第一章石油化工基礎知識
1石油與化工產品的關係
石化產品包括石油產品和石油化工產品，這些產品都是以石油為原料的石油化學工業生產出來的。從石化產品的性能上看，石油化學工業既是能源工業，又是原材料工業。它為工業、農業、交通運輸和國防建設提供了油品和化工原材料，直接關係到整個國民經濟的發展，成為國民經濟的基礎工業。不僅如此，它還為人們的衣、食、住、行、用等各個方麵提供了多種多樣的日用必需品，大大地繁榮了市場，豐富了人們的生活。
黑乎乎的石油一下子變成多種多樣的石化產品，到底是通過什麼方法來實現的呢？
首先，我們來了解一下這種變化的過程，它是由石油本身的性質和其組成的化學成分決定的。
石油是從地底下開采出來的一種油狀液體，通常呈暗褐色或黑色，有一種特殊的刺鼻氣味，能燃燒，比水輕，不溶於水。在常壓下，石油沒有一定的沸點，不像水一樣有恒定的沸點(100℃)，它開始沸騰後，如繼續加熱，會繼續沸騰，隨著沸騰時間的增加，它的溫度也在不斷地升高。在常溫下(25℃)，石油是較黏的液體，在低溫下成為半固體或固體。
石油的化學成分比較複雜，不同開采地的石油組成和性質也不盡相同。烴(碳氫化合物的簡稱)類混合物占石油成分的97％～99％，其餘的成分是含氧、含硫、含氮的化合物，隻占石油成分的1％～2％。通常按含硫量的高低，又將石油分為高硫油(含硫＞1％，如中東原油)、中硫油(含硫05％～1％，如勝利原油)、低硫油(含硫＜05％，如大慶原油)。
根據石油中所含主要成分的多少，可把石油分成三大類：第一類，烷基石油，又稱石蠟基石油，含芳香烴較少；第二類，環烷基石油，又稱瀝青基石油，含環烷烴、芳香烴較多；第三類，混合基石油，其環烷烴、芳香烴的含量介於前兩類之間。
現在，我們再來了解一下石油煉製及化工原材料加工的簡要過程。
石油的組成成分主要是烴類(碳氫化合物)，它能在空氣和有氧存在的環境中燃燒，生成二氧化碳和水，並放出大量的熱量，這是它能成為極其重要燃料的原因。從油井中開采出來的石油很少直接利用如僅僅作為燃料，那將是極大的浪費。隻有通過煉油廠煉製和化工廠加工，才能進一步生產更多有用的產品和化工原料。
2石油的煉製
經過脫鹽、脫水後的原油(即從地下開采出來未經加工的石油)，被輸送到煉製燃料用油的煉油裝置(主要有蒸餾、催化、裂化和焦化裝置)生產燃料油。常減壓蒸餾裝置利用原油各餾分沸點的不同，通過蒸餾的方法使原油分餾出汽油、煤油、柴油後，以減壓蒸餾所得的餾出油作為催化裂化的原料油，減壓蒸餾塔底得到的渣油作為延遲焦化的原料油，常壓渣油或減壓渣油和蠟油按一定比例混合作為重油催化裂化的原料。
另外，煉油廠除生產燃料油之外，還生產潤滑油、瀝青等產品。它是常壓渣油通過減壓蒸餾後，再經溶劑脫蠟、溶劑精製、白土精製生產各種潤滑油料，並經丙烷脫瀝青分離出瀝青。
石油通過煉製，除得到燃料油、潤滑油和瀝青等產品外，更重要的是通過裂化、焦化過程，使大分子烴變成小分子的烷烴、烯烴，以及通過重整抽出芳烴，從而生產出更多的基本化工原料，製造出品種繁多的有機合成產品。
3石油的化工利用
石油是碳氫化合物所組成，它是有機化工原料的主要來源。然而，將石油變成有機化工的原料，尚需要一定的措施和手段。
煉油過程中可以得到不少的化工原料，但這些原料滿足不了日益擴大的需要。因此，以石油產品(凝析油、石腦油、輕柴油等)、天然氣、石油氣或原油為原料，進行裂解、分離來製取烯烴、炔烴和芳烴。裂解的方法有很多種，根據供熱方式的區別可分為四種：管式爐裂解、熱載體裂解、浸沒燃燒裂解、催化裂解。裂解所得氣體產物的分離方法大致有三種：深冷分離法、吸附法、溶劑吸收(萃取)法。
成千上萬種的有機化合物絕大部分都是由三烯(乙烯、丙烯、丁烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)、一炔(乙炔)、一萘(萘)來製造的，通常將它們列為一級基本有機化工原料。從一級有機化工原料出發生產出二、三級基本有機化工原料，其中包括含醇、酮、酸、胺等類幾十種重要的有機化合物，這些基本有機化工原料是石油化工產品的基礎。然後，再進一步生產出合成纖維、樹脂、塑料、橡膠、化肥、農藥、染料、塗料、醫藥、炸藥、洗滌劑等產品。
合成纖維、合成樹脂與塑料、合成橡膠，被人們統稱為三大合成材料。下麵我們就來看一看它們是通過什麼方法生產出來的。
合成纖維是以石油、天然氣和煤作為原料，通過有機合成方法製得合成纖維單體，經聚合、抽絲製成合成纖維。目前，生產的主要品種有聚酯胺(即尼龍或錦綸)、聚酯(滌綸)、聚乙烯醇縮甲醛(維綸)、聚丙烯腈(腈綸)、聚丙烯(丙綸)。
合成樹脂和塑料是把有機原料用化學的方法人工合成出來的一種具有類似天然樹脂的新型材料。在合成樹脂中加入適量的添加劑，就成為塑料。塑料經過吹塑、擠出、壓延、注射等方法加工成型，即可做成各種各樣的塑料製品。
合成樹脂的種類繁多，按加工性能可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂，像聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等幾種主要品種都是熱塑性樹脂；像酚醛樹脂、環氧樹脂、氨基樹脂、有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)等品種，都屬於熱固性樹脂。
如果按用途來分，又可分為通用塑料和工程塑料，通用塑料主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯及其係列產品；工程塑料主要有聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、氟塑料、聚礬和離子交換樹脂等。
合成橡膠則是利用不同的化學原料聚合製得不同品種的新型材料。生產合成橡膠的主要單體有：丁二烯、異戊二烯、苯乙烯、異丁烯、丙烯腈、丙烯、乙烯等。這些單體經過均聚或共聚生成具有彈性的高聚物，如：丁苯橡膠就是丁二烯和苯乙烯的共聚物；順丁橡膠就是丁二烯的聚合物；異戊橡膠就是異戊二烯的聚合物；丁基橡膠就是異丁烯與少量異戊二烯的共聚物；丁腈橡膠就是丁二烯與丙烯腈的共聚物；乙丙橡膠就是乙烯與丙烯的共聚物。
在國際上，合成橡膠有丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁基橡膠等七大品種；此外，還有熱塑性橡膠、粉末橡膠、液體橡膠以及各類特種合成橡膠約上百個品種。
4煉油、化工生產的安全要求
煉油、化工安全生產的重要性
安全生產是一項涉及經濟、政治、科學、教育、環境的重大問題，是保證社會安定、經濟建設健康發展的重要環節，也是衡量企業精神文明和物質文明的重要標誌之一。實現安全生產，對技術密集、資金密集、連續化生產、易燃、易爆的煉油企業和化工企業來說，尤為重要。下麵就讓我們看一看煉油、化工企業生產的特點，從中體會安全生產的重要性。
(1)生產技術具有多樣性、複雜性和綜合性。現代化的煉油、化工企業一般生產規模較大，分工較細，自動化程度高，擁有先進的生產技術和成套複雜的大型設備，通過管道把大型聯動機、塔、罐、反應器、換熱器、加熱爐等互相聯結，是一個技術密集、多種技術交叉使用的綜合體。勞動者受到設備運轉規律、工藝流程、操作程序等一係列複雜生產技術的製約。同時，還需要機、電、儀等多工種的密切配合，以及現代管理方法和手段的綜合運用。與其他企業相比，設備和生產技術的使用壽命周期短，更新速度快。
(2)生產過程具有高度的比例性、連續性和協作性。煉油、化工企業是由許多相互關聯、相互依存的生產部門構成的有機體，產品品種多種多樣。產品的生產，物料的配比都有嚴格的要求，配套性很強。在生產過程中物料不間斷地連續發生變化，各工序之間，車間、工段、班組、崗位之間，都有明確的職責和分工，按各種規程、控製指標、工藝卡片的要求進行操作，從而形成一定協作關係的生產體係，確保安全、穩定、長周期、滿負荷、優化生產。否則，會影響產品質量、數量，中斷生產，甚至造成事故。
(3)能源消耗高，綜合利用強。能源既是煉油、化工生產的燃料動力，又是重要的原料。整個生產過程，也就是原料、半成品和成品，液態、氣態、固態經常變化的過程，需要消耗大量的能源。生產某一產品的同時，往往會產生多種聯產品和副產品，成為深度加工和綜合利用的原料，但也會排出大量廢氣、廢水、廢渣，其中有毒、有味的物質較多，易危害周圍環境，破壞生態平衡。
(4)生產條件苛刻，潛伏著很大的危險性。煉油、化工生產具有高溫、高壓、深冷的操作特點。如高壓聚乙烯生產，乙烯單體就是在294兆帕的高壓下進行聚合的；合成氨生產是在450～500℃高溫與314兆帕的高壓下進行的；大型空氣分離裝置，空氣分離又是在很低的溫度下進行。
由於生產工藝條件複雜，再加上多數介質具有強烈的腐蝕性，壓力容器、設備、管線常常因此而遭受破壞。生產中使用的原料、半成品、成品，大多數易燃、易爆，其蒸氣與空氣混合到一定比例，形成爆炸性氣體，遇火源會發生強烈爆炸。同時，這些原料、半成品、成品，大多數有毒，如苯、苯酚、丙烯腈等，對人體的危害都很大。煉油、化工生產中易燃、易爆、易中毒的特點，增加了防火、防爆、防毒工作的艱巨性。
對煉廠、化工廠的安全要求
安全在石化生產中占有十分重要的地位，為了確保石化企業的安全生產，對煉油、化工企業的安全生產與管理提出如下要求：
(1)要牢固樹立安全第一的思想，把安全納入議事日程；
(2)要建立健全安全生產組織管理體係，形成科學的安全管理模式；
(3)要強化內部管理，把安全管理納入法製化的軌道；
(4)要提高職工隊伍的素質，以適應新形勢的需要；
(5)要及時發現和消除事故隱患，提高生產工藝、設施的安全可靠性；
(6)要大力推進科學技術進步，增強防災抗風險能力。
另外，石化企業在開始設計時，就要慎重考慮安全問題。根據國家現行的有關標準、規範和規定，對石油化工廠的安全設計也提出了如下要求：
(1)火災危險性分類：設計中應采取的防火防爆措施，主要是根據生產中的火災危險性而確定的。
(2)防火間距：防火間距一般是指兩座建築物或構築物之間留出的水平距離。在此距離之間，不得再搭建任何建築物和堆放大量可燃、易燃材料，不得設置任何有可燃物料的裝置和設施。確定防火間距的目的，就是為了防止火災的蔓延。
(3)區域規劃與總體布置：
①區域規劃。在進行區域規劃時，應根據石油化工企業及其相鄰的工廠或設施的特點和火災危險性，結合地形、風向等條件，合理布置。石油化工企業的生產區，宜位於鄰近城鎮或居住區全年最小頻率風向的上風側；在山區或丘陵地帶，應避免布置在不通風地帶；沿江岸布置時，宜位於鄰近江河的城鎮、重要橋梁、大型錨地、船廠等重要建築物或構築物的下遊。
石油化工企業的液態烴或可燃液體的罐區鄰近江河、海岸布置時，應采取措施防止泄漏的可燃液體流入水域。公路和地區架空電力線路，嚴禁穿越生產區。區域排洪溝不宜通過廠區。石油化工企業與相鄰工廠或設施的防火間距應符合《石油化工企業設計防火規範》的要求。
②工廠總平麵布置。石油化工廠的總平麵布置，應根據工廠的生產流程及各組成部分的生產特點和火災危險性，結合地形、風向等條件，按功能分區集中布置，如劃分為以下區塊：工藝裝置區、罐區、公用設施區、接運及發送裝卸區、輔助生產設施區、管理區等，做到安全合理。
③廠區道路。工廠主要出入口不應少於兩個，並宜位於不同方位。廠內道路應盡量作環形布置，對火災危險性大的工藝生產裝置、貯罐區及桶裝易燃、可燃液體堆場，在其四周應設消防道路。消防道路，應考慮大型消防車通行或錯車的要求。
④廠內鐵路。廠內鐵路宜集中布置在廠區邊緣。液態烴、可燃液體或甲、乙類固體的鐵路裝卸線停放車輛的線段，應為平直段。甲、乙類生產區域內不宜設有鐵路線。
⑤廠內管線。全廠性管線宜集中架設，其平麵布置與高度均應有利於消防和方便交通。如管道及其跨越廠內鐵路的架設淨空高度為55米；跨越廠內道路的淨空高度為5米。全廠性的輸送可燃液體和液化石油氣與可燃氣體管線，宜采用地上敷設，且不得在與生產無聯係的生產單元及貯罐區的上方或地下穿越。鄰近散發可燃氣體、可燃蒸氣的工藝生產裝置的電纜溝，以及可燃液體或氣體管廊下麵的電纜溝，均應采取通風防火措施。
(4)工藝裝置：在石油化工生產中工藝裝置設計應符合下列安全要求：
①從保障整個生產係統的安全出發，全麵分析原料、成品、加工過程、設備裝置等各種危險因素，以確定安全的工藝路線，如選用先進可靠的工藝流程；選用可靠的設備裝置，如對於高溫、低溫、高壓設備、管道，應選擇符合要求的材料；設置有效的安全附件及設施，如自動檢測儀表、報警信號、可燃氣體監測報警器、緊急停車係統等。要做到三同時：即同時設計、同時施工、同時投產。
②能有效地控製和防止火災爆炸的發生。在防火設計方麵，應分析研究生產中存在的可燃物、助燃物和著火源的情況及可能形成的火災危險，采取相應的防火、滅火措施。在防爆設計方麵，應分析研究可能形成爆炸性混合物的條件、起爆因素及爆炸傳播的條件，並采取措施，以控製和消除形成爆炸的條件以及阻止爆炸衝擊波的衝擊。如設置安全阻火裝置、防爆泄壓裝置，火炬防止下“火雨”的設施等。
③在設計中應預先分析反應過程中的各種動態、特性，並采取相應的控製措施，有效地控製化學反應中的超溫、超壓和爆聚等不正常情況發生。如設置報警信號係統、緊急泄壓排空係統、危險物含量在線分析、加入惰性氣體保護等安全連鎖裝置。
④對使用物料的毒害性進行全麵的分析，並采取有效的密閉、隔離、遙控及通風排毒等措施，以預防中毒和職業病的發生。
⑤對有潛在危險，可能使大量設備和裝置遭受毀壞或有可能泄放出大量有毒物料而造成多人中毒死亡的工藝流程和生產裝置，必須采用可靠的安全防護係統，以消除與防止這些特殊的危險因素。
5石化職工的常見事故
事故的種類
事故指造成人員傷亡、職業病、設備損壞或財產損失的一個或一係列意外事件。
事故有自然事故和人為事故之分。自然事故是指由自然災害造成的事故，如地震、山崩、泥石流、滑塌、龍卷風等引起的事故。這類事故受人們對自然知識的限製還不能做到完全防範，隻能通過研究、預測、預報等技術，盡量減輕災害造成的破壞和損失。人為事故則是指由於人的主觀或客觀因素造成的事故，原則上都能預防。
之所以說事故是可以預防的，是因為它和其他事物一樣，具有一定的特性和規律，隻要掌握了這些特性和規律，事先采取措施加以控製，就可以預防事故的發生，減少其造成的損失。
一般來說，事故具有如下特性。
因果性
事故的因果性是指一切事故的發生都是由一定原因引起的，這些原因就是潛在的危險因素。化工生產中的危險因素，主要包括人的不安全行為和物的不安全狀態，這些危險因素在一定的時間、空間和狀態下共同作用就會導致事故的發生。
事故的因果性是事故必然性的反映，即生產中存在的危險因素，如不消除則遲早都將可能發生事故。
偶然性
事故的偶然性是說事故的發生是隨機的，同樣的前因在不同的時間、空間或狀態下導致的後果不一定完全相同。但隨機事件服從統計規律，可用數理統計方法對事故進行統計分析，從中找出事故發生、發展的規律，從而為預防事故提供依據。
用數理統計的方法還可得到事故其他的一些規律性的東西，如事故多發時間、場合、工種、工齡、年齡等。這些規律對預防事故起著重要作用。
潛伏性
事故的潛伏性是說事故在尚未發生之前，不為人所發現，似乎一切都處在“正常”和“安全”狀態，但是生產中的危險因素是客觀存在的，這些因素以各種形式存在於係統內部，在一定的條件下就可能轉化為事故。事故的這一特性要求人們消除盲目性和麻痹思想，要常備不懈、居安思危，在任何時候、任何情況下都要把安全放在第一位來考慮。隻要在事故發生之前充分辨識危險因素，分析事故發生的狀態，事先采取措施進行控製，就有可能阻止危險因素轉化為事故。