① 用石油和天然气的优点和缺点是什么 用石油和天然气的优点和缺点是哪些
1、石油气：
优点：动力强劲，燃烧后主要是二氧化碳和水蒸气及含硫化合物。
缺点：污染严重
天然气：
优点：成本较低，燃烧物主要为水和二氧化碳，环保。
缺点：动力不足。
2、石油也叫原油，是从地下深处开采出来黏稠黑褐色液体燃料。天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的可燃气体。
3、在化学组成的特征上，天然气分子量小（小于20），结构简单，H/C原子比高（4～5）。石油的分子量大（75～275），结构也较复杂，H/C原子比相对低（1.4～2.2）。
4、在物理性质方面，天然气基本是只含有极少量液态烃和水的单一气相；石油则可包容气、液、固三相而以液相为表征的混合物。天然气密度比石油小得多，既易压缩，又易膨胀。在标准条件下，天然气粘度仅n×10-2～10-3mPa·s，而石油粘度为n～n×10-3mPa·s，相差几个数量级。天然气的扩散能力和在水中的溶解度均大于石油。
5、在生成的条件方面，天然气比石油宽。天然气既有有机质形成，也有深成无机形成；沉积环境以湖沼型为主；生气母质以腐殖型干酪根（Ⅲ型）为主，生成的温度区间较宽，在浅部低温下即开始生成生物气；在中等深度（温度多数在65～90℃）范围内，发生的有机质热降解作用而大量生成石油的“液态窗”阶段，也可伴之生成；在深部高温条件下有机质裂解则又主要是生成天然气。
6、天然气对储集层的要求也比石油要宽，一般岩石的孔隙度10%～15%，渗透率在1×10-3～5×10-3μm2也可成藏。而由于天然气的活泼性，则对盖层的要求比石油严格得多。因此，天然气分布的领域要比石油广,产出的类型、贮集的形式也比石油多样，既有与石油聚集形式相似的常规天然气藏，如构造、地层、岩性气藏等,又可形成煤层气、水封气、气水化合物以及致密砂岩、页岩气等非常规的天然气藏。煤层既是生气源岩又是储集体的煤层气藏已成为很现实的类型。
② 乙烯为什么是石油化工的基石
许多热带树木的叶子可以产生乙烯，乙烯可促使树木老叶脱落、新叶生长。乙烯还可以催熟已摘下的未成熟果子。
乙烯的分子式是C2H4。它是一种无色、稍甜而微有芳香的气体，分子中含有一个不饱和的双键结构，这使它的化学性质相当活泼，能与多种化学物质反应生成重要的有机化工产品。乙烯是现代石油化工的重要基础原料，人们经常用乙烯的产量和装置规模来标志一个国家石油化工发展的水平。
现代制乙烯的主要生产方法是石油烃高温蒸汽裂解。石油中含有多种长碳链的碳氢化合物，要把这些化合物变成重要的化工原料，必须把过长的碳—碳（C—C）键“砍断”，减少分子中的碳原子数并脱掉部分氢原子，这个过程就叫“裂解”。通常将石油加热到750～850℃甚至1000℃以上，就会发生复杂的裂解反应，生成烯烃、炔烃和芳香烃。
高温裂解的气体产物是很复杂的，通常含有甲烷、氢气、乙烯、丙烯、丁烯等和相应的烷烃，如果不进行分离是难以直接利用的。特别在合成聚合物时，要求乙烯、丙烯纯度高于99.9%以上，产品中杂质的含量低到百万分之几，甚至更少。可以利用裂解气中各碳氢化合物的沸点不同，用低温蒸馏的方法把它们一一分开。从裂解气中分离得到的主要产物是乙烯、丙烯和丁二烯。
乙烯分子结构制取乙烯的装置通常分为热区和冷区。热区是指裂解部分，它包括若干台裂解炉以及急冷锅炉、油洗塔等；冷区是指分离部分，其中有高耸入云的塔林和众多的冷却设备。由于裂解气在常温、常压下是气体，必须把裂解气加压到30～40大气压（3～4兆帕）并冷却到零下100℃，使部分裂解气变成液体后才能进行蒸馏分离，这就是在乙烯工业中用得最多的深冷分离法。
在乙烯生产装置中，裂解需要高温，分离需要低温，还要有相应的压缩和冷冻设备，所以乙烯装置的建设费用较高。
③ 石油和天然气的有机来源
目前，世界学术界大都接受了石油天然气的有机来源理论模式。从地质学的角度也证实了这一观点：大部分的石油天然气矿床都分布在富含有机物质的沉积层。根据巴基洛夫（Бакиров，1993）的观点，还存在一系列的难题，这些难题使这一理论仍然备受争议。这些难题主要与石油天然气的特点有关。首先，石油和天然气是流体，能够在油气形成、矿床形成和破坏的不同阶段运移。“矿床”这个概念对于石油和天然气的积聚来说是相对的，因为石油天然气的积聚是运移的结果，而石油天然气的“产地”只能根据间接特征来判断。其次，不管是石油，还是形成石油的其他原始有机物质，都是各种化合物构成的复杂的混合物，其中很多都是现代实验技术条件下无法分析判断的。第三，在大气圈的环境中，石油成分可能在多种因素的影响下发生了实质性的变化。第四，由于石油天然气的储存和加工条件的特殊性，不可能对其矿床进行直接的观察和研究。石油天然气一般是在地球深部形成，一旦被开采到地表，其存在的矿床就不复存在了。
20世纪上半叶，随着新探明油田数量的增加以及石油开采量的提高，石油的研究领域大为拓宽，包括石油天然气的成因、运移及积聚等问题。
对石油天然气有机来源理论进行研究的着名学者有韦尔纳茨基（Вернадский）、阿尔汉格尔斯基（Архангельский）、泽林斯基（Зелинский）、古布金（Губкин）、瓦索耶维奇（Вассоевич）等。
韦尔纳茨基研究的是石油的生物化学基础。他认为，地下的动植物机体在分解过程中，一部分有机化合物散逸到大气圈和水圈，最稳定的有机化合物组成的部分进入沉积岩，在周围的生物化学条件下成为形成可燃性矿物的原始材料。阿尔汉格尔斯基将“生油”（能够形成石油）岩系的概念引入石油地质学。泽林斯基（Зелинский，1968）按照石油烃的有机合成进行了一系列实验，得到的产物从外部特征和物理、化学特性上都很像石油，但是与石油不同的是烃类组分不同。他写到，化学家用这种方法将有机材料变成了石油燃料，而且可以断定，因分解时天然材料的结构及组分不同而形成不同的石油烃混合物，混合物中具有石油烃族的典型组分，但是比例关系不同。
对于石油天然气地质学的发展具有特殊意义的是古布金院士的着作。他在《论石油》一书（Губкин，1932）中提出了有关石油生成条件和形成规律的主要观点。正是古布金的理论使石油形成假说成为完善的有理有据的理论。他提出了石油的动植物混合来源理论，揭示了从寒武纪至今在地壳的整个演化期间，在沉积盆地中一直持续着石油生成的过程。
古布金的研究形成了有关石油来源的“石油母岩岩系理论”和“腐泥岩理论”。于是，腐泥岩理论的实质是，动植物混合来源的腐泥和腐泥岩是生成石油和天然气的原始原料，腐泥和腐泥岩在分解后经历了不断的演变过程，最终这些腐殖质转化为石油”。
古布金认为生成石油最适宜的有机质是浮游生物，它们是自由漂浮的微型植物和部分微型动物（硅藻土等），在水体底部大量淤积，是有机质的主要物质来源——腐泥。而且他认为，在沉积盆地内空气能够到达的区域，有机质演化为藻煤或者混合来源的煤，而在还原性环境中则演化为石油烃。
石油烃形成的自然地理环境是古浅水海域、海湾的地槽构造带。
有机质的形成过程分为两个阶段。第一个阶段即生物化学阶段，这时进行的是H2S，CH4，CO2，NH2及其他分解产物以及油母的蛋白质分解。第二个阶段即地球化学或者动力化学阶段，这些产物在温度、压力不断升高的条件下转化为石油和天然气。之后，由于上覆岩层的压力以及构造运动，石油和水从石油母岩中被挤压出去，附着于孔隙度更大的岩石中（粗矿石和砂岩），随着地层的向上隆起，石油沉降聚积在集油带，并且形成有开采价值的矿藏。
石油天然气母岩沉积物有机物质的演变是一个逐渐发展的过程，并且具有多级演化的特点。但是石油天然气母岩沉积物究竟在岩石成因的哪一个阶段成为石油天然气的生成品，对此研究人员各持己见。
一部分学者沿袭古布金的观点，认为有机质及石油烃的演变开始于早期的沉积变质阶段，一直持续到退化阶段。还有一部分学者认为，由于有机物质的热催化和热转化作用，石油烃在退化阶段形成。
值得一提的是，在石油天然气矿床全球分布规律领域的研究上，古布金走在了同时代学者的前面。早在他研究出石油天然气的主要分布区域之前，古布金就揭示了油气储藏与外围山系（山脉的外围地带）的空间关系，也就是与古地台活跃边缘共轭的盖层褶皱带前缘，是范围广大的沉积区域，也是石油天然气聚积的区域。用现代的观点来看，古地台边缘最值得关注的是碰撞带的过渡稳定边缘地带。属于这一类的世界大型油气田有：伏尔加-乌拉尔、加拿大西部、近贝加尔-普列特帕托木斯克、普列特维尔霍杨斯克等。古布金的这些观点完全可能早于索罗赫金（Cорохтин）和乌沙科夫（Ушаков）的基于岩石圈构造的石油形成学说。索罗赫金和乌沙科夫提出了在俯冲带由于与沉积物裹挟而至的生物有机体的热量散逸导致烃族产生的可能性。
岩石圈板块的构造理论证明了碳氢化合物从板块俯冲带向大陆地台方向运移这一新机制存在的可能性。岛弧或者大陆活跃边缘均向大陆地台边缘推动。来自逆掩构造的碳氢化合物的运移通常促使地台边缘（山前）坳陷带石油天然气储量的明显增加，有时甚至超出充填沉积层的石油天然气原始总储量的很多倍。
珀尔非利耶夫（Порфирьев，1966）认为，地球上已形成的所有油田都是在渐新世到第四纪期间形成的。他提出了石油的动植物混合物质起源学说，当温度达到20～300 °时这些混合物处于均匀状态。在高温高压的条件下这些混合物发生氢化作用，从而形成了石油烃。氢元素的来源是碳水化合物，它们被厌氧菌分解为气态产物，包括氢元素。
此后，珀尔非利耶夫与戈林贝尔格（Гринберг）研究了有机物转化为石油的过程，只有那种埋藏在“反应堆-地层”条件下的同质有机物聚积物才变为石油。在这种条件下形成的石油是在动力破坏的环境中进行运移的。
瓦索耶维奇（Вассоевич）花费了很多年来研究石油的成因问题，他认为主要有以下几个因素：① 有机质在沉积岩中分布广泛，其在地表层沉积岩中的克拉克值为0.7%（或者C有机质0.53%）；② 具有含碳烃的有机质，即“沥青”，沉积外层（陆地部分）碳烃平均含量为120～150 g/m3，总量预计为n×1013 t，也就是说比石油总储量（n×1011 t）高出很多倍。
他认为，在沉积变质阶段形成了甲烷和“微石油”，而在退化阶段形成石油的其他主要组分。脱离母岩的微石油部分成为石油的组分，并且形成了独立的相。在深部剩余的微石油中在温度和催化剂的作用下，这些高分子化合物分解为流动性更强的组分，并且补足微石油组分，甚至可以说是石油本身。在沉积岩沉降的过程中，石油烃因低分子碳氢化合物的增加而发生着变化，在隆起的过程中则发生生物化学的氧化作用。
瓦索耶维奇根据自己的研究，将沉积岩的纵向剖面划分出岩石成因的各个阶段：沉积变质、初级退化（早期）、中级退化（中期）、顶级退化（晚期），其中的每个阶段又分为若干亚阶段。
而后，孔托罗维奇（Конторович）、特罗费姆克（Трофимук）等很多学者建议将瓦索耶维奇的岩石成因带与石煤的变质作用（煤化作用）联系起来，如图 2.1所示。
图2.1 热催化阶段有机质生成石油示意图
索科洛夫（Cоколов，1968）提出了碳氢化合物生成的垂直带状图：剖面最上层是碳氢化合物产生的生物化学过程，往下1～2 km的深部分是热催化带，分为上层的石油天然气亚带和下层的甲烷亚带。热催化带的有机页岩脂类脂肪酸在释放碳酸气的同时生成碳氢化合物。在脂肪酸分解的同时，生成轻质和重质的液态及气态的碳氢化合物。
最近数十年间，对于拥护石油有机起源学说的学者们来说，巴基罗夫（Бакиров）等的成果具有重要意义（Бакиров Ипр.，1993）。综合油气形成漫长的多级过程，可以将其归纳为以下阶段：生物有机体内石油天然气原始物质及个别组分的形成，沉积物中残存物质的积聚；沉积变质及热催化过程中有机质的转化；碳氢化合物的新生产及其向集聚区域的运移；石油天然气的横向及纵向运移；矿床的形成、变形及损毁。
巴基罗夫也提供了石油天然气沉积的主要鉴别特征：① 水下厌氧环境（与空气隔绝）下的聚积；② 相对稳定的盆地沉降条件下在相当长的地质时期的沉积积累；③ 沉积层内具有石油天然气形成和发展的特征，岩石中有机物质沥青部分可能呈现出石油类碳烃含量的升高。
正如巴基罗夫所指出的，应该将石油天然气母岩岩系与生油气岩系区别开来，因为大量研究表明，含有有机物质的沉积物不是都能转化为石油和天然气。潜在的石油母岩岩层，如果不能沉降至有利于生油气条件的深部，同样也不具备生成石油和天然气烃的可能性。
在此不一一列举出为石油有机来源理论的发展做出过贡献的所有学者。应该提到的俄罗斯学者有安德鲁索夫（Андрусов）、布罗特（Брод）、加利莫夫（Галимова）、叶列门科（Еременко）、卡里茨基（Калицкий）等，国外公认的学术权威则是亨特（Хант）。
④ 土壤中石油类和石油烃的区别
石油烃：石油中的烃类化合物，烃类即碳氢化合物，在石油中占绝大部分，约几万种。
没有明显的总体特征，主要由烃组成，且各种烃类的结构和所占比例相差很大。
石油类：矿物油类化学物质，是各种烃类的混合物。石油类可以溶解态、乳化态和分散态存在于废水中。
石油烃=石油烃类化合物总称，石油类=各种烃类的混合物，接近相等，可能只是不同行业间的不同叫法。
⑤ 简述石油的烃类组成
一、石油中的烷烃烷烃是石油的主要组分，在常温常压下，从C1到C4 的烷烃是的气态，它们是天然气和炼厂气的主要成分。C5～C15的烷烃为液态。大于C15 的正构烷烃为固体。按其结晶形状不同，可分为两种，一种是结晶较大，呈板状结晶的称为石蜡，另一种是呈细微结晶的微晶形蜡称为地蜡。在一般条件下，烷烃的化学性质很不活泼，不易与其它物质发生反应，但在特殊条件下，烷烃也会发生氧化及热分解等反应。二、石油中的环烷烃（1）在石油中所含的环烷烃主要是环戊烷和环己烷及其衍生物。（2）环烷烃在石油各馏分中的含量是不同的，它们的相对含量随馏分沸点的升高而增加，但在更重的石油馏分中，因芳香烃的增加，环烷烃则逐渐减少。（3）环烷烃含量对油品粘度影响较大，一般含环烷烃多，油品粘度就大，它是润滑油组成的主要组分。三、石油中的芳香烃（1）芳香烃也是石油的主要组分之一。在轻汽油（＜120℃）中含量较少，而在较高沸点（120～300℃）馏分中含量较多。（2）芳香烃的抗爆性很高，是汽油的良好组分，常用做提高汽油质量的掺合剂；灯用煤油中含芳烃多，点燃时会冒黑烟和使灯芯易结焦，是有害组分；润滑油馏分中含有多环短侧链的芳香烃，它将使润滑油的粘温特性变坏，高温时易氧化而生胶，因此，润滑油精制时要设法除去。（3）芳香烃用途很广泛，可做为炸药、染料、医药、合成橡胶等，是重要的化工原料之一。