石油
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石油又稱原油，是從地下深處開(kāi)采的棕黑色可燃粘稠液體。主要是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化形成的混合物，與煤一樣屬于化石燃料。石油主要被用來(lái)作為燃油和汽油，燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品如溶液、化肥、殺蟲(chóng)劑和塑料等的原料。
目錄 |
石油的生成與聚集
1.石油的生成
研究表明，石油的生成至少需要200萬(wàn)年的時(shí)間，在現(xiàn)今已發(fā)現(xiàn)的油藏中，時(shí)間最老的可達(dá)到5億年久。在地球不斷演化的漫長(zhǎng)歷史過(guò)程中，有一些“特殊”時(shí)期，如古生代和中生代，大量的植物和動(dòng)物死亡后，構(gòu)成其身體的有機(jī)物質(zhì)不斷分解，與泥沙或碳酸質(zhì)沉淀物等物質(zhì)混合組成沉積層。由于沉積物不斷地堆積加厚，導(dǎo)致溫度和壓力上升，隨著這種過(guò)程的不斷進(jìn)行，沉積層變?yōu)槌练e巖，進(jìn)而形成沉積盆地，這就為石油的生成提供了基本的地質(zhì)環(huán)境。
伴隨各種地質(zhì)作用，沉積盆地中的沉積物持續(xù)不斷地堆積。當(dāng)溫度和壓力達(dá)到一定程度后，沉積物中動(dòng)植物的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為碳氧化合物分子，最終生成石油和天然氣。
非生物成油的理論是天文學(xué)家托馬斯.戈?duì)柕略诙砹_斯石油地質(zhì)學(xué)家尼古萊.庫(kù)德里亞夫切夫的理論基礎(chǔ)上發(fā)展的。這個(gè)理論認(rèn)為在地殼內(nèi)已經(jīng)有許多碳，有些這些碳自然地以碳?xì)浠衔锏男问酱嬖凇Ｌ細(xì)浠衔锉葞r石空隙中的水輕，因此沿巖石縫隙向上滲透。石油中的生物標(biāo)志物是由居住在巖石中的、喜熱的微生物導(dǎo)致的，與石油本身無(wú)關(guān)。
美國(guó)在2003年的一項(xiàng)研究，有不少枯乾的油井在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的棄置以后，仍然可以生產(chǎn)石油。所以，石油可能并非生物生成的礦物，而是碳?xì)浠衔镌诘厍騼?nèi)部經(jīng)過(guò)放射線作用之后的產(chǎn)物。
2.石油的聚集
石油不像水聚集在水庫(kù)中那樣聚集在沉積盆地最初形成的巖石——生油源巖，也就是沉積巖中，而是透過(guò)巖石的孔隙，被擠壓到壓力分布更低的巖石裂縫和孔隙中，直至停留在被完全封閉的儲(chǔ)集巖中。儲(chǔ)集巖是聚集石油的巖石。儲(chǔ)集巖形成了儲(chǔ)藏石油的地質(zhì)環(huán)境——圈閉構(gòu)造，它是阻止石油被繼續(xù)運(yùn)移的地質(zhì)構(gòu)造。石油的這種聚集方式就如同水被一塊綿吸收一樣。正因?yàn)橛辛藘?chǔ)集巖和圈閉構(gòu)造，石油才能安靜地在地下定居，等待發(fā)掘者的到來(lái)。
形貌與成分
原油的顏色非常豐富，有紅、金黃、墨綠、黑、褐紅、甚至透明；原油的顏色是它本身所含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量，含的越高顏色越深。原油的顏色越淺其油質(zhì)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(zhì)（這是其主要成分）、膠質(zhì)（一種粘性的半固體物質(zhì)）、瀝青質(zhì)（暗褐色或黑色脆性固體物質(zhì)）、碳質(zhì)（一種非碳?xì)浠衔铮?/p>
石油由碳?xì)浠衔餅橹骰旌隙傻模哂刑厥鈿馕兜摹⒂猩目扇夹杂唾|(zhì)液體！天然氣是以氣態(tài)的碳?xì)浠衔餅橹鞯母鞣N氣體組成的，具有特殊氣味的、無(wú)色的易燃性混合氣體。
石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，密度為0.8 ~ 1.0 克/厘米3，粘度范圍很寬，凝固點(diǎn)差別很大（30 ~ -60°C），沸點(diǎn)范圍為常溫到500°C以上，可容于多種有機(jī)溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。 組成石油的化學(xué)元素主要是碳 （83% ~ 87%）、氫（11% ~ 14%），其余為硫（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(gòu)成石油的主要組成部分，約占95% ~ 99%，含硫、 氧、氮的化合物對(duì)石油產(chǎn)品有害， 在石油加工中應(yīng)盡量除去。不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結(jié)構(gòu)和所占比例相差很大， 但主要屬于烷烴、環(huán)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(huán)烷烴、芳香烴為主的稱環(huán)烴基石油；介于二者之間的稱中間基石油。我國(guó)主要原油的特點(diǎn)是含蠟較多，凝固點(diǎn)高，硫含量低， 鎳、氮含量中等，釩含量極少。除個(gè)別油田外，原油中汽油餾分較少，渣油占1/3。組成不同類的石油，加工方法有差別，產(chǎn)品的性能也不同，應(yīng)當(dāng)物盡其用。大慶原油的主要特點(diǎn)是含蠟量高，凝點(diǎn)高，硫含量低，屬低硫石蠟基原油。
石油產(chǎn)品的分類
石油經(jīng)過(guò)加工提煉，可以得到的產(chǎn)品大致可分為四大類：
一石油燃料
石油燃料是用量最大的油品。按其用途和使用范圍可以分為如下五種：
1、點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料 有航空汽油，車用汽油等。
2、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料(噴氣燃料) 有航空煤油。
3、壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料(柴油機(jī)燃料) 有高速、中速、低速柴油。
4、液化石油氣燃料 即液態(tài)烴。
5、鍋爐燃料 有爐用燃料油和船舶用燃料油。
二 潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂
潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂被用來(lái)減少機(jī)件之間的摩擦，保護(hù)機(jī)件以延長(zhǎng)它們的使用壽命并節(jié)省動(dòng)力。它們的數(shù)量只占全部石油產(chǎn)品的5%左右，但其品種繁多。
三 蠟、瀝青和石油焦
它們是從生產(chǎn)燃料和潤(rùn)滑油時(shí)進(jìn)一步加工得來(lái)的，其產(chǎn)量約為所加工原油的百分幾。
四 溶劑和石油化工產(chǎn)品
后者是有機(jī)合成工業(yè)的重要基本原料和中間體。
石油產(chǎn)品精制
各裝置生產(chǎn)的油品一般還不能直接作為商品，為滿足商品要求，除需進(jìn)行調(diào)合、添加添加劑外，往往還需要進(jìn)一步精制，除去雜質(zhì)，改善性能以滿足實(shí)際要求。常見(jiàn)的雜質(zhì)有含硫、氮、氧的化合物，以及混在油中的蠟和膠質(zhì)等不理想成分。它們可使油品有臭味，色澤深，腐蝕機(jī)械設(shè)備，不易保存。除去雜質(zhì)常用的方法有酸堿精制、脫臭、加氫、溶劑精制、白土精制、脫蠟等。酸精制是用硫酸處理油品，可除去某些含硫化合物、含氮化合物和膠質(zhì)。堿精制是用燒堿水溶液處理油品，如汽油、柴油、潤(rùn)滑油，可除去含氧化合物和硫化物，并可除去酸精制時(shí)殘留的 硫酸。酸精制與堿精制常聯(lián)合應(yīng)用，故稱酸堿精制。脫臭是針對(duì)含硫高的 原油制成的汽、煤、柴油，因含硫醇而產(chǎn)生惡臭。硫醇含量高時(shí)會(huì)引起油品生膠質(zhì)，不易保存。可采用催化劑存在下，先用堿液處理，再用空氣氧化。加氫是在催化劑存在下，于300~425℃, 1.5兆帕壓力下加氫，可除去含硫、氮、氧的化合物和金屬雜質(zhì)，改進(jìn)油品的 儲(chǔ)存性能和腐蝕性、燃燒性，可用于各種油品。脫蠟主要用于精制航空煤油、柴油等。油中含蠟，在低溫下形成蠟的結(jié)晶，影響流動(dòng)性能，并易于堵塞管道。脫蠟對(duì)航空用油十分重要。脫蠟可用分子篩吸附。潤(rùn)滑油的精制常采用溶劑精制脫除不理想成分， 以改善組成和顏色。有時(shí)需要脫蠟。白土精制一般放在精制工序的 最后， 用白土（主要由二氧化硅和三氧化二鋁組成）吸附有害的物質(zhì)。
酸精制
是用硫酸處理油品，可除去某些含硫化合物、含氮化合物和膠質(zhì)。
堿精制
是用燒堿水溶液處理油品，如汽油、柴油、潤(rùn)滑油，可除去含氧化合物和硫化物，并可除去酸精制時(shí)殘留的硫酸。酸精制與堿精制常聯(lián)合應(yīng)用， 故稱酸堿精制。
脫臭
是針對(duì)含硫高的原油制成的汽、煤、柴油，因含硫醇而產(chǎn)生惡臭，硫醇含量高時(shí)會(huì)引起油品生膠質(zhì)，不易保存。可采用催化劑存在下，先用堿液處理，再用空氣氧化。
加氫
是在催化劑存在下于300~425℃,1.5兆帕壓力下加氫，可除去含硫、氮、氧的化合物和金屬雜質(zhì)，改進(jìn)油品的 儲(chǔ)存性能和腐蝕性、燃燒性，可用于各種油品。
脫蠟
主要用于精制航空煤油、柴油等。油中含蠟，在低溫下形成蠟的結(jié)晶，影響流動(dòng)性能，并易于堵塞管道。脫 蠟對(duì)航空用油十分重要。脫蠟可用分子篩吸附。潤(rùn)滑油的 精制常采用溶劑精制脫除不理想成分，以改善組成和顏色。有時(shí)需要脫蠟。
白土精制
一般放在精制工序的最后，用白土（主要由二氧化硅和三氧化二鋁組成）吸附有害的物質(zhì)。
潤(rùn)滑油
原料主要來(lái)自原油的蒸餾，潤(rùn)滑油最主要的性能是粘度、安定性和潤(rùn)滑性。生產(chǎn)潤(rùn)滑油的基本過(guò)程實(shí)質(zhì)上是除去原料油中的不理想組分，主要是膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和含硫、氮、氧的化合物以及蠟、多環(huán)芳香烴，這些組分主要影響粘度、安定性、色澤。方法有溶劑精制、脫蠟和脫瀝青、加氫和白土精制。
溶劑精制
是利用溶劑對(duì)不同組分的溶解度不同達(dá)到精制的目的，為絕大多數(shù)的潤(rùn)滑油生產(chǎn)過(guò)程所采用。常用溶劑有糠醛和苯酚。生產(chǎn)過(guò)程與重整裝置的芳香烴抽提相似。
溶劑脫蠟
是除去潤(rùn)滑油原料中易在低溫下產(chǎn)生結(jié)晶的組分，主要指石蠟，脫蠟采用冷結(jié)晶法，為克服低溫下粘度過(guò)大，石蠟結(jié)晶太小不便過(guò)濾，常加入對(duì)蠟無(wú)溶解作用的混合溶劑，如甲苯－ 甲基乙基酮，故脫蠟常稱為酮苯脫蠟。
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