石油化工指以石油和天然氣為原料，生產石油產品和石油化工產品的加工工業。

石油化工產品以煉油過程提供的原料油進一步化學加工獲得。生產石油化工產品的第一步是對原料油和氣（如丙烷、汽油、柴油等）進行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料。

第二步是以基本化工原料生產多種有機化工原料（約200種）及合成材料（塑料、合成纖維、合成橡膠）。這兩步產品的生產屬于石油化工的范圍。

有機化工原料繼續加工可制得更多品種的化工產品，習慣上不屬于石油化工的范圍。

一、石油化工的作用

⒈ 石油化工是能源的主要供應者

石油化工，主要指石油煉制生產的汽油、煤油、柴油、重油以及天然氣是當前主要能源的主要供應者。目前，全世界石油和天然氣消費量約占總能耗量60%；我國因煤炭使用量大，石油的消費量不到20%。石油化工提供的能源主要作汽車、拖拉機、飛機、輪船、鍋爐的燃料，少量用作民用燃料。能源是制約我國國民經濟發展的一個因素，石油化工約消耗總能源的8.5%，應不斷降低能源消費量。

⒉ 石油化工是材料工業的支柱之一

金屬、無機非金屬材料和高分子合成材料，被稱為三大材料。全世界石油化工提供的高分子合成材料目前產量約1.45億噸。除合成材料外，石油化工還提供了絕大多數的有機化工原料，在屬于化工領域的范疇內，除化學礦物提供的化工產品外，石油化工生產的原料，在各個部門大顯身手。

⒊ 石油化工促進了農業的發展

農業是我國國民經濟的基礎產業。石化工業提供的氮肥占化肥總量的80%，農用塑料薄膜的推廣使用，加上農藥的合理使用以及大量農業機械所需各類燃料，形成了石化工業支援農業的主力軍。

⒋ 各工業部門離不開石化產品

現代交通工業的發展與燃料供應息息相關，可以毫不夸張地說，沒有燃料，就沒有現代交通工業。金屬加工、各類機械毫無例外需要各類潤滑材料及其它配套材料，消耗了大量石化產品。建材工業是石化產品的新領域，如塑料建材、門窗、鋪地材料、涂料被稱為化學建材。輕工、紡織工業是石化產品的傳統用戶，新材料、新工藝、新產品的開發與推廣，無不有石化產品的身影。當前，高速發展的電子工業以及諸多的高新技術產業，對石化產品，尤其是以石化產品為原料生產的精細化工產品提出了新要求，這對發展石化工業是個巨大的促進。

二、石油化工的發展

石油煉制起源于19世紀20年代。

20世紀20年代汽車工業飛速發展，催化裂化工藝開發成功，加上其他加工工藝的開發，形成了現代石油煉制工藝。為了利用石油煉制副產品的氣體，1920年開始以丙烯生產異丙醇，這被認為是第一個石油化工產品。

20世紀50年代在裂化技術基礎上，開發了以制取乙烯為主要目的的烴類水蒸汽高溫裂解，簡稱裂解技術，裂解工藝的發展為發展石油化工提供了大量原料。同時，一些原來以煤為基本原料，通過電石、煤焦油生產的產品陸續改由石油為基本原料，如氯乙烯等。

在20世紀30年代，高分子合成材料大量問世。按工業生產時間排序為：

1931年為氯丁橡膠和聚氯乙烯；

1933年為高壓法聚乙烯；

1935年為丁腈橡膠和聚苯乙烯；

1937年為丁苯橡膠；

1939年為尼龍66。

第二次世界大戰后石油化工技術繼續快速發展。

1950年開發了腈綸；

1953年開發了滌綸；

1957年開發了聚丙烯。

石油化工高速發展的原因是：

⑴ 有大量廉價的原料供應，50-60年代，原油每噸約15美元；

⑵ 有可靠的、有發展潛力的生產技術；

⑶ 產品應用廣泛，開拓了新的應用領域。

原料、技術、應用三個因素的綜合，實現了由煤化工向石油化工的轉換，完成了化學工業發展史上的一次飛躍。

20世紀70年代以后原油價格上漲，1996年每噸約170美元，石油化工發展速度下降，新工藝開發趨緩，并向著采用新技術、節能、優化生產操作、綜合利用原料、向下游產品延伸等方向發展。一些發展中國家大力建立石化工業，使發達國家所占比重下降。1996年全世界原油加工能力為38億噸，生產化工產品用油約占總量的10%。

三、石油化工產品與人們的生活

⒈ 腈綸纖維

過去人們常說：“羊毛出在羊身上”，這似乎是個不容懷疑的真理。但石油化學工業的飛速發展已改變了人們只向自然索取的習慣。以前，人們穿的衣料，都是來自棉、毛、絲、麻這些天然纖維。而在今天，化學纖維的比例，已經遠遠超過了天然纖維。

化學纖維有兩種類型。

人類較早利用的是人造纖維，它是用木材或野生植物等這些含有纖維素的物質為原料，經過化學處理和機械加工而制成的纖維，它的品牌產品有粘膠纖維和醋酸纖維（人造絲）等。

近現代開始利用的是合成纖維。它所用的原料，是煤、石油、天然氣這些本身并不含纖維素的物質，經過一系列的化學過程而合成的。它的三個品牌，就是大家所熟悉的錦綸（尼龍）、滌綸（的確涼）、腈綸。在合成纖維的總產量中，三大品牌占了10％以上。

被人們稱作人造羊毛的腈綸，就是用石油的裂解產物丙烯，結構簡式：CH2=CH-CH3為原料進行生產的。首先讓丙烯在一定溫度（400～500℃）、一定壓力（2～3大氣壓）和有催化劑存在的條件下，跟氨氣、氧氣等發生反應，生成丙烯腈（CH2=CHCN）：

2CH2=CH-CH3＋2NH3＋3O2→2CH2=CH-CN＋6H2O

（丙烯） （丙烯腈）

丙烯腈在一定條件下能聚合得到白色粉末狀物質聚丙烯腈。再把這種白色粉末用適當溶劑溶解，得到紡線溶液后，即可進行紡絲。

腈綸纖維以質輕、柔軟、保暖性好等著稱，它的外觀很像羊毛，其強度比真羊毛還要高兩倍，并具有高膨松性，可加工制成各種五顏六色的膨體紗。因此，腈綸問世不久，便奪得了紡織界的品牌，成為人們普遍歡迎的織物原料。這不僅為合成纖維這個新名爭得了榮譽，也為它的出身——石油增添了不少光彩。

⒉ 塑料

在我們的生活中，塑料是一種運用十分廣泛的化學有機合成物。它是以石油為來源并形成了當今世界的一門新興的產業，并獲得了飛速的發展。1970年，世界塑料總產量為2965萬噸，到今天已經超過了２億多噸，產量迅速增加。它的品種也呈加速度增長，本世紀初，還只有酚醛塑料（電木）一個品種，今天已經發展到一千多種。

塑料品種雖然很多，但也可分為兩大類：通用塑料和工程塑料。

通用塑料是指一般應用較廣，沒有多少特殊要求的一般塑料。

工程塑料是指能代替金屬用于制造軸承、齒輪、閥門等機器零件及外殼的塑料，技術含量較高。

大家熟悉的聚乙烯塑料，就是在世界產量居首位的一個通用塑料的品種。它是以聚乙烯為原料，在一定溫度和壓力下聚合而成。常用它制造塑料薄膜、各種容器、電纜皮及泡沫塑料等。

近三十多年來，塑料薄膜在農業上被越來越普遍的推廣。我國是個農業大國，每年的需求量都在百萬噸以上。人們用它來制造塑料薄膜溫室，既可透光又可保溫，使農作物既可進行充分的光合作用，又不致由于溫度過低而停止或放慢生長發育的速度，甚至在冬天還會發生凍傷、凍死的現象。在薄膜溫室中，可以生產一年四季的蔬菜品種，并且還能縮短蔬菜等農作物的生長成熟期，提高作物的產量。

通用塑料耐高溫，耐低溫的性能較差，熱了變軟，冷了變脆，一般只能在60℃范圍內才能保持正常。顯然，這種通用塑料難以用作工程材料。1950年，一種聚四氟乙烯的塑料品種誕生后，改變了它的尷尬局面。它具有不怕嚴寒酷暑的本領，可在200～250℃之間保持性能不變，并具有不怕強酸強堿以至王水的腐蝕。這就是被稱為“塑料王”的最早的工程塑料。

今天的工程塑料，已經產生了許多性能更為優良的品種。聚四氟乙烯雖有“塑料王”之稱，但它不易加工，在高溫下使用會產生對人體有害的有毒氣體。今天我們廣泛使用的是ABS工程塑料，克服了上述這些缺點。它是用丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種原料，共同聚合而成，因而它集中了丙烯腈的耐熱、抗腐蝕性，丁二烯的高彈性，苯乙烯的易加工的特點，受到工程師們的空前熱烈的歡迎，成為新的“塑料王”。

在空間技術方面，隨著現代宇航事業的發展，一些高強度的工程塑料也占有了一席之地。一種能在1500℃高溫下，處理聚丙腈而得到的碳纖維材料，在一定時間里，可以經受4000℃通用的高溫，可用來做火箭頭部結構的材料，滿足了空間技術材料的要求而受到空間材料專家的青睞。

塑料不僅在航天方面，工程方面有著廣泛的用途，在人類醫療器材的發展上也有著許多獨特的貢獻。在人造醫療用塑料制品上，發揮了金屬發揮不了的作用。它們被用于制造人造血管、人造食道、人造骨骼以及人造角膜等塑料制品，已經在人體中得到了成功的運用。人們把一個塑料心臟，換在牛的體內，這頭小牛居然活了兩星期。我們可以預料，在人體內使用塑料心臟以挽救心臟功能衰竭病人生命的日子，已經為期不遠了。

⒊ 橡膠

橡膠也是人們生活中常用的一種材料，天然橡膠的生產受到地區和氣候條件的限制，已不能滿足日益發展的需要，合成橡膠就必然蓬勃地發展起來了。

人類對橡膠樹中流出的乳膠進行了研究，結果發現它的基本成分是異戊二烯，于是人們就開始合成這種成分。終于在1914年第一次合成出具有彈性的材料，叫做甲基橡膠。近幾十年來，由于合成橡膠不受天時地利條件的限制，生產效率大大超過天然橡膠，而且合成橡膠的性能在耐油、耐磨、耐高溫、耐低溫、氣密性等方面都較天然橡膠優越。所以目前的產量已大大超過天然橡膠。

合成橡膠所需要的大量原料，如：乙烯、丙烯、丁烯和芳香烴，都可以來自石油化工。先從石油中獲得生產合成橡膠的單體，然而通過聚合，連結成一條很長的“鏈條”。不過，它不是一條筆直的"鏈條"，而是彎彎曲曲的，既能屈能伸，又能作旋轉運動的“鏈條”，這就使合成橡膠單體聚聯成具有彈性的大分子固體。

合成橡膠品種繁多，習慣上根據合成橡膠的主要用途，大致分為通用合成橡膠和特種合成橡膠兩大類。一般通用橡膠產量較大，主要用來生產各種輪胎，工業用品、生活用品及醫療衛生用品。特種橡膠專門用作在特殊條件下使用的橡膠制品。如：丁腈橡膠主要特點是耐油性好，廣泛用于制造各種耐油膠管、油箱、密封墊片等。又如某些含氟橡膠不僅能耐高溫，而且不受化學藥劑的侵蝕，用這種橡膠制成的密封環在200℃腐蝕液中可以經受6萬次反復變形，而能保持性能不變。

⒋ 化肥

化肥同樣是人們生活中常用的一種材料。土地的營養來自肥料。由于自然界中各種天然的有機肥，例如人畜的糞尿、廄肥、草木灰和各種腐殖質等，已越來越滿足不了農業生產的需求，所以，人們就逐步探索并發展了采取化學的辦法來合成肥料，這種肥料就叫化學肥料。簡稱為化肥。

化肥中以氮肥在農業生產中用量最大，目前世界上各國的化肥生產中，氮肥的生產均占首位。

氮肥的品種很多：常用的有尿素、硫酸銨、硝酸銨、碳酸氫銨和氯化銨。它們都是白色顆粒狀晶體，并都易溶于水，在土壤中易被植物根部吸收。氮是農作物體內蛋白質、核酸和葉綠素的重要組成成分，它能促進作物生長，使莖、葉茂盛，葉色濃綠，促進植物的光合作用而使作物增長。如一斤硫酸銨用于施肥可增產4斤糧食。而尿素比硫銨含氮高2倍以上，肥效更大，并且可以在任何土壤中使用，不破壞土壤。

氨是氮肥的基本原料。我們常在通風不好的廁所都會聞到一股刺激性的臭味，這實際上就是氨所發出的氣味。氨與硫酸作用，就生成硫酸銨；氨與硝酸作用，就可制得硝酸銨；氨與碳酸作用，就能生成碳酸氫銨；氨與鹽酸作用，就能得到氯化銨；氨在一定條件下與二氧化碳作用，就能合成尿素。那么在工業上怎么制取氨呢？

制氨的原料是氮氣和氫氣。空氣中五分之四是氮氣，所以，制氨工業中用的氮氣，不言而喻，即可取之于空氣。

制氨工業中所需的氫氣，可以有許多方法取得。其中以天然氣、煉廠氣為原料來制取氫，則具有成本低、純度高等優點。目前我國不少化肥廠就是用這種方法來制取氫氣的。人們從“空中取氮”，“油中取氫”后，將它們按要求比例混合，然后，在一定條件下進行化學反應，就可以得到合成氨。有了氨，就有了氮肥。有了氮肥，也就有了農田增產的保證。

有機合成材料從本世紀五十年代發展起來已經為人類作出了巨大的貢獻，這不僅改善了人類的社會物質生產裝備，也改變了人們的物質生活面貌。然而現階段人類主要是以石油、煤、天然氣為原料來發展有機化工工業，這些資源在自然界都是有限的，屬不可再生的能源，因此人類迫切需要將化工研究的目光轉向有著豐富資源的自然界，從有機物中發展有機化工并且還要研究從無機物中尋找合成材料。人類只有從無限的自然資源中尋求，從陽光、空氣、水中探索新材料的發展才會使化學工業得到最終快速的發展。