普及,并对其实施考核制,安全工作做得好的员工要予以一定的经济及精神奖励。使每位员工都能积极的参与到企业的安全生产工作中来。

五、总结

目前我国的石油化工企业安全生产面临着非常严峻的考验,安全生产的难度大、压力强、责任重。但是,只要我们从心里上将安全生产工作重视起来,所有的苦难都会成为占时的,从现在开始,将安全生产的工作落实好,这样既可以避免事故发生后带来的不良社会影响,同时也可以为企业的经济效益最大化带来贡献。

参考文献

[1]褚家成,徐连胜,蒋平昌,俞维纫,胡燕飞. 港口石油化工码头及其库区灾害事故应急系统研究[J]. 水运科学研究, 2006,(01) .

[2]袁宝平. 石油化工企业火灾事故原因分析及对策[J]. 消防科学与技术, 2003,(03) .

[3]王媛原,王炳强,普海云. 石油化工生产火灾隐患及预防对策[J]. 工业安全与环保, 2007,(04) .

石油化学工程原理篇6

关键词:

石油工程;采油技术

随着我国社会的发展和经济的进步,天然气和石油资源逐渐取代煤炭资源,石油工程在国民经济的比重逐年增加。为了更好的适应石油市场的变动,我国采油技术改进、优化和创新,即不断提升采油量和采油效率,并研发新型采油技术,从而促进我国石油工程的进一步发展,成为我国国民经济强有力的支柱。

1采油技术的概述

(1)采油技术的重要性。随着国际石油企业进入我国石油市场,国内石油企业面临着严峻的考验,改革开放除了带来激烈的竞争外,还引进国外先进采油技术。采油技术先进性直接决定石油工程的产油量、产油效率、产油速度和石油工程的经济效益。采油技术的变革为石油企业带来天翻地覆的变化。

(2)采油技术的分类及其特点。采油技术根据开采的次数被分为一次采油、二次采油和三次采油。一次采油更为依赖地层天然压力;二次采油的地层压力逐渐降低,利用水柱补充缺失的地层压力,根据需要利用化学或物理的方式将气体、液体和固体之间相互转换,扩大水柱波及范围,提高采油效率;三次采油再次提高采油率,根据作用原理的不分为碱驱、热力法和微生物法等。

2采油技术的现状

我国采油技术经过多年的发展,通过无数科学家不断的创新和研发已经取得显著的成就,但是与国外先进国家采油技术水平仍存在一定的差距,我国采油技术并不能完全匹配我国石油工程飞速的发展,两者不平衡的状态直接影响我国石油市场的平衡发展,采油技术需要进一步研发和创新。采油技术是综合性的技术,其创新与发展并不是单一的项目,需要多方技术的组合和创新,例如生物技术、化学技术、物理技术等。目前我国采油技术百花齐放,每一种技术各有所长,各有所短,在石油工程的施工过程中采油技术的选择与应用至关重要。随着石油工程开采程度的加深、石油资源的紧缺和经济的飞速发展,石油市场对采油技术的开采效率、施工周期、采油纯度和成本造价提出更高的要求。例如电潜泵仪器是石油开采中增加动力和力度的仪器。该仪器的散热能力并不能及时处理其在使用过程中所散发的热量,导致仪器持续高温,缩短其使用寿命和使用效率,该仪器的造价也十分昂贵,但由于该仪器的需求量十分广泛,技术水平也不能及时解决其缺陷,很大程度上增加石油工程的成本。

3采油技术的要求

采油技术在石油工程的应用中基本存在成本、产能和安全三个方面的要求,该技术不断研发、应用和总结,发现其缺陷并不断改进与完善,就是在实践中反复摸索才能不断提升采油技术的综合水平。

(1)采油技术的成本要求。采油技术的高成本为其石油工程的实施带来很大的困扰,也不符合企业经济利益最大化的经营模式。采油技术本身就是石油工程成本的一部分,一方面采油技术自身造价的降低;另一方面是采油技术降低石油工程的施工成本。例如自振动采油技术的原理是仪器上下冲程过程中管柱伸缩的弹性,从而带动自振增油装置上下运动,液体撞击震动片组,产生不同频率振动波,彼此叠加成复频波,传入油层,同时施加其振动的作用,从而引发油层共振,实现解堵增油的目标。根据自振动采油技术的实践过程可知,该技术石油工程中洗井污染、过压裂等解读作业的过程中广泛应用,具有高效、低成本的优势,从而实现低成本解堵。

(2)采油技术的产能要求。目前我国石油开采工程的停滞与我国经济飞速发展形成强烈的反差,石油工程的产能急需进一步突破,而产能突破的关键在于采油技术的创新。在石油资源日益紧缺的当下,采油技术的优化是提高采收率的有效途径。单一的采油技术已经不能满足我国当下复杂的采油地况。例如大泵提液技术已经无法满足石油开采的要求,目前我国大多数石油工程采用0.70mm泵和0.583mm泵两种。油藏供液降低,从而增加抽油系统冲程的损失和漏油量,直接影响泵效,导致供液不足等问题。及时采取限量注水方案,也不能完全解决这一问题。这一问题着重体现采油技术制约采油工程的进一步发展,直接影响石油工程的石油产能。采油技术的环保功能是当代社会为其提出的新指标。石油工程对环境的污染和破坏一直是其技术研究的对象,为了治理石油工程对环境的破坏,我国从财力、人力到物力都下了很大的成本,但是其治理仅仅是治标不治本,治理污染的根本在于防,而降低石油工程污染源的排放需要采油技术的支持。

(3)采油技术的安全生产要求。近年来,部分抽油井出现结垢的问题,给石油工程的开采带来很大的危险。结垢问题主要存在于抽油泵、电潜泵吸入口和叶轮等部位。其主要原因:一方面是采油仪器经过多年的注水开发,地层水、注入水相互作用和原油与岩石的变化等打破原来流体之间的物理化学平衡,出现结垢现象;另一方面是电潜泵的机械结构运作,使其过流断面狭窄处流体流速骤增,压力突然下降,从而导致结垢现象。近年来采油技术研发针对这类安全问题深入研究,以期能够得到解决,降低石油工程的安全问题。

4采油技术的发展趋向

新时代对我国石油工程的采油技术提出一系列新的或更高的指标,为了满足以上提出的要求,采油技术的研发更加倾向于具有复合型和环保型的研发。例如多种驱油法组合的复合驱油法,由于各种驱油法都具有不同优劣,于是人们取其长,避其短,将其进行有机的组合。碱/聚合物复合驱,其中碱与原油环烷酸类形成皂类而生出的狡酸盐类表面的活性剂,不仅仅除去原油中的酸类物质,还可以形成表面的活性剂。除此之外还有混相法、热力采油法、微生物法等都是近期我国采油技术研发的重点。

5结束语

综上所述,我国采油技术的研发存在很大的创新空间,根据我国石油工程对其技术的需求方向,具有针对性的进行研发创新。先进的采油技术可以有效推动我国石油工程的发展,不断缩短我国采油技术与国际水平的差距,为我国经济的飞速发展提供强有力的后备力量。

作者:罗红涛 段友芬 宋霞 单位:胜利采油厂管理一区注采103站 胜利采油厂管理一区注采113站 胜利采油厂管理三区注采304站

参考文献:

[1]杨光.探究石油工程中采油的技术要求[J].中国石油和化工标准与质量,2013(13).

石油化学工程原理篇7

【中图分类号】G【文献标识码】B【文章编号】1008-1216(2015)06C-0054-02

石油炼制技术课程是我院石油化工生产技术专业高职学生的专业核心课程。主要包括石油及石油产品的组成、石油加工方法确定和石油加工方法三大部分。本课程教学目的为掌握石油炼制的基本原理和生产工艺,使学生具备高素质石油化工专门人才所必需的石油炼制基础知识、基本原理以及生产技术。由于石油组成和加工过程复杂,学生普遍觉得课程难学,不宜掌握。为了使学生能够掌握炼油职业技能,在教学上选择合理的教学内容、寻求有效的教学方法是本课程教学的关键,也是教学目标得以实现的保障。

一、教学内容选择

(一)教材的选择

关于石油加工的特色高职教材较少,而且实践性教学内容篇幅较少,不能满足高职教学中对实践教学课时的要求。本课程选择陈长生主编的全国高职高专教育“十一五”规划教材《石油加工生产技术》教材。课程组教师为了更好地进行实践教学,随着石油化工生产技术专业提升专业服务能力建设正在编写石油化工实训指导书。理论教学与各种实习及综合训练环节相结合,完成培养石油化工操作工的基本训练,为毕业后从事石油化工操作与技术工作打下基础。

(二)教学内容的精选

所选教材主要内容包括:石油及其产品的组成和性质、石油产品的使用性能和规格指标、原油评价方法及加工方案确定、原油加工典型工艺和主要生产操作技术以及介绍国内外石油化学加工技术状况及发展动向。在石油化工行业就业岗位群中该课程主要对应工艺操作岗位、工艺控制岗位、管理调度岗位等。讲授各岗位所应掌握的职业技能和应遵守的岗位职责,对学生职业能力的培养和职业素养养成起着主要支撑作用。

因此 ,我们在课程教学中坚持理论知识与实验实践操作同等的原则 ,在实践教学中补充了与炼厂实际生产相关的实践知识。一方面 ,我们把石油炼制技术分为石油及其石油产品的组成与性质、原油加工方法的确定、石油加工方法三个部分。在教学中注重介绍与实际工程相关的方法、过程、装备和系统 ,以及介绍实际生产中存在问题的解决方法 ,为学生提供一个从基础理论到工程实际应用的阶梯。另一方面,我们将基本理论与实践操作相结合 ,对每个部分设计了实践操作,提高学生动手能力,促使学生运用基本理论分析和解决工程问题。例如 ,在催化裂化部分 ,设计了催化裂化装置的开停车实践操作,培养学生的操作技能,并在实践操作中分析问题、解决问题。

二、教学方法的讨论

随着石化行业的不断发展对技能型人才的多样性要求,使职业院校现行的课堂教学模式面临严重的挑战。主要有两个方面,一是学生生源素质较差,表现为:学生知识基础差,厌学、不自信、没有良好的学习习惯;二是职业院校教模式、教学方法陈旧,缺乏职教特色,导致学生的学习能力、心理素质与教学之间存在一定的差距,教学质量不高。

(一)教学资源库的运用

在传统的教学中主要通过图片和讲解来完成对设备、生产的认识,因此出现了教师难讲、学生难学,导致学生感觉课程枯燥,学习兴致不高。为此课程组教师们通过《石油炼制技术》院级精品课的建设,搜集了大量的视频、动漫、图片、录像等教学资料,通过多媒体的展示将工厂一些实例和生产设备运行搬到课堂,大大提高了学生的学习兴趣。例如:介绍车用汽油的性能要求时首先通过动漫展示汽油发动机的工作过程,使学生对发动机工作时汽油的运行情况有所了解,从而掌握汽油的性能要求。增强了学生感性认识以及对抽象事物的了解,提高了课堂效率。

(二)任务驱动式教学方式

“任务驱动”就是在学习过程中,以学生为中心,在任务问题动机的驱动下,引导学生学习的实践教学法。它有为目标性和教学情境而创建的“任务”,使学生根据真实的任务独立思考、积极探索、讨论并逐步通过操作、演练充分发挥学生在学习中的主导作用,使他们主动地获取知识和发展智能。例如:教师介绍粘度概念,提出“测定90号汽油的粘度”,由学生分组讨论,查找测定方案,再由教师指导确定测定方案后按组实施测定,最后通过报告方式完成任务。

(三)“教、学、做”一体化的教学方式

“教、学、做”一体化教学法适合本课程学生理论与实践一体的学习特点。传统教学模式通常是“三步曲”,即:老师提出概念――解释概念――举例说明,学生听、练习、作业。而教学做一体化教学法则采用“四重奏”,即:提出任务――分析任务――完成任务――总结评价。在“石油炼制技术”课程授课中,授课教师将授课内容变为任务,下达给学生,学生通过小组共同查阅资料、整理资料、自学讨论、完成任务、汇报任务、互评交流等方式在完成任务中学习知识,培养能力。

教师首先将一个班级学生进行角色定位,然后分成由6~8人组成的小组,所下达的任务要求每小组共同完成。学生在查阅资料、研究讨论、方案汇报等过程中不仅学习了知识,还锻炼了学生发现问题、分析问题、解决问题等能力,并使学生的综合素质得到了提高。

实践教学与课堂理论教学相结合,实验内容与课堂教学进度的配合使实践丰富了理论,增加了学生对实际问题的认识。除了教学实验装置为基础外,课题组教师还应积极开展不同种类石油产品的实验教学研究,进一步完善石油炼制技术课程的教学内容体系。教学过程当中坚持预习、提问、实验、报告等环节的工作,以提高实践课程的质量。

三、考核方式与成绩评定的调整

传统的课程成绩考核方式是以期末书面考试为主(占据了总分的60%),强调了对书本知识的记忆和理解 ,很难全面考查学生的综合素质。炼油企业往往要求从业人员拥有较强的操作技能以及分析解决问题等综合能力。因此,本课程采用了多种考核方式相结合的形式,扩展了培养学生综合素质的有效途径。期末考试分=平时成绩+实践成绩+材料整理及书写报告成绩+课堂讨论成绩+期末考试成绩,每项各占20%。平时成绩主要考察学生的出勤率、上课态度、作业完成情况;实践成绩主要考核学生实验操作规范程度及完成情况;材料整理及书写报告成绩则考核文献查阅、报告书写规范情况,注重考察学生的分析、总结和写作能力;课堂讨论成绩考核针对于实践操作过程的问题、课堂设问中学生的能力,反映学生的快速反应、归纳总结和口头表达能力;期末考试成绩则以学生对理论知识的掌握为主。灵活多样的考核方式,从根本上避免了“一张试卷定成绩”的传统模式,促进了学生综合素质的提高,强有力地达到了提升学生职业能力的目的。

四、结束语

总之,对石油炼制技术这样一门最能体现生产与操作特点的学科,让学生掌握并运用它是很不容易的。在教学中,从实际情况出发注重因地制宜、因材施教,引导学生主动进行学习,培养和锻炼学生动口、动手和动脑的习惯。只有紧跟时展的步伐,改革创新,才能使石油化工教学适应时代变化,培养出适应社会发展的创新型人才。

石油化学工程原理篇8

数学

1.美国中部时间9月2日上午9:30也就是北京 时间9月2日午夜23:30,如图1数轴所示,点 A表示美国中部时间,点B表示北京时间,如果 住在北京的小明4月5日下午3点给美国中部 的姑妈打电话,姑妈当地的时间是(

)时。

A.4月5日凌晨2点

B.4月4日晚上23点

C.4月5日凌晨1点

D.4月4日晚上24点

2.4月29日,BP公司在美国上市交易的股票市 值已蒸发约260亿美元,用科学记数法表示为 ______________美元。

3.为了清理某段海岸的原油污染,公司打算由 甲、乙两个工程队合作20天可完成,甲工程队 单独清理比乙工程队单独清理多用30天完成。

(1)求甲、乙两工程队单独完成此项工程各需 要多少天?

(2)若甲工程队独做a天后,再由甲、乙两工程 队合作___________天(用含a的代数式表示) 可完成此项工程:

(3)如果公司需要每天给付甲工程队施工费1 万美元,乙工程队施工费2.5万美元,甲工程队 至少要单独施工多少天后,再由甲、乙两工程 队合作施工完成剩下的工程,才能使施工费不 超过64万美元?

4.4月30日,油污的面积已达约9900平方公里, 尽管公司进行了油污处理,到了6月3日漏油 污面积仍然达到了约202703平方公里,若油 污每天增加的百分数都是x,请写出一个关于 x的方程。

5.公司采用布设吸油拖栏的方法收集原油,假设如 图2中的吸油拖栏内的油污面积是半径为100 m的圆形一部分,测得AB=120m,求此次收集原 油的面积。(已知,结果保留3个有效数字。)

物理

6.美国墨西哥湾的石油钻井平台发生爆炸并引发 大火后,陆续沉入海底。之后发生漏油,每天多 达5000桶以上,已持续了一个多月。则下列说 法正确的是(

)

A.石油燃烧属于物理变化

B.钻井平台在下沉过程中,受到水的压强不变

C.此事件已对环境造成严重污染

D.为杜绝环境污染,人类应停止一切石油开采

7.美国墨西哥湾的深海油井的钻井平台爆炸起 火后,泄漏大量的原油漂浮在海面,造成了非 常严重的生态污染。漏油处在1500m的深海 处,为堵住漏油井口,石油公司派出了多个水 下机器人潜入到1500m的海底进行作业。则 机器人在海底承受的海水压强为___________Pa (取p海水:1.03×103kg/m3,g=10N/kg)。原油浮在 水面,说明原油的密度_______________(选填“大于”、“等 于”、“小于”)海水密度。

8.钻井平台发生爆炸,爆炸使其周围的空气 而发出了声音;有经验的人能够判断出 远处的爆炸声是爆炸声而不是枪声,他实际上 是根据声音的________来辨别的。

9.墨西哥湾的海底石油开采平台发生火灾,造成 石油泄漏,石油公司和科学家对泄漏量发生了 争论,小明认为应先测量石油的密度才能估算, 于是他设计了如下实验:在杯子内盛有适量石 油,放入一个质量是5.6×103kg,边长是2cm的 正方体物块,有四分之三的体积浸没在石油 中。此时石油深度为0.1 M(g=10N/kg)

(1)石油的密度为多少?(保留两位小数)

(2)石油对杯底的压强是多少?

化学

10.英国石油公司内部调查显示,墨西哥湾“深水 地平线”钻井平台爆炸由一个甲烷气泡引发 的。甲烷是一种温室气体。

(1)在低寒的深海中,甲烷与水结合成冰状固 态结晶,这就是____________。英国石油公司在 给钻井设备封口时,由于温度升高,导致甲烷 气体结晶中的甲烷气体逸出,最终遇明火引 起爆炸。甲烷燃烧的化学方程式是___________。

石油化学工程原理篇9

1、前言

现如今,石油化工成为国民经济发展的支柱产业,在现代建设中占有非常重要地位。可以说,石油化工企业在生产过程中,消耗较多的水,再加上,大多数石油化工企业都处在我国水资源缺乏的地区,这样一来,水资源缺乏成为制约石油化工企业发展的主要因素。此外,由于我国经济飞速发展,从而使得石油消费量持续增长,这样一来,不断扩大石油企业的生产规模,导致石油化工污水的污染物种类逐渐增多,水质变得更加复杂。近年来,由于水资源的缺乏以及人们的环保意识的逐步增强,人们将越来越重视石油化工污水处理。

2、关于石油化工污水处理技术发展现状分析

2.1石油化工污水水质特点

石油化工指的是以石油为主要生产原料,通过裂解、精炼、重整、合成等加工工艺加工成有机物的过程。一般来说,石油化工生产过程较长,并且生产装置种类较多,这样一来,所生成的污水量也大大增多,在石油化工污水中主要含有氨氮、硫、氰化物等物质。并且,由于不同的生产企业所生产的产品也大不相同,因此,生成的污水中会有多种和有机化学有关的污染物,例如:烃类化合物、胺类化合物等,这样一来,既使水质结构变得更加复杂,又含有多种有毒物质,给污水处理设施带来巨大的冲击负荷。

2.2污水处理的流程与处理工艺的分析

2.2.1隔油

在石油化工污水中,含有大量的石油类物质。一般来说,这些物质常常漂浮在水面上,也或者是粘附在污水处理装置的表面,特别是在含有较高的油量时,污泥体便会在油膜所包围,进而直接会影响到污水中有机物与酶的分解,这样一来,导致氨氮作用大大被减弱。再加上,由于被油膜所包裹,使得污泥体的密度逐渐变小,造成污泥沉降的效能越来越差。

2.2.2气浮

一般来说,隔油池只可以去除污水中的浮油以及粗略分解石油,所以,我们还应该采用气浮方法对乳化油以及分散油进行再处理。利用气浮法指的是通过告诉分散小气泡作为载体吸附污水中的悬浮物,这样一来,随着气泡浮生至水面进行分类。当前,此种方式在石油化工污水处理中应用十分广泛。气浮方式涉及到多种方法,例如,加压溶气气浮、涡凹气浮、吸气气浮等,其中,前两种方法是石油化工污水处理中最为常见的一种方法。和溶气气浮相比较来说,因涡凹气浮是利用特定的曝气机来产生气泡,这不需要一些非常复杂的设备来处理,可以说,其自动化程度相对较高,并且操作十分简单,此外,运行费用较低。所以,涡凹气浮在石油污水处理中受到高度的重视。

2.3生化池

通过上述方式处理的污水,使得污水中油的质量浓度要求控制在30mg/L以内,最大不可以超过50mg/L,这样一来,可以大大减少对后续生化处理的影响。在将污水经生化处理后,应该结合具体的要求,对其继续进行处理,例如:过滤以及消毒等等。

3、石油化工污水处理面临的巨大挑战

3.1污水中的含硫量逐渐增加

现如今,从世界角度来分析,其原油质量趋势逐渐加重,并且含硫原油比例越来越多。近年来,随着国际油价的持续上升,高硫原油以及低硫原有差价相对较大,再加上,含硫原有对策逐渐趋于完善,在进口的原油中,低硫原油比例越来越小,含硫原有比例越来越大,占总原有量的一半以上。

3.2污水成分较复杂

一方面,由于原有逐渐变重、品质越来越差、含有的杂质越来越多等,从而导致重质、高稠原油产量逐渐增多,而原油深加工的能力成为石油化工企业的主要选择。另一方面,由于石油化工利润空间的减小,从而使得石油化工企业更加重视炼化一体化的快速发展,同时,逐步将核心产业朝着精细化工方向发展,完善石油化工产业链的结构,从而获得更大的经济效益。

3.3污水处理和综合利用

近年来,由于施工化工企业污水水质越来越复杂,仅仅依靠传统的处理工艺流程很难满足环境保护的要求,难以符合国家污水处理排放的标准。此外,我国三分之一的石油化工企业都位于我国缺少的地区,除了长江沿岸的石油化工企业供水满足要求外,其它区域的石油化工企业表现出严重的供水不足问题,尤其是我国黄河流域的背部以及华北地区等企业都出现了水资源危机问题。

4、石油化工污水处理的有效策略

4.1絮凝法

在处理石油化工污水过程中,最关键的一个过程为絮凝,也就是在污水中加入絮凝剂,从而破坏污水中胶体颗粒的状态,从而生成一种容易在水中分离的物质。利用此过程,可以去除污水中的有机污染物、浮游生物、藻类等物质。一般来说,絮凝常常要和气浮等加工工艺共同使用,而此过程将作为生化处理的预处理环节。

4.2臭氧氧化法

在利用臭氧氧化法去除污水中的物质时,不会产生二次污染,然而,此种处理方式所需的费用相对较高,而且要求污水处理量要偏小。通过臭氧氧化处理,可以将废水中某些有机物分解为水与二氧化碳,其中,大多数将转化成一种中间产物。通常情况下,要把臭氧氧化与生物活性炭吸附技术共同联用,作为其深度处理方式,臭氧在氧化有机物的同时又可以使自身分解成氧,这样一来,会导致活性炭处在富氧状态;并且又会使好氧微生物活性得到增强,进而提高分解有机物的能力。

4.3生物接触氧化

此方法指的是在生物滤池基础上的一种生物膜法,有较强适应符合变化的能力,并且所产生的污泥量偏少,更不会出现污泥膨胀的现象,更加便于操作。然而,负荷不应过大,并且应该有防堵塞的对策,由于大量生物的存在,这样一来,会使生物膜脱落,进而导致污水处理效果较差。

5、结束语

总体来说,我国石油化工污水成为日趋复杂,给污水中污染物的降解带来巨大困难,甚至会直接影响环境质量,然而,传统的处理工艺难以满足国家污水排放的标准。因此,在实际生活中,进行深入的研究,研究出更多处理技术预处理工艺,这是当前石油化工污水处理研究发展的主要趋势。

参考文献:

[1]张超,李本高.石油化工污水处理技术的现状与发展趋势[J].工业用水与废水,2011(4).

石油化学工程原理篇10

xx年11月26号到12月6号期间,我在中油广西田东石油化工总厂有限公司实习。公司前身为广西田东石油化工总厂,始建于xx年,原名广西田东油矿,1996年8月更名为广西田东石油化工总厂。xx年,经广西壮族自治区国资委批准,广西田东石油化工总厂引进中国石油集团南方石油勘探开发有限责任公司进行增资改制,成立中油广西田东石油化工总厂有限公司。公司是国有大型二档石油化工企业,以采油、炼油为主,下辖一个年产原油3万吨的油田、一座年加工原油100万吨的炼油厂、年加工蜡油100万吨的润滑油厂以及与生产相配套的原油、成品油铁路专用线和钦州港区原油储运库。

这次实习主要是在常减压车间、催化裂化车间,实习内容以参观、了解实际生产工艺、生产设备和生产操作为主,在工人师傅、工程技术人员和老师的指导帮助下,通过自学、讨论、参观现场、参看图纸和技术资料、总结等实习方式来完成实习。在常减压车间,参观了原油从装置到产品的一系列流程。原油首先经电脱盐脱水,然后进壳程换热,经过多路换热后进初馏塔。油气分两路,经换热、冷却、切水等一系列处理,有的回流到塔顶,有的出装置,还有的经加热进常压塔。常压塔顶油气分两路,经过一系列的物理变化,或回流,或出装置,最后得到直馏汽油、200#溶剂油、灯用煤油、轻柴油、重柴油、润滑油原料、燃料油、重油等产品。在催化裂化车间,不但看到了各种反应装置,在工人师傅的讲解和指导下,还更加深入系统地学到了催化裂化的原理、实际反应流程等一系列实际生产知识。这次实习经历+,我受益匪浅。实习是很好的实践,而实践检验真理。通过实习,理论联系实际,我能够更加理解书本上的知识,对以前所学有了更感性的认识,学到了很多书本上学不到的知识。正是通过实习,我学到了很多。以前只是在书本上看到浮阀塔的图标然后想象它是什么样的,现在对浮阀塔有了很直观的认识。在书本上,看到了原油经过一系列的流程,最后得到产品。如今,可以清楚地知道原油经过的一系列处理,加热、换热、切水、回流、脱盐脱硫等,还感性地看到了原油的换热器,对各种装置有了感性的认识。通过实习,我还体会到了公司员工爱岗敬业、艰苦奋斗、刻苦钻研、无私奉献的精神,这对我以后的学习、生活和工作都有莫大裨益。

对于我们的实习,中油广西田东石油化工总厂有限公司给予了大力支持与帮助,安排了相关人员协助我们的实习;公司广大工人师傅和工程技术人员也给予了我们无私、热心的帮助,积极为我们的实习创造有利条件;谢涛老师全程陪同、带领和指导我们实习,及时给予我们各方面无私的帮助。在此,衷心感谢公司、公司的工人师傅、工程技术人员为我们的付出。

石油化学工程原理篇11

【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)10-0026-02

【Abstract】Characteristics of the curriculum and present teaching situation were analyzed in petrol-processing technology of oil and gas storage and transportation engineering. The several ideas about course teaching reform patterns were put forward: selection of appropriate teaching materials, rational allocation of class hour, flexible teaching methods for improves the quality of teaching, increase practice teaching, reforming examination system. It is important to play its rightful role of petroleum processing in the professional training orientation of oil and gas storage and transportation engineering.

【Key words】Petrol-processing technology Course teaching mode Practice teaching

在社会经济活动中,随着科学技术的发展,高等教育培养出的各类高素质的工程师发挥着越来越重要的作用。而作为高等教育核心的课程,是随着社会经济体系的发展以及学生个体的变化而发生改变的,同时,在一定教育理念支配下为实现特定的教学目标的课程教学模式也在发生着变化。[1、2]教学模式居于中介位置,沟通教学理论和教学实践应用。探索建立新的课程教学模式,是21世纪高等教育改革在新形势下培养满足社会经济发展需要的各类高素质的工程师面临的重要课题。[3]

石油和天然气是非常重要的能源物质,国家一贯都非常重视石油和天然气工业的发展。其中,油气储运工程是该工业中的中游产业,是连接油气产、运、炼、销诸环节的纽带。与石油的勘探开发工程、化学工程、交通运输工程有着密切的联系。随着输送介质的多元化,油气储运专业逐渐成为一门综合性工程学科。而作为炼油行业主干课程的《石油加工》,在油气储运工程专业中发挥的作用也将越来越大,对该课程的教学要求也越来越高。因此,根据《石油加工》教学目标的特点,该课程教师急需认真探索创建新的课程教学模式。

一、《石油加工》课程教学分析

1.《石油加工》课程的性质与特点

《石油加工》课程具有明显的特殊性,是一门知识体系庞杂的综合性很强的工艺类课程,主要任务是把原油高效合理地加工为产品,研究对象为非理性的、动态的、开放的石油加工工业化装置,包括原油蒸馏、催化裂化、催化重整和催化加氢等各种石油加工过程。涉及的内容非常广泛,新工艺新标准很多,包括石油和石油产品的化学组成和性质、各种石油产品的使用性能和现行的产品质量标准、原油加工方案等。石油加工所涉及的方法、过程均有很强的实用性,是一门实验科学,理论和实践结合的非常密切,课程的目的之一就是通过该课程的学习,使学生具备在广泛的基础知识上综合分析问题的能力,能够运用所学的理论知识来分析如何提高石油产品的质量,掌握石油产品的化学组成与使用性能之间的关系。

2.《石油加工》课程教学现状

在实际教学《石油加工》中,大多数教师根据自己对学生的了解在课堂上组织教学,教学手段和方法较单一,纯粹依赖多媒体教学,沿用传统的以教为中心的教学模式,优点是教师在课堂教学中占有绝对的主动性,缺点是学生在教师的要求下被动适应教学,独立思考的空间不多,学习主动性和积极性不高,普遍对相关知识不感兴趣,教学效果不理想。

作为油气储运工程专业的一门专业选修课,学生普遍不重视,虽然开设了有机化学、物理化学、化工原理、化工热力学等化工基础课程,但普遍化学基础理论不够。《石油加工》课程的课时为32学时,全部为理论课时,没有根据课程特点分配相应的实验教学课时,且理论知识的叙述性较强,相对枯燥,如果没有实践环节,那么学生学过理论知识后很容易遗忘,当需要派上用场时,却不知所措。石油加工课程无法在人才培养中发挥与之相称的重要作用。

二、《石油加工》课程教学模式改革的构想

1.挑选合适的教材,合理分配课时。

现在有关《石油加工》的教材大多数是针对化学工程与工艺专业的,专门适用于油气储运工程专业的教材很少,所以任课教师需要认真挑选适合教学使用的教材。在实际授课过程中,还要适当增加前沿的新工艺、新技术以及国家颁布的新的质量标准。一方面,可以引导学生掌握石油加工的基本理论体系;另一方面,可以培养学生不断创新的意识,为以后的工作打下扎实的理论基础。

据调查,目前各高校油气储运工程专业开设的《石油加工》课程大多数只安排理论课,很少进行实验教学,实际上,许多高校都具备开设实验课的相关条件,理论课和实验课并重是切实可行的。因此,如果能够在课程教学计划中,保证一定比重的实验课时,可以使学生更好地掌握专业知识。

2.采用灵活多样的教学方法,不断提高教学质量。

教师在教学中积极提倡以学生“学”为中心的教学方式,引导学生转变学习观念和学习方式,努力培养学生对课堂教学的学习兴趣,在教学中充分发挥每个学生的主观能动性,引导学生参与课堂教学,发现问题,解决问题,激发学生的求知欲,将基础理论知识拓展应用到专业课的学习中,例如对于炼厂气的加工利用,可以结合有机化学中C1~C4烷烃及C1~C4烯烃的主要化学反应等相关内容,引导学生分析炼厂气的合理加工利用途径。对于石油的蒸馏过程,可以通过比较与化工原理中二元精馏的异同点,掌握原油蒸馏的特点。多角度、多方位,展开讨论,分析解决工程实践问题。提高学生综合分析、解决实际问题的能力。

采用多种教学方法,以多媒体教学为主,兼用课堂讨论、参观考查、读书报告等辅助形式,既发挥多媒体教学在有限的时间通过形象、直观的手段进行大容量教学,也可以为学生提供与石油加工相关的图片音像资料;同时可以增进学生和教师的互动。

在《石油加工》课程教学中要重视对比式的教学方法。石油加工是理论和实践联系非常紧密的学科,涉及的内容非常广泛,在教学中需要经常比较各种加工过程的异同点,利于学生记忆。例如催化裂化和催化加氢是典型的石油加工过程,可以从主要生产目的、原料、主要产品、工艺流程、石油烃类的主要反应、催化剂的性能等方面比较两者的异同点,加深学生对工艺过程的理解和记忆,取得良好的教学效果。

3.增加实践教学,改革考核制度。

石油加工过程错综复杂,专业实验是理论教学的有益补充和完善,能够充分调动学生的学习积极性和创造性,使学生获得较接近实际的真实体验,发挥课堂教学和实际工作的桥梁作用。通过专业实验,教师要指导学生清楚地认识石油加工工业生产特点,引导学生将理论知识用于实践过程,全方位、多角度分析解决实际问题。

在进行专业实验的过程中,逐渐培养学生综合分析问题和解决实际问题的能力,增强学生的团队协作精神。我院前后购置了原油实沸点蒸馏、催化裂化、催化加氢、延迟焦化等具有国内先进水平的实验装置,也购置了各种先进的油气分析仪器。教师在指导实验过程中,可有意识地强化学生的仪器操作能力。对于我院油气储运工程专业的学生来说,专业特色偏重于成品油的储运,因此,只有掌握各种石油加工过程的特点,采用仪器方法,可以清楚分析各种加工过程得到的油品的特性,才能提出合理的油气储运方法。

在进行专业实验时,因为课时较少,对于类似催化裂化等大型的实验装置,可以把学生分成若干小组,采用教师演示、学生观摩的方式进行,而对于催化裂化产物分析实验,应保证每位同学都有动手操作的机会。在实验过程中要注重自助与互助结合。

传统的考核方式中,学生的平时成绩占30分,期末卷面成绩为70分。平时成绩主要由两部分组成:一为出勤;一为平时作业,抄袭作业的现象屡禁不止,几乎不能真正区分认真学习的同学。改革单一的考核制度,进行过程考核,以便对知识进行更全面的考查。具体的方式为:在平时考核中,增加课堂讨论以及学生提交的小论文的分值,一定程度上保证成绩的真实性,以调动学生学习的热情。增加实践过程的考核,用具有实际应用背景的任务考核学生解决实际问题的能力。虽然我学院的期末成绩以开卷考试为主,但应增加活分析、活应用的试题,减少分值。最好进行连续多次的考核,通过多次评估,促进学生专业能力的提高。

三、结束语

任何教学模式都是随着科学和技术的发展不断更新完善的动态系统。在《石油加工》课程的教学中,任课教师应坚持“以学生为中心”的思想,注重培养学生综合运用基础和专业理论知识解决实际问题的能力,为学生将来适应工作岗位的要求奠定良好的基础。

参考文献

石油化学工程原理篇12

中图分类号:TE68

文献标识码:A

1

引言

作为重要的战略性基础原材料产业之一,石化产业在国民经济和国防安全领域的双重战略地位不言而喻。在现代经济和历史中,石化产业扮演着独一无二的角色,它对国家命运、军事发展、全球贸易战略以及国家之间的关系所产生的影响为其它行业所不能比拟。拥有强大而独立自主的石化产业,已经成为衡量大国经济和国防实力的重要标尺。受此影响,即便是在全球化进程空前加快的今天,石化产业仍具有很深的国家烙印,提高石化产业竞争力、实现石化产业安全已成为各国政府矢志不移的奋斗目标。

产业部门地理研究一直是经济地理学的重要领域之一,它从地理学的区域和综合视角出发,研究产业部门的地域分布的影响因素、形成与发展的规律和特点。石化产业作为重要的工业部门,一直受到各学科学者的重视,上世纪80年代,地理学家从工业地理学的视角对石化产业的空间布局和组织进行了一系列研究。但是,近年来,中国地理学界对工业地理学的关注重点转移到了产业集群、公司地理、跨国企业投资区位选择、高新技术产业的布局、制造业的地理集中或空间集聚等领域,对地理学过去长期关注的传统产业部门地理学的研究逐渐淡化。对中国这样的大国而言,微观尺度研究是必要的,但从宏观尺度研究产业发展和产业空间组织同样重要。有鉴于此,本文对全球石化产业的发展历程进行了梳理和回顾,在此基础上研究了全球石化产业的演进机制,提出了全球石化产业发展的模式,以期为我国石化产业的发展提供借鉴。

2 全球石化产业演进历程及特征

2.1萌芽阶段

在当今社会,有机化学工业几乎等同于石油化学工业。然而,从产业门类上讲,石油化学工业属于有机化学工业的一部分。有机化学工业的生产原料来源众多,包括植物物质、蜜糖、煤炭和石油等。在石油化工产业真正诞生之前,很多化工产品的原料来源于其它物质,尤其是煤炭,而煤炭资源丰富、化学基础研究能力雄厚的德国则成为现代有机化工的发源地。

2.1.1早期有机化学工业——德国的霸主地位

19世纪20年代,以李比希为代表的德国科学家提出了有机化学理论,为现代化学工业奠定了理论基础。19世纪中期,纺织业的大发展对染料的巨大市场需求,为合成染料的发展提供了“需求拉动型”动力。1856年,德国科学家从煤焦油中提取出紫苯胺,使煤焦油迅速取代靛蓝等植物提取物,成为染料工业的主要原料。到1913年,德国合成染料的生产量已经占到全球的88%。20世纪初期,为了满足农业发展对肥料的迫切需求,“哈伯-博施”合成氨工艺的诞生,进一步奠定了德国在早期有机化工领域的霸主地位。

2.1.2合成材料的发展——美英的追赶

第一次世界大战使各国政府意识到德国对合成染料工业的绝对控制地位,以及它在化肥、炸药、药物生产等有机化学领域的领先优势,这促使美国和英国政府大力支持本国化学工业的发展,以追赶德国。1916年,在政府的资助下,英国染料公司成立。美国为保护本国的化学工业而采取的进口抑制政策,加上战时对炸药需求量的急剧增长,为杜邦、道化学和赫克力士等企业的早期发展提供了重要动力。

2.1.3从煤炭到石油——有机化工研发中心的转移

1940年以前,绝大多数合成材料以煤炭为原材料。德国煤炭资源丰富,而石油长期依赖进口,这决定了法本公司的技术开发以煤炭为基础。在英国,帝国化工认为煤炭作为有机化学原材料的地位不会改变,直到1943年,帝国化工还保持着“石油对化学工业不具吸引力”的观点。相比之下,美国油气资源丰富,炼油业发达,为现代石油化工的发展奠定了基础。因此,尽管欧洲化学公司主导了化工行业的主要产品,但是石油炼制业领域的工艺创新大都来自美国。其中,石油裂解工艺的创新与应用,使炼厂气逐渐替代煤焦油,成为现代化工的主要原料。随着原材料的变化,全球有机化工产业的研发中心逐渐由德国转移到美国。

2.2美国独霸阶段

2.2.1墨西哥湾的兴起

直到二战前夕,石油化工都很难称得上是一个产业,煤炭仍是绝大多数有机化工的原材料,大多数石油化工公司生产规模较小,空间分布处于分散状态,但一些先导企业已经将目光投向了墨西哥湾地区。受丰富而廉价的油气资源吸引,新泽西标准石油公司、壳牌、道化学和联合碳化先后在此落户,为后来石油化工行业在墨西哥湾地区的集聚埋下了伏笔。

二战的爆发加快了石化产业向墨西哥湾地区的集聚进程。与加利福尼亚及东北部沿海等传统炼油中心相比,休斯敦地区不易被空袭,出于国防安全的考虑,该区域成为战时美国石化产业的建设重心。1943年,政府出资修建了从德州通往中西部和东北部市场的原油和成品油管道,这强化了墨西哥湾区域的原材料优势,推动了炼油业和石油化工产业的飞速发展。

2.2.2石油化工产业的全面建立

二战期间,美国政府出资兴建了一大批生产合成橡胶的工厂,主要包括生产丁二烯和苯乙烯的工厂,以及生产最终产品的聚合体工厂。此外,美国还资助了古德伊尔和费尔斯通等橡胶使用企业更新生产设备,以适应合成橡胶的诸多特性。二战结束后,美国政府以极低的价格将国有工厂拍卖给它们,从而推动了战后美国石油化工产业的飞跃。

此外,战争需求迫使美国炼油业做出调整,产出重点由战前重视汽油转为重视燃料油、航空柴油、丁二烯、甲苯和其它芳香烃。其中,航空煤油等高辛烷值油品的巨大需求,推动了催化裂解工艺的发展。此外,1939年至1945年间,在政府直接资助和军方订单的刺激下,美国炼油能力增长了29%。炼油业的发展,加上催化裂解等炼油技术的进步,为石油化工提供了更加丰富的原材料。二战结束时,美国已经具备了相当大的化工原料产能。战争结束后,这些产能被迅速从军事用途转移到民用,使多家石油公司进入化工生产领域。

2.2.3战争与国际化工产业的力量平衡

1944年,盟军联合轰炸极大地破坏了德国有机化工的生产力。与盟军轰炸相比,战后国家分裂对德国化学工业的打击是致命的。作为战争赔款的一部分,苏联人将东德的化工设备整体拆除并搬到本国,到1948年,大约三分之一的东德化工产能被通过这种方式转移至苏联。类似的拆除与转移也发生在后来的西德,截止到1951年官方停止战争赔款时,667个工厂被从西德拆除转移。二战结束后,德国被迫工业裁军,合成汽油、合成橡胶与合成氨的生产被明令禁止,而其它基本化合物的产出不得高于1936年产出水平的40%。此外,法本公司被强制解散,使德国化学工业雪上加霜,在全球化工行业中的地位逐渐下降。相比之下,美国的地位日益提升。二战结束后,美国凭借资本优势,以高待遇为诱饵在全球范围内笼络科技精英,大批德国科学家和工程师加入美国国籍,为美国战后石化产业腾飞储备了大量人才。此外,通过占领德国的工厂和实验室,大量德国化工技术机密文件被运往华盛顿。最后,常规技术转移机制强化了技术扩散进程,而美国则成为德国专利技术的最大买家。至此,德国将自19世纪70年代以来在化学工业中的技术领先地位,拱手让给了美国。

2.2.4美国霸主地位的确立

二战是化学工业演进的重要转折点,美国超越了德国及欧洲,在化学工业的技术和产出方面,成为世界范围内无人企及的新霸主。1950年以前,美国几乎囊括了当时世界上所有的石油化工生产活动。

2.3西欧追赶阶段

2.3.1炼油能力急剧扩张

马歇尔计划的实施推动了欧洲炼油能力的扩张。1948至1955年问,欧洲炼油能力从1950万吨迅速提高到1.03亿吨,占全球的比重也从1940年的不足7%提高到1960年的16%。

2.3.2石化产业快速发展

炼油能力的扩张为石油化工提供了丰富的原材料,西欧石化产业获得了快速发展。1950年,西欧乙烯产能为1.4万吨,仅占全球总量的1.9%。到1960年,西欧乙烯产能迅速扩张到82万吨,占全球总量高达22.2%。同时,受战争拖累而元气大伤的德国化学工业,经过战后快速恢复重建,到1963就重新回到欧洲石油化工行业领先者的行列。

2.4生产全球扩散阶段

20世纪60年代初期,美国和西欧垄断了全球石化产业的大部分产能。据帝国化工(ICI)统计,1960年,美国与西欧的乙烯产能占全球总量的97.9%。1950年至1973年是美国和西欧石化产业发展的黄金时期。经过20多年的快速增长,美国与西欧的石化产业日趋成熟,国内市场逐渐饱和,产业发展速度缓慢下降。同时,随着日本及广大第三世界国家经济的快速发展,对石化产品的需求迅速增加。为抢占海外市场,大型跨国石化公司的对外直接投资行为,推动了石化产业的全球扩散进程。

2.4.1日本的崛起

20世纪30年代,在政府的支持下,多家大型化工企业迅速成长起来,奠定了日本石化产业的发展基础。二战后不久,日本与美国建立了战略伙伴关系,为其获取石化产业的先进技术提供了便利。日本早期石化产业相关技术的获取,几乎全部通过购买国外技术专利,而绝大部分专利来自美国。战后十年恢复重建,日本经济实力迅速提升,对石化产品的需求迅速增加,市场规模不断扩大。在技术、经济、市场等因素的综合作用下,日本成为继美国和西欧之后依托本国企业发展石化产业的第三个主体,而政府的干预加速了这一进程。20世纪60年代末,日本基本实现了石化产品的自给自足,随后迅速成长为主要的出口国之一。

2.4.2拉丁美洲的石化产业

20世纪60年代末期,在市场因素的作用下,跨国公司开始海外扩张进程。在地理位置与地缘政治的综合影响下,拉丁美洲成为跨国公司海外扩张的首选区域,而出口产品成为主要的扩张方式。然而,对于急于推进工业化进程的广大拉美国家,利用FDI发展本土石化产业被视为明智选择。为达到此目的,拉美国家实施了税收优惠、关税壁垒等旨在推动进口替代的各种政策措施。对跨国公司而言,一方面,东道国的高关税壁垒和进口限制,使其很难利用母国设备生产化工产品,然后出口至东道国市场;另一方面,东道国对FDI所采取的税收优惠政策,以及对其将盈利部分转到母国较少限制,对跨国公司直接投资东道国生产具有很大的吸引力。这些政策极大地推动了拉丁美洲石化产业的发展,截止到20世纪70年代早期,就已经有18到20家外国企业在拉丁美洲设立工厂,供应受保护的本地市场。

2.4.3东亚其他地区的石化产业

与拉丁美洲类似,东亚地区石化产业的发展也开始于进口替代,除日本之外,其它国家在发展时间上稍晚于拉美国家。产业发展初期,政府干预发挥了决定性作用。

在韩国第一个五年计划中,纺织业和炼油业被列为优先发展行业。一五期间,韩国首家炼油厂在蔚山建成投产,为后期石油化工的发展奠定了基础。为了利用炼油业产生的化工原料,生产纺织业等下游产业所需要的原材料,韩国在第二个五年计划开始将石化产业列为优先发展行业,并实施了相应的支持政策。由于缺少必要技术和资金,韩国政府积极鼓励FDI介入本国石化产业的发展,但前提是必须和国企或者本土私企合作,而政府通常要求占据半数以上的股份。到1980年,韩国基本实现了化工产品的自给自足。

中国台湾石化产业的发展历程与韩国类似。依托国有石油公司,台湾政府垄断了本土炼油业,为区内石油化工企业提供廉价的原材料,以避免其受到国际石脑油价格增长带来的冲击,进而维持石化产品的国际竞争力。亚太地区其它国家的发展历程与韩国和台湾大致相同,都是在进口替代战略的指引下,先发展炼油业等上游产业及纺织业等下游产业,后发展石化产业以填补上下游产业链环节上的空缺。

相对日本、韩国和中国台湾,中国大陆的石化产业起步较晚。日本侵华战争及后期苏联援助是新中国最初的石化产业技术来源,随后在中苏关系交恶、西方国家技术封锁、苏联解体等历史事件的影响下,中国大陆在依赖自主研发技术发展独立自主的石化产业的道路上步履艰辛。改革开放以来,中国大陆经济开始腾飞,纺织业等轻工业飞速发展,并迅速形成巨大出口能力,对石化产品的需求与日俱增。在巨大的市场需求驱动下,中国大陆石化产业进入持续快速增长阶段。

2.4.4中东地区的石化产业

从20世纪70年代末开始,在原材料优势和政府干预的综合作用下,北非与中东地区石化产业逐渐兴起。与拉丁美洲满足本国需求的市场定位不同,两大区域的石化产业从创建之初就是以出口为导向的。在这两个区域,根据其利用天然气的成分不同,石化产业的发展可以分成两种类型。一是利用甲烷生产氮肥,二是利用乙烯生产化工产品。石油危机之前,化肥产业是石化产业发展的主要模式。石油危机之后,以乙烯为原料的石油化工迅速发展起来。1978年,阿尔及利亚建立了OPEC成员国中首家乙烯基石油化工综合体,随后卡塔尔和沙特阿拉伯分别于1981年和1985年建立了自己的石油化工综合体。伊朗与伊拉克均从20世纪70年代末开始着手兴建类似的综合体,然而两伊战争影响了两国石化产业的发展进程。经过十年的发展,中东与北非地区在石油化工产业的投资总量颇具规模,乙烯产能占全球的份额达到了5%,相比于10年前的几乎空白有了很大的提高。

3 全球尺度的石化产业空间组织动因

3.1技术因子

技术创新是推动石化产业兴起并迅速发展的先导因素。一战之前,德国凭借有机化学领域的技术优势,登上全球有机化学工业的霸主之位。二战前后,在多种因素的综合作用下,化工技术由德国加速向美欧国家扩散。随着法本公司的被迫解体及战胜国的掠夺,德国有机化工元气大伤,而美国凭借二战时期积累的资本和技术实力,成为战后全球石油化工技术的研发中心。二战以后,有机化工原料由煤炭转为石油,依托国内发达的炼油业和战时化工技术的积累,美国一跃成为全球石化产业的霸主。20世纪50年代末,在美国战后政策的推动下,石油化工技术扩散到西欧,西欧石化产业发展开始加速。在美国和西欧等核心经济体中,技术垄断时间较短,技术延迟时间不长。然而,在从核心经济体向国家扩散的过程中,受地缘政治影响,技术延迟时间较长,大约在50年左右。从20世纪70年代末开始,技术已经不再是石化产业全球扩散的主要障碍。通过向美国和西欧国家购买石化技术,日本、拉丁美洲、亚太和中东地区的石化产业相继发展起来,推动了石化产业的全球扩散进程。

需要特别指出的是,传统的产业生命周期理论认为,随着技术及生产的全球扩散,产业在创新型先发国家逐渐衰落,转而在后发国家兴起(见图10)。然而,这种状况在石化产业的全球扩散进程中并未发生。在后发国家石化产能加速扩张的同时,先发国家的石化产业并未出现衰落迹象,反而有所增长或处于高位稳定状态(见图11)。究其原因,主要有以下三点:第一,石化产业作为战略性产业,其在产业安全及国防安全中的地位之高,使先发国家政府不能放弃该产业;第二,石化产业作为基础原材料产业,与整个国民经济体系保持着密切的产业联系,相关产业的兴衰及产品的更新换代都无法撼动其基础原材料的地位,反而进一步刺激石化产业的产品创新和技术创新,因此,经久不衰的市场需求和永不停止的创新活动共同促成了石化产业的长青;第三,石油基础化工原料和中间体等石化产品非常不适合远距离运输,受此影响,石化产业的全球分工体系始终不能像其它产业那么完善,这从客观上也导致了先发国家石化产业的稳定发展。

3.2市场因子

从全球尺度来看,石化产业的发展与国家的经济实力密切相关,石化产业全球空间扩散表现出明显的市场导向型模式。

一战之前,化肥和染料的市场需求,促进了德国早期有机化工的发展。二战前夕,德国出于战略层面的考虑,大力发展煤制油、合成塑料及橡胶等技术,由此对石油化工的诞生起到了间接推动作用。二战期间,珍珠港事件造成了橡胶短缺,直接催生了美国合成橡胶和现代石油化工产业。战后恢复重建时期,汽车制造业、纺织业和建筑行业的飞速发展,为石油化工产品提供了巨大的市场需求。此外,随着合成材料质量的提高和价格的降低,对天然材料的替代进程不断加快,使合成材料的产能在发展初期呈现指数增长。

在巨大利润的吸引下,石油公司和化学公司纷纷介入石化产业,竞争日益激烈。为获得价格竞争优势,各大企业纷纷扩大工厂规模,追求规模经济。急剧扩张的产能,需要足够的市场来消化。然而,经过20年的飞速发展,核心经济体国内市场基本饱和,产能出现严重过剩。同时,随着第三世界国家工业化进程的加快,纺织业等劳动密集型产业快速发展,为石化产品创造了巨大的市场需求。在这种情况下,跨国公司纷纷抢占国外市场,转移多余产能,由此推动了石化产业的全球扩散。在国家石化产业的发展进程中,市场规模的大小和经济发展阶段的高低,在很大程度上决定了各国石油化工产业发展时间的早晚。相比之下,日本、巴西、阿根廷、韩国等市场规模较大的国家,石化产业起步较早,发展效果较好。

3.3政策因子

石化产业作为影响国防安全的战略性产业,在其发展之初就受到各国政府的高度重视。此外,石化产业与上下游产业之间存在密切联系,其技术创新引领能力和产业发展带动能力很强,具备主导产业的一般特征,在现代经济体系中发挥着主导产业的作用,被公认为推动区域经济发展的核心产业。由于美欧等核心经济体和广大国家石化产业的发展历程不同,政府政策因素的表现方式也存在差异。

在核心经济体,政府干预主要体现在三个方面。第一,在石化产业发展早期,政府通过政策支持和财政资助,鼓励石化企业进行技术研发,保护本国石化产业免受外来冲击,提高本国石化企业的竞争力。第二,在石化产业快速发展阶段,凭借强大的军事和政治实力,通过外交手段为本国跨国企业的海外扩张保驾护航;第三,出于地缘政治的考虑,控制本国企业技术转移的方向,对友好国家进行技术援助,对潜在的敌对国家实施技术封锁。

相比之下,在广大国家中,政府干预主要体现在两个方面。第一,在进口替代政策和出口导向政策的指引下,通过贸易、税收等政策,迫使跨国公司在本国投资建厂,以获得必要的资本和技术,带动本土石化产业的发展;第二,通过成立国有石化企业,掌握本国石化产业命脉,推动区域工业化进程,带动区域经济发展。

3.4原材料因子

石化产业是以石油和天然气为原材料和燃料的能源密集型行业,其发展受到原材料可得性及价格的影响较大。在有机化工产业发展的早期,原材料主要是以煤炭为主,技术创新主要发生在欧洲,尤其是德国和英国。后来,原材料逐渐转变为天然气和炼厂气,石油化工的技术创新中心从欧洲逐渐转移到美国,化工原材料禀赋的差异是导致这一转移的主要原因。1940年,全球炼油能力的71%集中在北美洲,其中绝大部分集中在美国,而仅有7%分布在欧洲,这导致当美国以石油为原料大力发展有机化工时,欧洲仍然依赖于煤炭。

在石油危机之前,与技术、市场和政策因素相比,原材料对全球石化产业的空间扩散影响较小。随着1973年和1979年两次石油危机的到来,石油价格猛涨,使原材料成本成为影响石化产业发展的重要因素。根据美国1986-1987年对国内主要石化企业的一项调查显示,原材料及燃料价格不仅是影响它们当前竞争优势的最主要因素,而且在可见的未来也是最主要的因素之一。从20世纪70年代末开始,凭借原材料优势,北非与中东地区石化产业逐渐兴起。以沙特阿拉伯为代表的新的石化产业中心的出现,改变了世界石化产业空间格局。

3.5跨国公司因子

跨国公司在石化产业的发展进程中始终发挥着主导作用。在早期技术创新阶段,德国的法本公司及后来的巴斯夫、美国的杜邦和道化学、英国的帝国化工等跨国公司的贡献不可磨灭。在后期全球扩散阶段,跨国公司在很大程度上起到了将石化产业传播到世界各地的作用。此外,对于广大经济相对落后的发展中国家,本土社会资本难以支撑如此庞大投入,因此只能依赖于FDI或者政府出资。在市场和原材料因素的拉动下,跨国公司通过对外直接投资介入发展中国家的石化产业发展进程,不仅提供了必要的技术,还投入了大量资金,这无疑加快了相关国家的石化产业发展进程,进而推动了石化产业的全球扩散进程。

跨国公司主导下的石化产业全球扩散分为三个阶段,即产品出口阶段、初级FDI阶段和高级FDI阶段。在产品出口阶段,东道国经济发展水平较低,石化产品市场需求较小,跨国公司将在东道国开采的石油运回母国,经加工后再将油品及化工产品出口至东道国。随着东道国经济的发展和市场需求的扩大,政府开始通过提高贸易壁垒等方式发展本土石化产业。跨国公司为避开贸易壁垒,与东道国政府合资共建炼油厂,进入初级FDI阶段,跨国公司涉足东道国炼油业是该阶段的主要特征。随着东道国纺织业等下游产业的进一步发展,石化产品的市场需求开始剧增,东道国政府开始有意识的发展石油化工产业,贸易壁垒进一步增加。为保障市场份额、避开贸易壁垒,跨国公司与东道国一起建设石油化工厂,利用当地炼油业生产的原材料,生产初级石化产品供应本国市场,进入高级FDI阶段。然而,高级石化产品的生产技术仍垄断在跨国公司手中,其生产在母国进行然后出口至东道国。

3.6劳动力因子

在传统国际劳动分工理论中,劳动力是导致产业活动在全球以及国家层面发生空间转移的主要因子。然而,作为资本密集型行业,劳动力在石化产业成本体系中所占比重较小,这意味着那些推动某些产业向劳动力成本低廉地区转移的作用力,并不对石化产业产生重大影响。对规模经济的追求进一步强化了石化产业的资本密集特征,从而导致劳动力成本这一影响众多产业扩散的主导因素,并没有在石化产业的空间扩散进程中发挥同等的作用。广大国家石化产业的迅速崛起,不能简单的用劳动力成本低廉来解释。劳动力的比较优势推动了国际经济的快速增长,这反过来成为推动石化产业发展的重要动力,因为纺织业、塑料制品业等劳动密集型行业的快速发展需要石化产业为其提供支撑。因此,市场因素是这些地区的石化产业发展的根本动力,而不是劳动力。

4 全球尺度的石化产业空间组织模式特征总结

在系统梳理全球石化产业空间组织的演进历程和机制后,我们发现,全球各国家和地区石化产业的发展模式存在较大差异,主要分为三种类型:以美欧等核心经济体为代表的“技术创新推动型”,以拉美和东亚地区为代表的“进口替代型”,和以中东北非地区为代表的“出口导向型”。

4.1技术创新推动型

该类型以美国和英国、德国等欧洲核心经济体为典型代表。在这些国家和地区的石化产业发展过程中,技术创新发挥了主导作用,并使其始终处于全球石化产业的产业链和价值链高端,而市场与技术创新的互动进一步促进了石化产业的发展,使其保持长盛不衰。在全球一体化和经济全球化的大背景下,核心经济体国家在保持高端技术的绝对垄断的前提下,将落后技术和成熟技术有选择性的输出到后发国家,使其发展本土石化产业,生产技术水平低、附加价值低、环境污染大的初级石化产品。然后,通过进口初级产品进行深加工获得附加价值较高的高端产品,并出口至后发国家,由此形成了石化产业的全球分工体系,并将后发国家锁定在产业链和价值链的低端。

4.2进口替代型

该类型以拉美和东亚地区为典型代表,在其石化产业的发展历程中,政府发挥了主导作用,此外,跨国公司也起到了非常重要的作用。进口替代型石化产业的发展历程基本可以划分为两大阶段:第一阶段,在当地政府的国家垄断控制下,石油勘探与开采业、炼油业等石化产业上游行业首先得到发展,同时依托廉价的劳动力,纺织业等下游劳动密集型轻工业作为第一阶段进口替代产业也获得较大发展,由于早期缺乏足够的资本和必要的技术,石油化工产业未能发展起来,主要产品依赖进口。第二阶段,本土石油化工产业的发展。随着下游纺织业发展引发的石化产品市场规模的不断扩大,以及上游炼油业发展带来的原材料保障度的提高,当地政府开始提高贸易壁垒,以市场为筹码与跨国公司进行谈判,迫使其提供必要的技术和资金,与当地政府共同发展当地石化产业。

4.3出口导向型

该类型以拉美和东亚地区为典型代表,在其石化产业的发展历程中,跨国公司和政府发挥了主导作用。在石化产业发展的早期,跨国公司在其母国的政治军事保护下,与东道国签订不平等的油田租赁协约,大肆掠夺原油资源。20世纪70年代,在民族运动的浪潮推动下,石油国有化运动席卷中东和北非,政府在民众的支持下,将油田收归国有,并以此为筹码与跨国公司谈判,迫使其提供必要的技术和全球营销支持。出口创汇、平衡区域发展是出口导向型国家发展石化产业的两大目标。受此影响,这些国家的石化产业不断向下游延伸,以提高油气资源的附加价值,发挥石化产业的产业增长极效应,推动区域发展,拉动当地就业。

5 结论与启示