‘壹’ 海藻怎样变成石油
海藻在太阳光照下吸收二氧化碳,然后在细胞内生成油脂。经过遗传基因改良过的单细胞海藻在池塘中只需五天就可收获。
把海藻从水中捞出,经过一种热化学工艺的“湿性提取法”处理后,油脂便从海藻中分离出来了。
石油是经过漫长的地质年代才逐渐形成的宝贵资源,但用起来却消耗得非常快。美国的科学家日前利用藻类作为原料,加快了“原油”的形成过程,只需并卖要约一个小时即可得到用藻类生产的生物燃料。
在已知销蔽空的生产清洁能源的方法中,利用藻类生产的生物燃料最接近于海底沉积物产生的原油。在数百万年的时间里,海底的沉积物经由微生物的作用变成了我们所熟知的石油。而最近,美国能源部的科学家们的研亏瞎究成果,使得这一需要进行数百万年的反应得以在1小时内完成。
‘贰’ 海藻的化工用途
以海藻为原料制成的化工产品。1670年日本发现了用红藻生产琼胶的方法,并开始海藻胶的生产。20世纪50年代末中国进行了从海带提取褐藻胶、甘露醇和碘的综合利用研究,60年代末投入工业性生产。海藻加工产品主要有红藻胶质制品与褐藻化工产品两类。
海藻能够避免与农作物争夺耕地和淡水资源,有望成为未来理想的生物燃料。到目前为止,海藻生物燃料尚不具备经济性,但随着石油价格的不断上涨,以及海藻可以提取出高附加值产品,这种情况可能会有所改变。英国阿伯里斯特维斯大学的杰西卡·亚当斯表示,海洋中生长着大量海藻,而人们却没有真正加以利用。法国海藻技术研究中心的扬尼克·勒瑞特也表示,海藻生长非常迅速,而且无需消耗淡水。
与陆地植物一样,海藻中的碳水化合物可以用多种方式转化成燃料。海藻可以通过热解来制造油料,通过细菌发酵来生产乙醇,通过厌氧消化来转化为甲烷。
海藻漂浮在水中,因而无需像陆地植物一样制造木质来对抗地球引力。粗糙且难以降解的木质是将陆地生物燃料推向市场所面临的关键障碍之一。 红藻胶质制品,红藻胶质的基本化学成分是由半乳糖组成的半乳糖胶。不同种类红藻所含胶质中半乳糖的构型和构象以及所含硫酸基的数量与结合位置不同,各种制品的性质也有不同。
主要制品有:
① 琼胶。又称琼脂、冻粉。从石花菜、江蓠等红藻中用热水提取出来的一种海藻多糖。加热至90℃左右呈溶胶状,冷至30℃左右时呈强度较高的凝胶。琼胶由中性的琼胶糖和一系列连续的硫酸性琼胶两部分组成。加工方法主要是天然冻干法和机械加工法。琼胶在食品工业上主要用作软糖、罐头制品的凝冻形成剂,冷饮食品的稳定剂和乳化剂;医学上用作培养基、轻泻药等。
② 卡拉胶。从角叉菜等红藻中以热水提取出的胶质。其胶液经处理可分成沉淀和不沉淀两部分,分别称为K-卡拉胶和λ-卡拉胶组分。其中K部有较强的凝固能力,工业生产的卡拉胶是两者的混合物。生产方法有烘干法、异丙醇脱水法和碱预处法等。用途与琼胶基本相同。
③ 叉红藻胶。从帚状叉红藻中以热水提取出的多糖。此种藻类多产于大西洋北部。叉红藻胶的主要化学结构类似K-卡拉胶。用途和卡拉胶相似,绝大部分用于食品工业。
④ 海萝胶。海萝属红藻所含的胶质。海萝加热水搅拌提取,滤液与染料可直接配成印花浆使用。 褐藻化工产品主要有褐藻胶、碘和甘露醇等。褐藻胶是从海带等褐藻经加碱提取出的一种水溶性高粘度胶体,是所有褐藻所共有的细胞间多糖。褐藻胶包括水溶性褐藻酸的铵、钠、钾盐,以及不溶于水的褐藻酸及其钙、铁等两价以上的金属盐类。一般所说的褐藻胶主要指褐藻酸钠。主要在食品工业中用作稳定剂、增稠剂、果酱等的凝冻成形剂;在医药卫生中用作乳化剂、药片崩解剂、止血纱布等。有些褐藻胶有阻止动物体吸收放射性锶的效果。在海带的水浸泡液中加入酸和氧化剂使碘游离,通过阴离子交换树脂标使碘吸附,再通入还原剂解吸、氧化,精制后即得医用碘。从交换树脂柱流出的液体中加碱除去不溶物,然后经电渗析器脱盐、浓缩、结晶即得甘露醇。碘广泛用于人民生活、医药卫生、国防工业和农业等方面。甘露醇可用作治疗眼、脑、糖尿病、高血压等疾病的注射剂和口服药;其衍生物可用作乳化剂以及用于制造泡沫塑料、炸药等。
‘叁’ 石油是怎么形成的
石油是怎么形成的在理论上不成熟,还有其他观点,以下说法参考一下
传统的石油地质理论认为:石油的生成是几百万年前沉积在海底的生物残骸,经泥沙覆盖,在微生物作用下腐烂,又经过长期的加压加热,形成油、气。
现代石油理论则认为:石油是由含有机质的动植物残骸被埋入地下后和泥沙组成了有机淤泥,由于地层的原因不断地被一层一层地掩埋,愈埋愈深,最后于外面的空气隔绝,造成了一个缺氧的环境,加上深层处温度的升高,压力的增强,厌气性氧细菌便把有机质分解,形成了分散的油滴,这就是石油。
由于地层不断地下降,湿度不断地升高,加之地心的引力,被分解的油滴就会活跃起来,并向地心的方向游移,越往深入温度就越高,油滴可能就越发活跃,由于地层的物质结构不同,而且越往深入物质的密度越大,但地层下的沉积物有时侯颗粒较粗,颗粒间空隙较大,便形成了砂岩、砾石;有时侯颗粒较细,就形成了页岩、泥岩。在地层的压力的作用下,这些分散的油滴就会不断地顺着它们可以通行的路线行进,最后被挤进多孔的砂岩层,成为储积石油的地层;而空隙很小的页岩层,由于油滴无法挤进去,储积不了石油,就成了防止石油跑掉的“隔离层”。
又由于地壳是由密度较大的页岩——玄武岩组成,而且凸凹不平,向上突起的叫被斜构造,向下弯曲的叫向斜构造;有的岩层像馒头一样的隆起,叫穹隆构造。集合的油滴就会沿着隆坡继续前行,不断向向斜构造或穹隆构造岩层的顶部汇集,这时石油位于上部,而处在中间、下部的则是水。进入凹陷的地壳区域,这里如同一个大的脸盆,把油流汇集起来,越集越多,这里就成为储藏石油的大“仓库”了,在地质学上管它叫做“储油构造”。
由分散的油滴到汇集成的油流,最后进入到大的储油“仓库”,也可以说是地球对含有有机质的动植物残骸进行分解、加温、加压、提炼、汇集、储藏的一系列加工过程,是地球制造、储藏高热值能量物质的加工体系.
‘肆’ 藻类是怎么样即发电又吃油的呢
人们常常在潮湿的地表上看到泛起的蓝绿色、滑腻腻的“地皮”,这些东西的学名就叫“蓝藻”,有人也叫它“蓝细菌”、“蓝绿藻”、“粘藻”。这种藻类是地球最古老的生物,远在30亿年前的远古时代,地球刚刚诞生17亿年左右时,它就诞生了,据说生物界那时只有这类蓝藻。它在极为险恶的环境下,潜伏在水层里,依靠它所含有的叶绿素和藻蓝素成功地利用透射和散射的太阳光进行光合作用,成功地把二氧化碳(CO2)和水(H2O)合成碳水化物〔(CH2O)n〕。光合作用是太阳能的生物转换过程。这一过程合成的碳水化合物便是太阳能的化身。蓝藻可以说是世界上最早的太阳能收集器、贮存器。它的出现意味着地球上以太阳能为动力的生命形式由低级走向高级,从简单走向复杂的开始。蓝藻是一个庞大的生物家庭。目前,已发现的蓝藻有2000多种,分隶于140属20科。
蓝藻与其他光合细菌最大的区别是,其他光合细菌在光合过程中不会放出氧气,而蓝藻却能源源不断地往空中输送氧气。经过长期不断地施放氧气,终于改变了大气的组成,进而在高空形成臭氧层,挡住了紫外线,为以后的需氧生物提供了有利的生存环境,并为海洋生物登陆提供了条件。因此,人们把蓝藻看成是植物界的先驱,进化长河的源流,地球上最早的拓荒者。
蓝藻还能把大气中的游离氮(N2)同氢(H)合成氨(NH3),这就是蓝藻所进行的固氮作用。能进行固氮的蓝藻大多分化为两种细胞:营养细胞和异形胞。在光合过程中,营养细胞能制糖和发电,而异形胞在特定条件下,能催化放出理想的燃料——氢来。
这样说来,蓝藻是一种既能光合(发电、放氧、制糖),又能固氮(合成氨),还能放氢的“综合工厂”,这不仅是植物界绝无仅有的,就是人类社会上也无法与之比拟。可见,蓝藻是一种贡献独特的微生物了。
人类认识和利用蓝藻的历史并不长。1889年首先由弗兰克发现蓝藻能固氮,但当时未能确证,直到1928年才为德雷韦斯所证实。20世纪40年代蓝藻开始在稻田里使用,它生长过程中分泌出的氮化合物和激素物质能大大帮助水稻生长,稻田养藻,水稻一般能增产10%。
更令人感到惊异的是蓝藻竟能发电!揭开蓝藻光合、固氮、放氢的秘密,将使人们可以用太阳能为动力,以水、二氧化碳和氮气为原料,定向地进行发电,合成食物,生产氮肥,制造氢气。近年来,国外已经开始用蓝藻进行发电试验取得成功。科学家们对利用蓝藻制氢也极感兴趣。
作为生物质能源,水生植物的使用,除蓝藻外,其他许多藻类也具有很大潜力。专家们在进行海藻种植研究中发现,藻类生物质可厌氧发酵成甲醇,其转化率可达50%~70%,因此证明,通过藻类可将太阳能转化成化学能(甲醇)。还有人在将海藻研碎后进行发酵过程中发现,这些藻类能释放出大量近似甲烷的可燃性气体。据估算,一公顷海藻,一年内可排出4万立方米的可燃性气体。还有一种海藻,它能在高盐碱的水中产生大量有价值的烃类(其中也含有甘油)。小球藻也能提供大量热能,每克可提供22千焦耳的能量。水风信子是沼气发酵的极好原料,它繁殖速度极快,一株水风信子经过3个月后可产生248181个后代。
令人更为惊异的是藻类还能回收石油。“红巨藻”(紫球藻属)能以相当其生物量生产速度的50%的速率合成分泌出一种磺化多糖。这种多糖的粘度和催化作用与角叉藻聚糖类似,可用于从地下的沙质形成物中回收石油。用其回收石油的数量等于或高于用商品聚合物得到的数量。
无独有偶。同属微生物的一种细菌也能分解原油。据报道,1991年由日本大阪大学的今中忠行教授首次发现了在无氧环境中可以分解原油的细菌。据说,在日本静冈县中部山区,有一股自战前就一直向外涌流的原油,使周围环境受到严重污染。经对油流周围的土质勘察分析后找到一种以原油为食的新菌种。它与目前所掌握的分解原油的细菌同属假单胞菌,其棒状体形直径0.5微米,长1.2~1.5微米。科学家认为,迄今一直难以处理的沉积海底的原油,因这一新菌种的发现将可得到解决。更重要的是,如果用二氧化碳和氢就可以培养这一新的细菌,那么合成接近原油成分的碳氢化合物就将成为可能。
‘伍’ 藻类怎样回收石油
令人惊异的是藻类还能回收石油。“红巨藻”(紫球藻属)能以相当其生物量生产速度的50%的速率合成分泌出一种磺化多糖。这种多糖的粘度和催化作用与角叉藻聚糖类似,可用于从地下的沙质形成物中回收石油。用其回收石油的数量等于或高于用商品聚合物得到的数量。
‘陆’ 植物能产生石油吗
在寻找新能源的过程中,科学家们欣喜地发现了可再生的“石油植物”,可以有效地解决上述问题。它的蕴藏量丰富,可以迅速生长,是可再生的种植能源,用“植物石油”代替传统的石油将从根本上解决能源危机。英美等发达国家正在对已发现的40多种“石油植物”进行品种选育和品质优化工作,并准备尽快实现商业化生产。法国、日本、巴西、俄罗斯等国也正在开展“石油植物”的研究和应用。目前,甚至有一些科学家在培育产油量较高的转基因植物。
美国一个名叫卡尔文的科学家在巴西发现了一种神奇的橡胶树,只要在这棵树的树干上钻个小洞,就可接到“柴油”,因而又称之为“柴油树”。澳大利亚有一种古巴树,每棵每年可获得约25升燃料油,且这种油可直接用于柴油机。美洲香槐草是产于美国的一种杂草,它生长在干旱和半干旱地区,每公顷土地可以收获约1600升燃料油。
一些藻类现在也是产油热点。这些“油藻”生长繁殖迅速,范围大,燃料油产量也高。如在淡水中生存的一种丛粒藻,它们简直就是产油机,能够直接排出液态燃油。另外,那些目前尚未发现有明显经济价值的藻类,也可以用它们来做沼气原料,而那些含糖量大的藻类则可以用来生产醇类作为燃料。
‘柒’ 石油是如何产生的
目前普遍认同的理论是,埋藏在地下的远古时代未被细菌分解的有机物在一定温度、压力条件下,经过几百万年的演变,形成了可供开采的石油。微生物将地表以下的有机物转化为碳氢化合物,剩下的埋藏在深层地底的有机物则在温度和压力下经过分解及复杂的化学反应生成石油。通常具有商业价值的油田都位于地表以下500米-700米深处,最深的油井在约6公里深的地底。而10公里以下的更深处则根本不会有石油或天然气。
肯尼认为,浅层地表形成的低压条件更容易产生甲烷,而不是较重的碳氢化合物。他在实验室中将氧化铁、卵石和水加热至900摄氏度高温时得到重碳氢化合物。据此他认为,稳定的石油只有在30000个大气压条件下,也就是100公里以下的地底才能形成。
不过,即使肯尼关于石油形成的理论只有部分正确,也可能为石油勘查工作打开一扇新的探索之门。
‘捌’ 藻类植物产油
从植物中提炼石油最让人鼓舞的前景之一来自对藻类的研究和开发,因为它们生长迅速,产量也高。如在淡水中生存的一种丛粒藻,它们简直就是产油机,能够直接排出液态燃油。在美国西海岸附近的海域中,生长着一种巨型海藻,一昼夜可长60厘米,其含油量很高。
日本的一个科研小组宣布,他们成功地从一种淡水藻类中提出取出了石油。这种藻类石油生成能力远远超过预想的程度。
‘玖’ 石油是怎么形成的
一、1763年,俄国科学家罗蒙诺索夫首先表明观点:石油起源于植物。
二、1876年,俄国化学家门捷列夫提出了“碳化说”。他认为,地球上有丰富的铁和碳,在地球形成初期,它们可能化合成大量碳化铁,以后又与过热的地下水作用,就生成碳氢化合物。
碳氢化合物沿着地壳裂缝上升到适当的部位储存凝结,最终形成石油。但这一假说的不足之处是:地球深处的碳化铁含量极其微小,并且地球内部的高温也使地下水无法到达地球深处。
三、1866年,勒斯奎劳第一个提出了石油的“有机成因说”,认为石油可能是由古代海生的纤维状植物沉积到地层以后慢慢转化而成的。
四、1888年,杰菲尔指出石油是海生动物的脂肪经过一系列变化而形成的。二十世纪三十年代,前苏联的古勃金又提出了石油的“动植物混合成因说”;四、五十年代,有人还提出石油的“分子生油说”,就是油烃类是沉积岩中的分散有机质在成岩作用早期转变而成的。
五、十九世纪末,俄国另一位科学家索科洛夫提出了“宇宙成因”假说。他认为,在地球还处在溶融的火球状态时,吸收了大量原始大气中的碳氢化合物。随着原始地球不断冷却,这些碳氢化合物逐渐凝结埋藏,并在地壳中形成石油。
六、1951年,前苏联地质学家创立了“岩浆说”。他们认为,石油是在地球深部的岩浆作用中形成的。地球深处的岩浆里面,不仅有碳和氢,而且有氧、碳、氮等元素。
在岩浆从高温到低温的变化过程中,这些元素进行了一系列的化学反应,从而形成甲烷、碳氢化合物等一系列石油中的化合物。伴随着岩浆的侵入和喷发,这些石油化合物在地壳内部迁移、聚集、最终形成石油矿藏。
(9)藻类生产石油怎么样扩展阅读:
石油,地质勘探的主要对象之一,是一种粘稠的、深褐色液体,被称为“工业的血液”。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。
石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说,前者较广为接受,认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于生物沉积变油,不可再生。
后者认为石油是由地壳内本身的碳生成,与生物无关,可再生。石油主要被用来作为燃油和汽油,也是许多化学工业产品,如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。
石油的成分主要有:油质(这是其主要成分)、胶质(一种粘性的半固体物质)、沥青质(暗褐色或黑色脆性固体物质)、碳质。石油是由碳氢化合物为主混合而成的,具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体。
严格地说,石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。构成石油的化学物质用蒸馏能分解。原油作为加工的产品,有煤油、苯、汽油、石蜡、沥青等。严格地说,石油以氢与碳构成的烃类为主要成分。分子量最小的4种烃,全都是煤气 。
原油的颜色非常丰富,有甚红、金黄、墨绿、黑、褐红、至透明;原油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量决定的,含的越高颜色越深。我国重庆黄瓜山和华北大港油田有的井产无色石油,克拉玛依石油呈褐至黑色,大庆、胜利、玉门石油均为黑色。
无色石油在美国加利福尼亚、原苏联巴库、罗马尼亚和印尼的苏门答腊均有产出。无色石油的形成,可能同运移过程中,带色的胶质和沥青质被岩石吸附有关。但是不同程度的深色石油占绝对多数,几乎遍布于世界各大含油气盆地 。