由于石油具有燃燒值高、灰分少、便于運輸和使用的特點,19 世紀(jì)中葉,石油資源的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了能源利用的新時代。尤其是 20 世紀(jì) 50 年代初,西方國家,首先是工業(yè)發(fā)達(dá)國家,加快了由煤炭向石油、天然氣的轉(zhuǎn)變速度,開始動搖煤炭在能源消費構(gòu)成中的主宰地位。50 年代中期,世界石油和天然氣的消費量超過了煤炭,成為世界能源供應(yīng)的主力,使人類利用能源的歷史進(jìn)入第三階段--石油能源時期。
目前,大多數(shù)科學(xué)工作者都認(rèn)為,石油是地質(zhì)歷史時期的低等生物大量沉積在淺海和湖泊中,在缺氧條件下變成有機(jī)質(zhì),再經(jīng)過復(fù)雜的地質(zhì)作用,匯集起來成為石油和天然氣。
那時,在一些深淺比較適當(dāng),水流較平靜的淺海、河口和湖泊中,生長著大量的低等生物。這些生物死亡后,遺體堆積在較平靜的水底上,和泥沙一起沉積到水下淤泥中,并不斷地被新的泥沙掩埋。在這種隔絕了空氣,缺氧的環(huán)境里,經(jīng)過一些特殊的細(xì)菌作用,如在厭氧細(xì)菌的分解作用下,破壞了生物遺體中的碳水化合物的含蛋白質(zhì)的化合物,在分解過程中,一些氣體和能溶于水的產(chǎn)物散失掉了,剩下的生物遺體部分,主要是一些碳?xì)浠衔铮阈纬闪擞袡C(jī)淤泥。這些有機(jī)淤泥,在高溫、高壓和放射性元素、細(xì)菌的進(jìn)一步作用下,逐漸轉(zhuǎn)化成為分散的液態(tài)的石油和氣態(tài)的天然氣。
剛剛形成的石油,它們都是一些很小的分散的油滴。通常這些小油滴是隨著水的流動而到處流動的,它們從這個巖層旅行到另一個巖層,運動過程中,由于受重力作用和地殼運動產(chǎn)生的擠壓力的作用,這些小油滴就被驅(qū)趕到上下都是較嚴(yán)密的巖層中,中間是多孔的砂巖或者中間多裂縫的巖石,前面又是嚴(yán)密而不易滲漏的頁巖或泥灰?guī)r的貯藏地。在多孔的砂巖或者有裂縫的巖石中,小油滴越聚越多,油田就逐漸形成了。
石油和天然氣的成分很相似,它們通常都住在一起,所以凡是有石油的地方,一般都有天然氣。
由此可見,石油和天然氣是古代生物遺體由于地殼運動被埋在地下,經(jīng)過長期高壓和細(xì)菌的作用而逐漸形成的。但近年來,有些科學(xué)家提出,石油和天然氣是來自地球深處的原始甲烷。他們認(rèn)為,地球形成之初,有大量的甲烷,這些原始甲烷氣體從地球深處滲透到地球表層,這就是天然氣;還有大量的甲烷在巨大的壓力下轉(zhuǎn)化為石油??茖W(xué)家們稱前者為生物論,后者為甲烷論,目前,大多數(shù)科學(xué)家傾向于生物論。
埋藏在地下的石油,通過用鉆機(jī)打井便可以開采出來。從地下開采出來的石油,叫原油。原油一般不能直接使用。人們認(rèn)識石油和掌握石油的加工方法曾經(jīng)歷了很長的時間。
我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和使用天然氣的國家。早在公元前 200 年,我國四川臨邛縣(今邛崍縣)的勞動人民就已利用天然氣來煮鹽了。古代把天然氣叫火氣,把天然氣井叫火井。
我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和使用石油的國家之一。1800 多年前,我國漢朝
歷史學(xué)家班固,在他寫的《漢書?地理志》中便說:高奴有洧(Wěi)水肥可燃。這段記載是說:高奴(現(xiàn)在的延安一帶)有一條叫洧水的河,河水上有像油一樣的東西可以燃燒。
后來,關(guān)于石油的記載越來越多,名稱也不盡相同,像石漆、石脂水、石腦油、火油、猛火油等等都是當(dāng)時對石油的稱呼。
第一次明確提到石油這個詞,是北宋的沈括??傊?,我國是世界上發(fā)現(xiàn)和利用石油、天然氣最早的國家。不過,由于當(dāng)時生產(chǎn)力水平的限制,對石油和天然氣的使用是很有限的,通常只用它們來點燈、制燭、潤滑、補(bǔ)缸、治病、制墨、煮鹽等。石油真正得到廣泛的應(yīng)用,只是近 200 來年的事。
在 200 多年前,人們開始用蒸餾的方法來提煉石油。如果我們來到煉油廠,看到的設(shè)備主要有兩部分,一個是加熱爐,一個是精餾塔。石油被不斷地送到加熱爐中加熱,從加熱爐中出來的石油蒸汽,又不斷地被送入精餾塔的底部。精餾塔有幾十米高,里面有一層一層的塔盤。石油蒸汽從塔底上升到塔頂,必須經(jīng)過一層一層的塔盤,塔底溫度高,塔頂溫度低。石油蒸汽經(jīng)過這一層一層的塔盤時,各種化合物就按沸點的高低,分別在不同的塔盤里凝結(jié)成液體。于是,石油家族的各個成員就被一一分開了。石油在煉油廠經(jīng)過分餾之后,我們便得到了一系列的石油產(chǎn)品:汽油、煤油、柴油、潤滑油、石蠟、瀝青
我們知道,汽油是汽車、飛機(jī)的燃料,有的也用來擦洗機(jī)器和零件,或者作為油漆、皮革、橡膠等工業(yè)的溶劑;煤油是噴氣式飛機(jī)的燃料,在沒電的地方人們還用這來點燈照明;柴油和汽油、煤油一樣,也是非常重要的燃料,像在鐵路上風(fēng)馳電掣般奔忙的內(nèi)燃機(jī)車,在遼闊的海洋上乘風(fēng)破浪的輪船,在田野里耕作和收獲的拖拉機(jī)和收割機(jī),以及馳騁疆場,所向無敵,被人們譽(yù)為鐵馬的坦克等,它們使用的燃料都是柴油;說到潤滑油,那更是飛機(jī)、汽車、輪船、機(jī)器等離不開的東西;石蠟則成為制造蠟燭、蠟筆、蠟紙、洗衣粉、鞋油、凡士林等的原料;至于黑乎乎的瀝青么,這恐怕是大家很熟悉的東西了,因為柏油馬路就是用瀝青作為主要材料鋪成的。此外,把瀝青涂在鐵路的枕木和電線桿上可以防腐,用瀝青做的油氈可以防水等。這樣,隨著生產(chǎn)的發(fā)展,石油的需要量大量增加。同時,在美國、在中東北非等地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了巨大的油田和氣田,國際石油公司隨即投入了大量資金,急劇地擴(kuò)大了石油的采掘業(yè)和煉制業(yè),逐步形成了世界性的石油銷售系統(tǒng),大量石油涌入國際市場,進(jìn)入生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。50 年代中期,西方世界石油和天然氣的消費量超過煤炭;60 年代石油就占據(jù)了世界能源消費的首位;1973 年達(dá)到 53%。這是繼柴草和煤炭轉(zhuǎn)變后,能源結(jié)構(gòu)演變的又一個重要的里程碑,是一場具有時代意義的能源革命,對促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)的繁榮和發(fā)展起了非常重要的作用。
聽到這里,你一定會驚奇地說:啊,石油原來有這么多的用途啊!其實,我們上面介紹的只是石油用途的一部分。也就是說石油、天然氣目前是世界
上主要的能源,約占世界能源消費總量的 70%。但是,你可知道,石油和煤一樣,把它作為燃料燒掉,實在是太可惜了,因為石油也是寶貴的化工原料。
石油化學(xué)工業(yè)是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的驕子,而石油化學(xué)工業(yè)的基本原料就是石油和天然氣。經(jīng)過長期研究我們已經(jīng)知道,組成石油和天然氣的主要化學(xué)元素是碳和氫。其中,碳占 84%~87%,氫占 12%~14%,其他元素約占 1%。碳和氫互相結(jié)合在一起,由于碳原子和氫原子的多少不同,可以組成許許多多形狀性質(zhì)各不相同的碳?xì)浠衔铩?/p>
我們通過對石油和天然氣進(jìn)行加工,得到的主要是諸如四烷、三烯和一炔這些基本化工原料。四烷,就是甲烷、乙烷、丙烷和丁烷;三烯,就是乙烯、丙烯和丁烯;一炔,就是乙炔。
有了四烷、三烯、一炔這些基本化工原料,我們對它們再進(jìn)行加工,就可以制造出我們需要的成千上萬種有機(jī)化工產(chǎn)品。下面我就簡單說一說它們的一些主要用途:
首先是大家非常熟悉的塑料。在我們的周圍,用塑料做的東西真是到處可見,像涼鞋、茶杯、水壺、鉛筆、雨衣、自來水筆、窗紗、桌布、電纜包皮、塑料薄膜、有機(jī)玻璃、救生圈、萬能膠你一口氣可以說出幾十種甚至幾百種。
石油和天然氣不僅能制造塑料,而且還可以制造出色彩繽紛的新衣料,即合成纖維。你常見到的尼綸絳綸腈綸維綸丙綸,便都是合成纖維。合成纖維除了可以做衣料外,還可以編織漁網(wǎng)、做纜繩、化肥袋子、傳送帶等。
石油、天然氣還是制造合成橡膠的原料。你一定在電視中看到過這樣的情景:橡膠園的工人在橡膠樹上割出一個口子,樹上就會流出牛奶似的汁液來。橡膠在幾十年以前就是用這種汁液做成的。但這樣生產(chǎn)橡膠不僅費時費力,而且要占很多土地,產(chǎn)量也很有限。一般來說,種兩、三千棵橡膠樹,一年才能產(chǎn)一噸橡膠。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,天然橡膠根本滿足不了需要,由于合成橡膠的出現(xiàn),才解決了我們的一個難題。合成橡膠無論從耐腐蝕,還是從適應(yīng)溫度變化來看,都比天然橡膠要優(yōu)良的多。
石油、天然氣不僅能夠制造塑料、合成纖維、橡膠,還能生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥呢!
此外,像合成洗滌劑等,也來自于石油、天然氣。人們還用石油和天然氣,制造出不怕蟲蛀水浸的紙張、結(jié)實耐用的合成木材、推動火箭前進(jìn)的高能燃料、作物催熟劑隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,石油的應(yīng)用將會日益廣泛和深入,也就是說,石油不僅是重要的能源,還是非常寶貴的化工原料。因而,被人們譽(yù)為工業(yè)的血液。
解放前,外國的地質(zhì)學(xué)家們都認(rèn)為中國陸地沒有貯藏有工業(yè)價值的石油的可能性,也就是說,中國是一個貧油國。這是因為當(dāng)時世界上發(fā)現(xiàn)的 大部分油田,都是在海邊或海底,這便使海相生油的理論有了重要的依據(jù)。而我國大部分是陸相沉積,所以他們片面地認(rèn)為中國貧油。實際上,有沒有石油,主要決定于地質(zhì)歷史時期有沒有大量的有機(jī)物沉積和使這些有機(jī)物變成石油的環(huán)境。只要具備了這樣的條件,都可能有石油。
我國著名地質(zhì)學(xué)家李四光正是在這一思想指導(dǎo)下,提出了獨特的石油生成理論。我國廣大科技人員和石油工人在這一理論指導(dǎo)下,破除迷信,解放思想,在我國遼闊的土地上,找到了豐富的石油。先后開發(fā)和建成了著名的大慶、遼河、華北、勝利、中原等大油田。特別是大慶油田的開發(fā)與建設(shè),不僅宣告了中國貧油歷史的結(jié)束,而且使我國從 1963 年起,實現(xiàn)了石油自給。
經(jīng)過多年的開發(fā)與建設(shè),我國的石油產(chǎn)量目前已達(dá) 1.3 億噸以上,成為世界上主要的產(chǎn)油國之一。而舊中國,從 1904 年~1949 年的 45 年間,總共才生產(chǎn)了 295 萬噸原油,大約只相當(dāng)于我國目前 8 天的產(chǎn)量?,F(xiàn)在,我國生產(chǎn)的石油及其產(chǎn)品,不僅能滿足自己的需要,而且還出口呢!
近年,在廣大地質(zhì)勘探工作者的艱苦努力下,我國又在西部的塔里木、準(zhǔn)噶爾、吐魯番??哈密、柴達(dá)木等內(nèi)陸大盆地發(fā)現(xiàn)了儲量豐富的大油田,在陜甘寧盆地發(fā)現(xiàn)了世界級的特大天然氣田。經(jīng)勘探還證明,我國不僅陸地上石油、天然氣很豐富,在我國沿海大陸架上也有豐富的石油天然氣,我國除了在渤海已建成我國目前最大的海上油田外,在黃海南部、東海以及南海的珠江口、北部灣、鶯歌海等海域也發(fā)現(xiàn)了豐富的石油。
也就是說,無論從目前還是長遠(yuǎn)來看,都證明我國是一個石油資源相當(dāng)豐富的國家,這便為我國基本上依靠自己的能源實現(xiàn)現(xiàn)代化,加速發(fā)展我國的石油化學(xué)工業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ),增強(qiáng)了我們獨立自主、自力更生實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化的信心和力量。我們未來是輝煌的!
由于石油儲量有限,據(jù)估計,目前地球上可開采的石油儲量,包括海底石油在內(nèi),約 3000 億噸左右。1984 年世界石油開采量為 27 億噸,而且以后每年石油消費以 8%以上速度增長,可以想見,不要多久,石油就會枯竭。1973 年第四次中東戰(zhàn)爭后,石油輸出國組織把石油標(biāo)價在一年內(nèi)提高了 3 倍多,并實行減產(chǎn),禁運等措施,使西方國家發(fā)生了石油危機(jī),震撼了世界;1979 年伊朗政局變動,使伊朗原油大幅度減產(chǎn),世界石油市場又一次呈現(xiàn)混亂,各進(jìn)口國紛紛搶購,石油再次漲價約 1 倍,沉重地打擊了各工業(yè)國家的經(jīng)濟(jì)。
石油雖好,但我們必須面對石油后時期。為此,許多國家開始尋找新能源,能源開發(fā)的腳步開始踏入過渡時期。這個能源過渡期的主要特點是:由以石油、天然氣為中心的能源結(jié)構(gòu)、逐步向以煤炭、核能、太陽能等多能源方向轉(zhuǎn)變。
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