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工业的血液--石油

时间:2011-01-16 11:24 来源:未知 作者:地理教师 责任编辑:地理教师
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由于石油具有燃烧值高、灰分少、便于运输和使用的特点,19 世纪中叶,石油资源的发现开创了能源利用的新时代。尤其是 20 世纪 50 年代初,西方国家,首先是工业发达国家,加快了由煤炭向石油、天然气的转变速度,开始动摇煤炭在能源消费构成中的主宰地位。50 年代中期,世界石油和天然气的消费量超过了煤炭,成为世界能源供应的主力,使人类利用能源的历史进入第三阶段--石油能源时期。

    目前,大多数科学工作者都认为,石油是地质历史时期的低等生物大量沉积在浅海和湖泊中,在缺氧条件下变成有机质,再经过复杂的地质作用,汇集起来成为石油和天然气。

    那时,在一些深浅比较适当,水流较平静的浅海、河口和湖泊中,生长着大量的低等生物。这些生物死亡后,遗体堆积在较平静的水底上,和泥沙一起沉积到水下淤泥中,并不断地被新的泥沙掩埋。在这种隔绝了空气,缺氧的环境里,经过一些特殊的细菌作用,如在厌氧细菌的分解作用下,破坏了生物遗体中的碳水化合物的含蛋白质的化合物,在分解过程中,一些气体和能溶于水的产物散失掉了,剩下的生物遗体部分,主要是一些碳氢化合物,便形成了有机淤泥。这些有机淤泥,在高温、高压和放射性元素、细菌的进一步作用下,逐渐转化成为分散的液态的石油和气态的天然气。

    刚刚形成的石油,它们都是一些很小的分散的油滴。通常这些小油滴是随着水的流动而到处流动的,它们从这个岩层“旅行”到另一个岩层,运动过程中,由于受重力作用和地壳运动产生的挤压力的作用,这些小油滴就被驱赶到上下都是较严密的岩层中,中间是多孔的砂岩或者中间多裂缝的岩石,前面又是严密而不易渗漏的页岩或泥灰岩的贮藏地。在多孔的砂岩或者有裂缝的岩石中,小油滴越聚越多,油田就逐渐形成了。

    石油和天然气的成分很相似,它们通常都住在一起,所以凡是有石油的地方,一般都有天然气。

    由此可见,石油和天然气是古代生物遗体由于地壳运动被埋在地下,经过长期高压和细菌的作用而逐渐形成的。但近年来,有些科学家提出,石油和天然气是来自地球深处的原始甲烷。他们认为,地球形成之初,有大量的甲烷,这些原始甲烷气体从地球深处渗透到地球表层,这就是天然气;还有大量的甲烷在巨大的压力下转化为石油。科学家们称前者为“生物论”,后者为“甲烷论”,目前,大多数科学家倾向于“生物论”。

    埋藏在地下的石油,通过用钻机打井便可以开采出来。从地下开采出来的石油,叫原油。原油一般不能直接使用。人们认识石油和掌握石油的加工方法曾经历了很长的时间。

    我国是世界上最早发现和使用天然气的国家。早在公元前 200 年,我国四川临邛县(今邛崃县)的劳动人民就已利用天然气来煮盐了。古代把天然气叫“火气”,把天然气井叫“火井”。

    我国是世界上最早发现和使用石油的国家之一。1800 多年前,我国汉朝
历史学家班固,在他写的《汉书?地理志》中便说:“高奴有洧(Wěi)水肥可燃。”这段记载是说:高奴(现在的延安一带)有一条叫洧水的河,河水上有像油一样的东西可以燃烧。

    后来,关于石油的记载越来越多,名称也不尽相同,像石漆、石脂水、石脑油、火油、猛火油等等都是当时对石油的称呼。

    第一次明确提到“石油”这个词,是北宋的沈括。总之,我国是世界上发现和利用石油、天然气最早的国家。不过,由于当时生产力水平的限制,对石油和天然气的使用是很有限的,通常只用它们来点灯、制烛、润滑、补缸、治病、制墨、煮盐等。石油真正得到广泛的应用,只是近 200 来年的事。

    在 200 多年前,人们开始用蒸馏的方法来提炼石油。如果我们来到炼油厂,看到的设备主要有两部分,一个是加热炉,一个是精馏塔。石油被不断地送到加热炉中加热,从加热炉中出来的石油蒸汽,又不断地被送入精馏塔的底部。精馏塔有几十米高,里面有一层一层的塔盘。石油蒸汽从塔底上升到塔顶,必须经过一层一层的塔盘,塔底温度高,塔顶温度低。石油蒸汽经过这一层一层的塔盘时,各种化合物就按沸点的高低,分别在不同的塔盘里凝结成液体。于是,石油家族的各个成员就被一一分开了。石油在炼油厂经过分馏之后,我们便得到了一系列的石油产品:汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青……

    我们知道,汽油是汽车、飞机的燃料,有的也用来擦洗机器和零件,或者作为油漆、皮革、橡胶等工业的溶剂;煤油是喷气式飞机的燃料,在没电的地方人们还用这来点灯照明;柴油和汽油、煤油一样,也是非常重要的燃料,像在铁路上风驰电掣般奔忙的内燃机车,在辽阔的海洋上乘风破浪的轮船,在田野里耕作和收获的拖拉机和收割机,以及驰骋疆场,所向无敌,被人们誉为“铁马”的坦克等,它们使用的燃料都是柴油;说到润滑油,那更是飞机、汽车、轮船、机器等离不开的东西;石蜡则成为制造蜡烛、蜡笔、蜡纸、洗衣粉、鞋油、凡士林等的原料;至于黑乎乎的沥青么,这恐怕是大家很熟悉的东西了,因为柏油马路就是用沥青作为主要材料铺成的。此外,把沥青涂在铁路的枕木和电线杆上可以防腐,用沥青做的油毡可以防水等。这样,随着生产的发展,石油的需要量大量增加。同时,在美国、在中东北非等地区相继发现了巨大的油田和气田,国际石油公司随即投入了大量资金,急剧地扩大了石油的采掘业和炼制业,逐步形成了世界性的石油销售系统,大量石油涌入国际市场,进入生产和生活的各个领域。50 年代中期,西方世界石油和天然气的消费量超过煤炭;60 年代石油就占据了世界能源消费的首位;1973 年达到 53%。这是继柴草和煤炭转变后,能源结构演变的又一个重要的里程碑,是一场具有时代意义的能源革命,对促进世界经济的繁荣和发展起了非常重要的作用。

    听到这里,你一定会惊奇地说:啊,石油原来有这么多的用途啊!其实,我们上面介绍的只是石油用途的一部分。也就是说石油、天然气目前是世界
上主要的能源,约占世界能源消费总量的 70%。但是,你可知道,石油和煤一样,把它作为燃料烧掉,实在是太可惜了,因为石油也是宝贵的化工原料。

    石油化学工业是现代化学工业的骄子,而石油化学工业的基本原料就是石油和天然气。经过长期研究我们已经知道,组成石油和天然气的主要化学元素是碳和氢。其中,碳占 84%~87%,氢占 12%~14%,其他元素约占 1%。碳和氢互相结合在一起,由于碳原子和氢原子的多少不同,可以组成许许多多形状性质各不相同的碳氢化合物。

    我们通过对石油和天然气进行加工,得到的主要是诸如“四烷”、“三烯”和“一炔”这些基本化工原料。
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