⑴ 人造石油是怎樣發展來的
石油不僅是重要的能源,而且也是工業中化工產品(如塑料等)的重要原料。但地球上石油的儲量畢竟有限,科學家們預測,到21世紀末,地球上的石油資源可能會被開采殆盡。因此,尋找石油代用品已是大勢所趨。這就提出了生產「人造石油」來替代原始石油的問題。
石油的主要成分是碳和氫,要生產出石油代用品來,其中的成分就必須以碳和氫為主。大家知道,煤作為一種燃料,也是以碳為主要成分的物質,其中也含有氫,但氫的含量卻遠遠低於石油。由於煤在地球上的儲藏量比石油大得多,因此有些科學家設想,將煤加上氫,使其中氫的含量增加。當煤中的碳氫比例接近石油時,煤炭也就被液化成為人造石油了。這一設想不僅在理論上是有根據的,在實踐中也已經完全能夠做到。通常的辦法是在煤中加氫之後再加上高壓,這叫直接液化石油。還有一種辦法是先將煤氣化產生合成氣體(主要由一氧化碳和氫氣組成),再進一步將合成氣體液化成液體燃料或化工產品,這叫間接液化。
南美洲的一些國家用間接液化技術生產出烴類燃料、有機合成原料(如乙烯、丁烯及蠟類等)和富氫化合物、實現了煤的綜合利用。而德國、日本、美國和中國都採用直接液化技術。比如我國已建成有世界水平的液化實驗室,並准備在山東袞州煤礦用煤進行液化生產人造石油的實際應用。
生產人造石油還有另一條途徑,這就是「種植」石油。提出石油可以種植,也許有人以為是「天方夜譚」。這不奇怪。
阿凡提「種金子」的故事差不多家喻戶曉,但是金子實際上是種不出來的。生產石油靠鑽井。大慶油田、大港油田和克拉瑪依油田等,都是靠鑽井,把地下的石油抽出來,這似乎是天經地義的事。但是有人就敢於幻想:既然花生油、菜籽油、玉米油、桐油、豆油可以在地里「種」出來,為什麼石油就不能「種」出來呢?
美國化學家卡達文是位諾貝爾獎獲得者,他就相信石油可以「種」出來。1987年他就說,人完全可以像生產花生油之類的油一樣,從有機植物中直接生產出可以當作燃料的石油來。並且,他到處尋找能生產石油的植物。
功夫不負有心人,他終於發現了許多能「擠」出石油來的植物。一天,他發現一種小灌木的樹干里含有大量像乳汁一樣的東西,只要把樹皮劃破,乳汁就流了出來,就像橡膠樹能流出橡膠汁一樣。他把這種乳汁拿去化驗,發現其中的主要成分就是和石油一樣的碳氫化合物。他把這種小灌木稱為「牛奶樹」,有人也叫它綠玉樹。總之,這是一種可以「種」出石油來的樹種。後來,人們又發現一種續隨子樹也能流出乳汁來,這種樹高約一米,一年可收獲一次,而且既耐嚴寒又耐乾旱。還有一種灌木叫三角大戟,樹皮很柔軟,劃破樹皮後也能流出含石油成分的乳汁來。
⑵ 煤能生成石油嗎
煤炭,是人們最熟悉和最「親切」的能源,從極普通的鄉村小灶到大型供熱系統,都能見到它的身影。煤炭在我國的能源結構中佔到了70%以上,充當極為重要的「角色」。在世界能源市場上,煤炭所佔的比例也相當大。
煤在能源結構中佔有如此「顯赫」的地位,應該會受到人們的喜愛吧。可是,長期以來,石油勘探人員卻對在油氣勘探中遇到的煤層或含煤地層感到十分惱火。這是因為在很長一段時間里,人們一直認為煤與石油是一對相互對立的「冤家」,即成煤環境下不適於生成石油。於是,石油勘探工作者一旦證實自己正在從事勘探的沉積盆地是一個含煤盆地,或者某一個勘探層系屬於含煤層系的時候,勘探石油的工作往往不是被終止就是放緩了勘探的速度。
其實,在中外大量的文獻中,都曾記載過在開採煤的過程中發現少量石油的消息。但這些現象並未引起石油地質界的重視。含煤盆地或含煤地層與石油無緣的觀念束縛了幾代石油地質工作者的思想。
人們對自然界的認識是無止境的。20世紀60—80年代,經過幾代石油與地礦工作者的努力,終於在澳大利亞、紐西蘭、加拿大、印度尼西亞等國家相繼發現了典型的由煤層或含煤地層形成的油田。
煤為什麼可以形成石油而以前又不為石油地質學家所重視呢?從理論上講,石油主要由水中低等生物(包括浮游植物(藻類)和浮游動物)經過地球化學、生物化學、熱變質等作用後形成的;煤炭則主要是由陸生高等植物經過煤化作用形成的。從本質上講,兩者的「母質」都是生物有機質,可以稱為「同源」。那麼,煤與石油之間會有什麼關系嗎?
在顯微鏡下,可以識別出煤中三大類基本有機成分:鏡質組(主要源於植物的木質素和纖維素)、隋質組(植物組織經過絲碳化作用形成的富碳成分)和殼質組(植物的孢子、花粉、角質層、木栓質體、基質鏡質體等構成的富氫成分)。其中,鏡質組和殼質組是生成石油的主要物質。
科技人員經過模擬試驗發現,主要存在於樹皮之中的高等植物的木栓質體和主要由高等植物的木質纖維組織形成的腐殖質,在溫度和壓力尚不太高的條件(石油地質學上稱之為「低熟階段」)下,便可以形成石油和天然氣,這是地層中主要的產油氣階段。而存在於煤中的一些組分則要在溫度和壓力進一步增加的條件下才可能生成石油。在熒光顯微鏡下觀察,煤確實形成了石油,在煤塊內部的裂紋和孔孔洞洞中,可以看到許多發出強烈熒光的物質,這是煤在排出輕質組分液態烴以後殘留下的重質瀝青。這種現象證明煤不僅生成了石油,而且還排出了煤層之外。多年的石油地質學與煤岩學研究表明,如果煤中的木栓質體含量達3%以上,就可以成為具有生油能力的油源岩。
由於煤生成的石油的物理和地球化學特徵十分明顯,所以很容易被識別。煤生成石油以後,重質部分往往會因煤中孔孔洞洞所產生的強大吸附力而被滯存在煤內,輕質部分則相對較容易被排出,所以由煤或含煤地層所形成的石油大多是高品位的輕質油。
然而,由於煤的吸附性較強,而且煤中大量存在微孔隙,使得煤中生成的石油比在岩石中生成的石油更難排出,這也是在全世界范圍內有難以計數的煤礦,但卻較少有煤成油田的主要原因之一。
我國的煤炭貯藏量極為豐富,多年來的煤產量一直居世界首位。據不完全統計,我國石炭—二疊系、侏羅系和古近—新近系三大主要產煤地層的分布面積占我國陸地面積的1/8。近年來,在新疆吐魯番—哈密盆地找到的新疆第三大油田——吐哈油田就是一個含煤地層生成石油和形成油藏的實例。
煤不但可以生成石油,更可以生成豐富的天然氣。由於甲烷的分子附著力極強,而且煤內的孔隙空間又具有強大的容積,所以與常規的砂岩儲層相比,煤的儲氣量更大,往往可以達到砂岩儲層的兩倍以上。
根據我國境內已發現的200多個類型不同、面積不等的含煤盆地的推算,埋藏深度小於2000米的煤炭資源量可達5.0882萬億噸,如果按每噸煤平均含氣7.14立方米計算,由煤產生的天然氣資源量可達33.6萬億立方米,約合159.6億噸可采原油。
當然,在國內外的研究人員中,也有對煤成油持斷然否定態度的。在我國石油地質界比較公認的觀點是:煤可以生成石油,但要形成具有工業意義的大油藏,主要貢獻者應該是夾在煤層之間的那些富含有機質的泥質岩,即含煤岩系。
人類可以造出石油嗎?
對於這個問題,答案是肯定的。而且,人造(人工合成)石油的研究幾乎是與天然石油的工業開發同步開展的。從20世紀初開始,人類一方面日益加強對地下石油的勘探開采,另一方面也在鍥而不舍地尋找人造石油的有效途徑。尤其是那些缺乏天然石油資源的國家,對人工合成石油的研究特別有興趣。
在眾多的發明專利中,由德國化學家弗?費希爾(Fischer)和漢斯?托羅普希(Tropsch)於1923年創立的弗—托合成法已經受了歷史的考驗,是目前依然在使用的人工合成石油方法。在第二次世界大戰期間,德國的科技人員用這種方法實現了每年為法西斯德國提供100萬噸合成油的創舉。1955年此法傳入南非,目前南非的合成能力已高達650萬噸/年。
弗—托合成法是以氫和一氧化碳(或二氧化碳)為原料,在以鐵為催化劑的作用下合成烴類。它的化學反應機理類似於植物的光合作用,即通過一氧化碳(或二氧化碳)的催化加氫作用和還原聚合作用形成有機化合物。
日本最近研究出了一種把海水轉變為石油的方法。他們發明的方法有七道工序:①制備含碳元素的有機碳化物;②制備碳化物(碳與電負性比自己小的金屬元素結合成的二元化合物);③製造有機碳素物質;④製造有機鉛物質(含鉛的有機碳化合物);⑤人工石油原料;⑥粗製的人工石油原料;⑦提純人工石油產品。
這種方法的優點是價廉,原料來源極為豐富,製成的油料適用於汽車的發動機等,無疑,這是一種意義重大的方法。
不久前,美國太平洋西北巴特爾實驗室提出了一種利用污泥製造石油的簡易方法。他們先把下水道和河道中的污泥進行濃縮,至少使其體積減少到以前的20%。然後加入強鹼,在加壓的條件下,把這種污泥與強鹼的混合物轉化成石油類物質,然後再加工成燃料油。
加拿大和德國的科學家們發明的「低溫轉變法」也能把污泥轉化為石油物質。這種製造過程還能得到30%濃度的昂貴的脂肪酸。這是一種成本低且有利於環保的方法,已引起許多國家工業部門的重視。試想一下,一旦那遍布全球、取之不盡、用之不竭的污泥經過工藝處理,可以變為寶貴的石油,該是一件令人多麼激動的事情啊!
近代地球化學研究已經證實,藻類是生成石油的重要物質,所以從理論上講,含有豐富油脂的藻類是可以用來製造石油的。美國太陽能研究所的科研人員就研製成功了這種技術。用此法生產出的石油主要成分是汽油。它是將藻類通過裂化和酪基轉移反應轉化為汽油及其他油類。這是一種比較昂貴的製造石油技術,有人在20世紀90年代後期曾估計用這種方法製成的汽油價格可高達近500美元/噸。
生物化學專家估計,每克小球藻可以提供22千焦耳的能量。因此,隨著科學技術與工藝水平的提高,開發利用藻類能源有著十分廣闊的前景。
在廣大的農村地區,人們大多把木材或草木、莊稼稈之類的植物纖維素直接燃燒,這不但熱值不高,利用率低,而且污染環境。人們在想方設法提高這類物質的利用率時,發現可以用它來製造石油。
20世紀90年代初,英國科學家通過發酵加工並結合一些化學方法,將新鮮的青草等植物纖維素轉化為燃料油。巴西人已經用發酵的方法從甘蔗中獲得了燃料,大約可以從1噸甘蔗中產生65升純度達96%的酒精和其他燃料油。
在我國廣東省的茂明和東北的撫順,人們早已開展了在高溫、高壓催化劑的條件下,從富含有機質的黑褐色油頁岩中提取石油的方法,這也應屬於一種人工製造石油的方法。
從目前已經實現的方法來看,我國製造石油的原料十分豐富,價格低廉,這些方法對於緩解我國能源緊張局面無疑將會發揮重要的作用。
除此之外,人造石油還有一個重要而豐富的物質來源——煤炭。在400℃高溫和50~300大氣壓下,將煤粉與氫氣混合,經過化學反應之後,煤粉幾乎能完全變成液態的人工合成石油。這種合成石油與天然石油沒有多大的區別。這就從理論與實踐上證實了人造石油的可能性。
許多國家都十分重視用煤炭生產石油,早在20世紀30年代,蘇聯就開始研究煤炭的加氫反應,蘇聯學者還採用了先將煤氣化,然後在有催化劑存在的情況下使煤氣液化成油的方法。在80年代後期,歐洲國家用煤炭合成石油的成本要比當時天然石油的成本高0.5倍,但若改進工藝、擴大生產,二者則有望持平。
國際能源專家認為,石油在現代化大規模企業中的用途與用量都在不斷增長,依靠蘊藏量極為豐富的煤炭作原料擴大液體燃料生產應該是適宜的。有的專家甚至估計,到21世紀中葉,煤造石油也許將取代天然石油,當然這種「取代」的速度也將取決於石油探明儲量的增加速度、現代化工技術的發展以及全球國際政治格局的變革等因素。
⑶ 科學問題
一種固體可燃有機岩,主要由植物遺體經生物化學作用,埋藏後再經地質作用轉變而成。俗稱煤炭。中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中,就發現有煤制工藝品 ,河南鞏義市也發現有西漢時用煤餅煉鐵的遺址。《山海經》中稱煤為石涅,魏、晉時稱煤為石墨或石炭 。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家,希臘學者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有 《石史》 ,其中記載有煤的性質和產地;古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。
煤的生成 在地表常溫、常壓下,由堆積在停滯水體中的植物遺體經泥炭化作用或腐泥化作用,轉變成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏後 , 由於盆地基底下降而沉至地下深部,經成岩作用而轉變成褐煤;當溫度和壓力逐漸增高,再經變質作用轉變成煙煤至無煙煤。泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經生物化學變化轉變成泥炭的過程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經生物化學變化轉變成腐泥的過程。腐泥是一種富含水和瀝青質的淤泥狀物質。
煤的分類 由於研究內容和使用的不同,煤有各種分類法,如按元素組成、成因、變質程度、工業用途、工藝性質等的分類 。早期多根據 煤的元素組成分類 ,稱科學分類法。在地質上常採用成因分類法,即將煤分為腐殖煤、腐泥煤和腐殖腐泥煤。按煤化程度可分為褐煤、煙煤和無煙煤。1989年10月 ,國家標准局發布《 中國煤炭分類國家標准 》(GB5751-86),依據乾燥無灰基揮發分Vdaf、粘結指數G、膠質層最大厚度Y、奧亞膨脹度 b、煤樣透光性 P、煤的恆濕無灰基高位發熱量Qgr,maf等6項分類指標,將煤分為14類。即褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤、貧煤和無煙煤。
化學組成 煤中有機質是復雜的高分子有機化合物,主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成,而碳、氫、氧三者總和約佔有機質的95%以上;煤中的無機質也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分,其含量隨煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量為50%~60%,褐煤為60%~70%,煙煤為74%~92%,無煙煤為 90%~98%。煤中硫是最有害的化學成分。煤燃燒時,其中硫生成SO2,腐蝕金屬設備,污染環境。煤中硫的含量可分為 5 級:高硫煤,大於4%;富硫煤,為2.5%~4%;中硫煤,為1.5%~2.5%;低硫煤,為1.0%~1.5%;特低硫煤 ,小於或等於1%。煤中硫又可分為有機硫和無機硫兩大類。
工業分析 通過工業分析可大致了解煤的性質。又稱技術分析。是指煤的水分、揮發分、灰分的測定以及固定碳的計算。水分可分為外在水分、內在水分以及與煤中礦物質結合的結晶水、化合水。外在水分為煤炭在開采、運輸、儲存及洗選過程中,附著在煤顆粒表面和大毛細孔中的水分。內在水分為吸附或凝聚在煤顆粒內部的毛細孔中的水分,溫度超過100℃時可將煤中內在水分完全蒸發出來 。灰分是指煤完全燃燒後殘留的殘渣量。灰分來自煤的礦物質。揮發分是指煤中有機質可揮發的熱分解產物。揮發分隨煤化程度增高而降低,可用於初步估測煤種。固定碳是指煤中有機質經隔絕空氣加熱分解的殘余物。固定碳隨變質程度的加深而增高,可作為鑒定煤變質程度的指標。
工藝性質 煤的工藝性質是工業評價合 理 用 煤的依據,主要包括粘結性、結焦性、發熱量、化學反應性、熱穩定性、焦油產率和可選性等。粘結性是指煤在高溫干餾中產生膠質體,使煤粒相互粘結成塊的性能。粘結性是評價煉焦用煤的主要指標。結焦性是指在煉焦爐中能煉出適合高爐用的有足夠強度的冶金焦炭的性質。發熱量是指單位質量的煤在完全燃燒時所產生的熱量。煤的發熱量是煤質的重要指標,是計算熱平衡、耗煤量、熱效率等的依據。
煤中伴生元素 指以有機或無機形態富集於煤層及其圍岩中的元素。有些元素在煤中富集程度很高,可以形成工業性礦床,如富鍺煤、富鈾煤、富釩石煤等,其價值遠高於煤本身。
根據煤中伴生元素的性質和用途,可分為有益元素、有害元素和指相元素3類。有益元素主要 有鍺、鎵、鈾、釩等,可被利用。有害元素 主要有硫 、磷、氟、氯、砷、鈹、鉛、硼、鎘、汞、硒、鉻等。硫是煤中常見的有害成分,其他有害元素在煤中含量一般不高,但危害極大,如砷是一種有毒元素。煤在燃燒中,硫是造成城鎮環境污染的主要物質源。當然,對有害元素如果收集、處理得當也可變成對人有用的財富。煤中伴生元素,有各自的地球化學性質,形成於不同的沉積環境中。因此,可根據元素的相對含量、元素的共生組合關系及元素的比值,來判斷相和沉積環境。
用途 煤是重要能源,也是冶金、化學工業的重要原料。主要用於燃燒、煉焦、氣化、低溫干餾、加氫液化等。①燃燒。煤炭是人類的重要能源資源,任何煤都可作為工業和民用燃料。②煉焦。把煤置於干餾爐中,隔絕空氣加熱,煤中有機質隨溫度升高逐漸被分解,其中揮發性物質以氣態或蒸氣狀態逸出,成為焦爐煤氣和煤焦油,而非揮發性固體剩留物即為焦炭。焦爐煤氣是一種燃料,也是重要的化工原料。煤焦油可用於生產化肥、農葯、合成纖維、合成橡膠、油漆、染料、醫葯、炸葯等。焦炭主要用於高爐煉鐵和鑄造,也可用來製造氮肥、電石。電石是塑料、合成纖維、合成橡膠等合成化工產品。③氣化。氣化是指轉變為可作為工業或民用燃料以及化工合成原料的煤氣。④低溫干餾。把煤或油頁岩置於 550℃左右的溫度下低溫干餾可製取低溫焦油和低溫焦爐煤氣,低溫焦油可用於製取高級液體燃料和作為化工原料。⑤加氫液化。將煤、催化劑和重油混合在一起,在高溫高壓下使煤中有機質破壞,與氫作用轉化為低分子液態和氣態產物,進一步加工可得汽油、柴油等液體燃料。加氫液化的原料煤以褐煤、長焰煤、氣煤為主。
綜合、合理、有效開發利用煤炭資源,並著重把煤轉變為潔凈燃料,是人們努力的方向。
產地 在各大陸、大洋島嶼都有煤分布,但煤在全球的分布很不均衡,各個國家煤的儲量也很不相同。中國、美國、俄羅斯、德國是煤炭儲量豐富的國家,也是世界上主要產煤國,其中中國是世界上煤產量最高的國家
石油又稱原油,是從地下深處開採的棕黑色可燃粘稠液體。石油主要是各種烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成的混合物,與煤一樣屬於化石燃料。石油的性質因產地而異,密度為0.8 ~ 1.0 克/厘米3,粘度范圍很寬,凝固點差別很大(30 ~ -60°C),沸點范圍為常溫到500°C以上,可容於多種有機溶劑,不溶於水,但可與水形成乳狀液。 組成石油的化學元素主要是碳 (83% ~ 87%)、氫(11% ~ 14%),其餘為硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金屬元素(鎳、釩、鐵等)。由碳和氫化合形成的烴類構成石油的主要組成部分,約佔95% ~ 99%,含硫、 氧、氮的化合物對石油產品有害, 在石油加工中應盡量除去。不同產地的石油中,各種烴類的結構和所佔比例相差很大, 但主要屬於烷烴、環烷烴、芳香烴三類。 通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油;以環烷烴、芳香烴為主的稱環烴基石油;介於二者之間的稱中間基石油。我國主要原油的特點是含蠟較多,凝固點高,硫含量低, 鎳、氮含量中等,釩含量極少。除個別油田外,原油中汽油餾分較少,渣油佔1/3。組成不同類的石油,加工方法有差別,產品的性能也不同,應當物盡其用。大慶原油的主要特點是含蠟量高,凝點高,硫含量低,屬低硫石蠟基原油。
最早提出「石油」一詞的是公元977年中國北宋編著的《太平廣記》。正式命名為「石油」是根據中國北宋傑出的科學家沈括(1031一1095)在所著《夢溪筆談》中根據這種油《生於水際砂石,與泉水相雜,惘惘而出》而命名的。在「石油」一詞出現之前,國外稱石油為「魔鬼的汗珠」、「發光的水」等,中國稱「石脂水」、「猛火油」、「石漆」等。
我們平時的日常生活中到處都可以見到石油或其附屬品的身影,不知你注意了嗎?比如汽油、柴油、煤油、潤滑油、瀝青、塑料、纖維等還有很多!這些都是從石油中提煉出來的;而我們日常所用的天然氣(液化氣)是從專門的氣田中產出的!通過輸氣管道和氣站再到各家各戶。
目前就石油的成因有兩種說法:①無機論 即石油是在基性岩漿中形成的;②有機論 既各種有機物如動物、植物、特別是低等的動植物像藻類、細菌、蚌殼、魚類等死後埋藏在不斷下沉缺氧的海灣、瀉湖、三角洲、湖泊等地經過許多物理化學作用,最後逐漸形成為石油。
原油的顏色非常豐富紅、金黃、墨綠、黑、褐紅、甚至透明;原油的顏色是它本身所含膠質、瀝青質的含量,含的越高顏色越深。原油的顏色越淺其油質越好!透明的原油可直接加在汽車油箱中代替汽油!原油的成分主要有:油質(這是其主要成分)、膠質(一種粘性的半固體物質)、瀝青質(暗褐色或黑色脆性固體物質)、碳質(一種非碳氫化合物)。
石油由碳氫化合物為主混合而成的,具有特殊氣味的、有色的可燃性油質液體!天然氣是以氣態的碳氫化合物為主的各種氣體組成的,具有特殊氣味的、無色的易燃性混合氣體。
在整個的石油系統中分工也是比較細的:物探 專門負責利用各種物探設備並結合地質資料在可能含油氣的區域內確定油氣層的位置;鑽井 利用鑽井的機械設備在含油氣的區域鑽探出一口石油井並錄取該地區的地質資料;井下作業 利用井下作業設備在地面向井內下入各種井下工具或生產管柱以錄取該井的各項生產資料,或使該井正常產出原油或天然氣並負責日後石油井的維護作業;採油 在石油井的正常生產過程中錄取石油井的各項生產資料並對石油井的生產設備進行日常維護;集輸 負責原油的對外輸送工作;煉油 將輸送到煉油廠的原油按要求煉制出不同的石油產品如汽油、柴油、煤油等!
石油的性質因產地而異,密度為0.8 ~ 1.0 克/厘米3,粘度范圍很寬,凝固點差別很大(30 ~ -60°C),沸點范圍為常溫到500°C以上,可容於多種有機溶劑,不溶於水,但可與水形成乳狀液。 組成石油的化學元素主要是碳 (83% ~ 87%)、氫(11% ~ 14%),其餘為硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金屬元素(鎳、釩、鐵等)。由碳和氫化合形成的烴類構成石油的主要組成部分,約佔95% ~ 99%,含硫、 氧、氮的化合物對石油產品有害, 在石油加工中應盡量除去。不同產地的石油中,各種烴類的結構和所佔比例相差很大, 但主要屬於烷烴、環烷烴、芳香烴三類。 通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油;以環烷烴、芳香烴為主的稱環烴基石油;介於二者之間的稱中間基石油。我國主要原油的特點是含蠟較多,凝固點高,硫含量低, 鎳、氮含量中等,釩含量極少。除個別油田外,原油中汽油餾分較少,渣油佔1/3。組成不同類的石油,加工方法有差別,產品的性能也不同,應當物盡其用。大慶原油的主要特點是含蠟量高,凝點高,硫含量低,屬低硫石蠟基原油。
從尋找石油到利用石油,大致要經過四個主要環節,即尋找、開采、輸送和加工,這四個環節一般又分別稱為「石油勘探」、「油田開發」、「油氣集輸」和「石油煉制」。下面就這四個環節來追溯一下石油工業的發展歷史。
「石油勘探」有許多方法,但地下是否有油,最終要靠鑽井來證實。一個國家在鑽井技術上的進步程度,往往反映了這個國家石油工業的發展狀況,因此,有的國家競相宣布本國鑽了世界上第一口油井,以表示他們在石油工業發展上邁出了最早的一步。
「油田開發」指的是用鑽井的辦法證實了油氣的分布范圍,並且有井可以投入生產而形成一定生產規模。從這個意義上說,1821年四川富順縣自流井氣田的開發是世界上最早的天然氣田。
「油氣集輸」技術也隨著油氣的開發應運而生,公元1875年左右,自流井氣田採用當地盛產的竹子為原料,去節打通,外用麻布纏繞塗以桐油,連接成我們現在稱呼的「輸氣管道」,總長二、三百里,在當時的自流井地區,綿延交織的管線翻越丘陵,穿過溝澗,形成輸氣網路,使天然氣的應用從井的附近延伸到遠距離的鹽灶,推動了氣田的開發,使當時的天然氣達到年產7000多萬立方米。
至於「石油煉制」,起始的年代還要更早一些,北魏時所著的《水經注》,成書年代大約是公元512~518年,書中介紹了從石油中提煉潤滑油的情況。英國科學家約瑟在有關論文中指出:「在公元十世紀,中國就已經有石油而且大量使用。由此可見,在這以前中國人就對石油進行蒸餾加工了」。說明早在公元六世紀我國就萌發了石油煉制工藝。
石油是一種液態的,以碳氫化合物為主要成分的礦產品。原油是從地下采出的石油,或稱天然石油。人造石油是從煤或油頁岩中提煉出的液態碳氫化合物。組成原油的主要元素是碳、氫、硫、氮、氧。
具有不同結構的碳氫化合物的混和物為主要成份的一種褐色。暗綠色或黑色液體
伊拉克共和國的石油儲量居世界第二位
⑷ 中國「人造石油」取得了怎樣的重大突破
說到石油,相信各位小夥伴都不陌生,石油是我們日常生活中,非常重要的一種資源,對於國家來說,也是發展過程中不可或缺的重要資源。如今人類已經離不開石油,不過石油卻是不可再生的,近幾十年來,世界各國都在積極尋找石油替代品,但真正找到“新能源”來代替石油,無疑是一件非常困難的事情。
實際上我國已經在許多領域方面從“追隨者”變成“領先者”,但許多國家並不想承認我們的崛起,特別是美國,不過他們應該正視我們已經不再是幾十年前任人欺負的國家。如今的中國已經是僅次於超級大國美國的第二大經濟體,而人造太陽的出現,使得我國在人造石油技術方面已經處於世界頂尖位置。
中國“人造石油”取得重大突破?多國請求合作,美震驚:這不可能。原來海水變石油真的能實現,“人造石油”也已經不再是夢,對此,大家有什麼不同的想法或者意見,期待你們的留言,感謝閱讀!
⑸ 人造原油是什麼意思
隨著市場經濟的發展,近幾年現貨原油投資被視為最有發展潛力的行業之一。
由於石油是世界上特別中的能源之一,且是不可再生能源,地球上的石油能源是有限的總有天石油資源會開采殆盡,所以人造石油,也就是石油的替代品是大勢所趨。
人造石油是由煤、油頁岩及油砂等可燃礦物經過加工得到的一類液體燃料。主要成分為各種烴類,並含有氧、氮、硫等非烴化合物。
⑹ 煤能變成汽油嗎
1884年10月11日,德國化學家貝吉烏斯出生於奧爾登堡。他運用自己創導的高壓化學作用理論,奇跡般地從石頭中提煉出油,從煤里提煉出液體燃料,從木材里提煉出糖,從而開拓了化學工業的新發展。現在,一起來了解一下煤怎麼能變成汽油吧!
大家知道,汽油是從石油中提煉得到的一種重要燃料。除此之外,石油還是生產乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯及醇等基本化工產品的原料。
地球上的石油資源並不豐富,相比而言,煤的儲量較為豐富,可采年限達幾百年,尤其在我國,煤已成為工業生產和生活的重要能源。然而,我國煤炭的84%是直接用於燃燒的。直接燃燒煤存在三個問題:一是能源的利用率低;二是煤含有多種有用的化合物,如能綜合利用可成倍提高經濟效益,而僅用於燃燒則頗為可惜;三是嚴重污染環境。能不能想辦法避免產生這些問題呢?
煤和石油都是化石燃料,都是以碳和氫為主的化合物,從這一點來看,它倆是一對「黑色兄弟」。煤與石油的最大區別是氫含量不同,石油中氫的含量為11%~14%,煤只含5%~8%。盡管如此,煤還是有可能變成汽油的。早在半個多世紀之前,化學家就已在實驗中嘗試將煤變成汽油的各種方法了。
直接加氫法,通常是先把煤磨成細粉狀,再與溶劑混合,通入氫氣,然後在高壓條件下加熱到380~460℃,使煤和氫反應,得到「人造石油」及其他低分子產物。將「人造石油」作蒸餾分離,就可得到相應的汽油、柴油等燃料。氣化合成法則是指將煤先製成煤氣,在煤氣中補充一些氫氣,把一氧化碳和氫的質量比控制在1∶2,使它們在鐵、鈷或鎳作為催化劑和200℃等條件下發生合成反應,得到的產物中,汽油含量可達到83%,另外還含有柴油等物質。由於把煤製成煤氣的技術已經十分成熟,所以上述氣化合成汽油的生產工藝相對也較容易辦到。另外,還可先把一氧化碳和氫合成為甲醇,然後再由甲醇轉化成汽油。這一方法在生產上顯得更為簡便而有效。如使用性能較好的分子篩催化劑,可使甲醇99%轉化為汽油,而且轉化過程中消耗能量很小,由此製得的汽油成本僅比合成甲醇略高一些。
由於在把煤變成汽油的過程中,能除去對人體及環境有害的雜質,而且煤又比石油更便於運輸和使用,所以許多國家都已經籌建了較大規模的煤液化工廠。同時,科學家仍在繼續研究把煤變成汽油的更新、更好的方法,使儲量豐富的煤能部分替代石油,更好地為人類服務。
?
⑺ 汽油可以人工合成了
早就有人工合成機油了,而且是在二戰期間,德軍就已經有通過煤炭來提煉合成汽油。但那是因為當時德軍石油補給嚴重不足,沒辦法而為之。
幾十年過去了,現在合成汽油的技術非常先進了,但是僅僅只是很小范圍的試驗而已,因為成本太高了。遠高於從石油里提煉。因此沒有進入商業用途。(提煉出來,消費者買不起也是空談)
⑻ 關於人造石油
目前,人造石油主要是煤制油;我國技術已很成熟,如神華公司。單經濟性較差,成本較高,發展此技術主要是國防要求。生物制油應是最好的再生石油,單目前人多地少,考慮國家食品安全問題,我國態度曖味是可以理解的
個人對石油缺乏不悲觀,相信人類一百年內學會物質內能量的應用,當然前提是人類的思維需要一場革命。
⑼ 如何解決海上的石油污染
方法一先把浮油圍住
如果泄漏的石油量大,第一步是用漂浮圍欄圍住石油。這些漂浮圍欄有些是充氣的,有些是用比水輕的材料做的,一般都高出水面1米左右,有些就「坐」在波浪上,還有些會向水下伸展出1米的「裙子」。
方法二物理化學法
對於水面的浮油,可以使用「汲油船」讓油水分離。有的汲油船把油水混合物吸進船上的罐子里,然後用離心機分離,再把水排到海里。還可以用類似海綿之類的東西把油吸到裡面,這種東西用化纖可以做,也可以用頭發之類的天然纖維。
為了獲取石油,有時候可以在其中加上「凝油劑」。它可以讓水中的石油從液體狀態變成半固體狀態,甚至像橡膠一樣的固體狀態。這種物體容易撈取,也可以避免石油向空氣中揮發苯、甲醛、丙酮等物質。這種固化劑對環境的危害相對較小。一些固化劑生產商宣稱,這種固化石油可以被再利用生產瀝青或者人造橡膠,甚至用作一種灰燼很少的燃料。
還有一種方法正相反,它不讓石油固化,而是讓它們和水更好地結合。「分散劑」打破石油完整的油膜,讓它們在海水中分散成一個個的小油滴。
方法三採用「吃油菌」
現在利用細菌降解石油主要用在修復海上小規模溢油、陸地石油污染等方面的治理。如果是大規模的海上石油泄漏,一般都先用物理、化學方法收集泄漏石油,直到剩下一些很難收集的石油,再用微生物降解。
至於要多長時間才能把石油完全降解,和環境條件有很大關系,比如環境的冷熱,在阿拉斯加和赤道的分解速度肯定不一樣。還和石油的成分有關,重油越多分解越困難,再有海水鹽分比較高,營養物質比較少,分解也會比較困難。總的來說,肯定不會是一天兩天就能分解完的。這個速度和細菌的生物量、活性、存活時間也有很大關系。
總之,人類對付石油污染有「十八般兵器」,哪一般都很難除盡石油,同時難免傷及自己,所以它們最好永遠沒有被使用的機會。
國際上都有哪些清除方法
海洋石油污染事件發生後,石油漂浮在海面上,迅速擴散形成油膜,可通過擴散、蒸發、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等進行遷移、轉化。油類可沾附在魚鰓上,使魚窒息,抑制水鳥產卵和孵化,破壞其羽毛的不透水性,降低水產品質量。油膜形成可阻礙水體的復氧作用,影響海洋浮游生物生長,破壞海洋生態平衡,此外還可破壞海濱風景,影響海濱美學價值。石油污染防治,除控制污染源,防止意外事故發生外,可通過圍油欄、吸收材料、消油劑等進行處理。
清理石油泄漏的第一步是切斷污染源,阻止浮油區繼續擴大。在此次大連「7·16」油管爆炸事故處理中,消防員奮戰20小時將油罐險情撲滅。隨後遼寧海事局總共布置了約9000米的圍油欄,最大限度地防止污染區域擴大。圍油欄是一種漂浮型隔離裝置,能夠將泄漏的石油控制在一定區域內。不同的風、波浪和水流等情況可能會影響圍油欄的攔截效果。
第二步是通過一些物理方法清除海面石油污染,比如用抽吸機吸油,用水柵和撇沫器刮油,用吸油氈吸附原油並回收處理等。這一步只能粗放地回收部分油污,減少石油泄漏的損失;但並不能徹底清潔水面。
這就需要第三步,噴灑化學消油劑,通過化學反應,促進石油的分解或沉降,形成能消散於水中的微小球狀物。但利用化學試劑的弊端在於可能引起二次污染,只能用於清理少量油污。
國際上通用的清理石油泄漏的方法還有燃燒和放任。但是,燃燒的方法只適用於浮油厚度大於2毫米的事故,原理是,燃燒後海上會留下一種焦油球,油船再直接把這些球狀物質打撈起來,這種做法可清除水面50%到90%左右的石油。這種做法的弊端是顯而易見的,會引起大范圍的空氣污染,對於海洋生物的破壞性也非常大。放任適用於遠離海岸和人類活動區的大洋中的原油泄漏,這種方法利用微生物使原油自然消解,但會擴大污染范圍,尤其是對污染地區生物的破壞不容小覷。
美國路易斯安那州有關部門還討論在海上修建一座「障壁島」,以阻止墨西哥灣浮油靠岸。根據修建計劃,「障壁島」高約1.8米,長約60米,建島泥沙將從海底挖掘,工程預計耗資3.5億美元。
清理海洋石油污染始終困擾著人們,各國科學家都在積極研究各種技術,力爭早日攻克這一世界難題,但很多方法還只停留在試驗階段。如有的科學家研究利用生物除污,即利用某些微生物及生物制劑「吃掉」或降解浮油。也有的科學家嘗試用農作物廢料清污,還有的科學家研究用液滴包裹石油的方法。這些技術還未成熟,離大規模投入實際清理泄漏原油還有相當的距離。目前,大規模清除海洋石油污染,仍以傳統方法如圍油欄、燃燒、噴灑化學試劑為主。