燃料化工萌芽于18世纪,到19世纪有了初步基础;20世纪有了较大的变迁和发展。 燃料化工的形成 人类利用煤、天然气和石油等作为热源和其他用途已有较长的历史,但化石燃料的加工形成工业则始于产业革命时期,燃料化学工业的形成和发展包含着能源和化学品生产两个方面。18世纪蒸汽机的发明,使人类从依靠人力、畜力和以木柴为主要能源,逐步转向以煤为主要能源,燃煤产生蒸汽作为交通运输、机械加工的主要动力,而后又以蒸汽发电,促进了各类工业的发展。至19世纪末,世界进入了“煤炭时代”,随着冶金工业的形成和发展,需要大量的焦炭用于炼铁,在欧洲产生了炼焦工业,随后并从副产煤焦油中制取染料。欧美还先后建立起煤干馏的工厂,生产煤气用于城市和家庭照明,世界有机化学工业原先以木材、粮食、农副产品为基本原料,至19世纪末,这些原料大部分为煤的热加工产物所代替,从而形成了以煤的焦化、干馏、气化为主的煤化学工业。19世纪上半叶,欧洲建立起若干油页岩干馏制取页岩油的工厂,生产照明用煤油和石蜡。在此期间,俄国和美国先后从原油生产照明用煤油,而后将重油用作锅炉燃料,并开始生产润滑油,这成为石油炼制工业的开端(见石油炼制工业发展史)。 变迁 燃料化工的变迁 第一次世界大战期间,钢铁工业需要大量焦碳、火炸药工业需要大量的氨、甲苯等作为原料,促使煤的炼焦化学工业的发展。第二次世界大战前,德国开发了煤低温干馏、煤直接液化和煤间接液化等技术(见煤化工发展史),建设了自煤制取人造石油的工厂,大战期间年产汽油等轻质油品数百万吨。由于自煤生产液体燃料的技术复杂,投资和成本都较高,在经济上不能与廉价的石油产品相竞争,所以德国战败后,人造石油的生产趋于停顿。在此期间,苏联和美国则大量开采廉价的石油,并采用热裂化和催化裂化等炼油工艺。特别是40年代,流态化技术用于催化裂化,人们可从原油中提炼出更多的、质量更高的汽油等轻质油品。另一方面,随着石油炼制工业的大规模发展,美国利用裂化工艺副产的气态烯烃制取有机化工产品。例如20年代由丙烯合成异丙醇,是第一个石油化学品(见石油化工发展史)。40年代,开发了催化重整技术,自石油轻质馏分生产甲苯作为三硝基甲苯炸药的原料,以满足战争的需要。与此同时,美国发展了自天然气生产合成氨等技术,从而建立起天然气为原料的化学工业(见天然气化工发展史)。 第二次世界大战以后,特别是在50~60年代期间,世界发达国家进入了“动力革命”阶段,内燃机广泛用于交通运输及国民经济各部门,甚至很多电站锅炉和工业锅炉,也以油代煤作为燃料,石油和油品较煤炭运输方便、可燃性好,单位热值高,越来越多地成为工农业、交通运输业的能源,其消费量增长速度远远超过其他能源,而以中东为代表的亚非拉产油国家的崛起,使世界石油的探明储量和原油产量大幅度提高,从而满足了世界石油消费量的巨大增长。当时,国际石油市场价格很低,甚至比煤便宜,这就更加速了以油代煤的进程,至1965年石油在世界能源消费结构中的比例超过了煤而居第一位,世界进入了“石油时代”。在此期间,石油已不仅是主要能源,而且逐步代替煤成为各类化学工业的重要原料来源,特别是自从以石油中的轻质馏分油(石脑油等)和天然气中的乙烷、丙烷等为原料,采用管式炉裂解工艺,生产出大量的乙烯、丙烯、丁烯以及苯、甲苯、二甲苯等轻质芳烃,使得石油化工不再依附于石油炼制工业而形成了大规模的独立体系。甚至建立了石油化工联合企业,从石油化工和天然气化工所提供的产品,生产大量的有机化学品(见基本有机化工),以及合成氨、合成纤维、塑料和合成橡胶等。石油化工和天然气化工的兴起,使煤化工的发展受到很大的影响,只有煤的焦化工业仍然在世界范围占有一定的位置。 问题 进入70年代,发生了中东战争以后,亚非拉等产油国提高了原先过低的国际石油价格,结束了廉价石油的时代,西方石油炼制和石油化工面临着成本的提高和原油的供应问题,主要发达国家的经济普遍进入“低增长”时期。进入80年代,尽管原油价格有了相当幅度的降低,西方石油化工仍停滞不前,开工率仅56%~65%左右。 崛起 苏联和中国的石油化学工业则继续增长,一些发展中国家,特别是产油国的石油炼制和石油化工则正在崛起。在煤化工和油页岩加工方面,当前只有南非有自煤间接液化生产液体燃料的工厂,中国和苏联仍存在有页岩油工业(见页岩油工业发展史)。