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(一)煤,石油,天然气都是什么【2】-石油、天然气

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发表于 2014-8-4 15:08:38 |显示全部楼层
      “石油是以液态形式存在于地下岩石空隙或裂隙中的可燃有机矿产,是成分极其复杂的混合物,溶有大量烃气及非烃气,并溶有数量不等的固态物质。天然石油也称原油。
       煤至少还能称之为有机岩石,这石油就连岩石也不是了……作为一种液态有机混合物,石油的溶解能力也很强,大量气体和一些固体物质溶解其中,使得石油成分更加复杂。
        在大家的印象中,石油可能就是粘稠的黑乎乎的液体。实际上石油并非都是黑色的,在透射光下石油可以呈淡黄色、黄褐色、深褐色、淡红色、棕色、黑绿色……以及大家熟知黑色(也就是不透明啦) 。石油的颜色跟其中的胶质、沥青质的含量有关,含量越高颜色也就越深。
14楊建邦_原油.JPG

原油并不只是黑黑的~图片来自网络

       石油的元素组成以C、H为主,一般在95%-99%之间,剩下的就是N、O、S等非金属元素以及少量的金属元素了。 石油的C/H原子比的平均值大概是1:1.8,碳和氢组成烃类成为室友的主体。而烃类则包括:正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃以及环芳烷烃等。其余少量组分为N、O、S等的化合物,以及数量极少的有机金属化合物。由于石油呈液态,所以其复杂程度相比于煤要低一些,毕竟拥有太长的碳链的有机高分子化合物很难保持液态,最多只能溶解在有机溶剂中。
        但是原油除了燃烧几乎无法直接利用,直接烧掉未免太可惜,所以现在开采出的原油要经过复杂的精炼过程才能被利用。石油的精炼是一个复杂的过程,作为非专业人员我就简要介绍一下。
先放张复杂的图:
W020100929564172786963.jpg

炼油过程(图片来自人民教育出版社)“C“+“数字下标”表示碳原子数为某一值的烷烃。

       由于石油是混合物,其中不同的组分拥有不同的沸点,所以根据其不同的沸点就可以分馏出不同的组分。工业上并不能分馏出单一组分,汽油、煤油、柴油等实际上是在某一温度区间内分馏出的产物。在常压分馏过程中可以分馏出石油气、汽油、煤油和柴油,在分馏塔底部是分子量较大的重油。重油经过减压分馏又可以分馏出其他成分,包括石蜡、沥青、润滑油(注意:工业上用的,比如基友[大雾]机油)等。有时候,原油的质量不太好,轻质成分较少,这时对平均分子量较大的重油进行催化裂化就可以获得分子量较小的烃类,从而获得汽油、煤油等。
       石油的重要性大家一定都非常清楚,作为一种十分重要的化工材料,石油的作用远不止是燃料,生活中随处可见的塑料制品大部分来自石油化工产业 。相比于煤炭,尽管石油储量相对较小,但是其巨大的优势就在于,运输的成本低,而且精炼过程要相对容易。尽管目前也有很多针对煤的综合利用,但是还不能和庞大的石油工业相比。

天然气通常是指地壳中以烃类为主的可燃气体。
       天然气依然是混合物,但相比于煤和石油,天然气的化学组成要简单得多,毕竟能在地壳环境中呈气态的烃类化合物也就那么几种。其中,甲烷占绝大多数,还有乙烷、丙烷、丁烷和异丁烷。除此之外还有部分氮气)、二氧化碳、硫化氢、含硫有机物以及极少量的惰性气体(He、Ar等)。
      一般来说天然气产出于油田或天然气田中。而石油一般出现在背斜构造中。典型的产状是这样的:
silsystem2.jpg


最上方白色的是天然气(图片来自网络,似乎是个岛国的网站)
     烃源岩(就是图中的根源岩)负责生油以及天然气,然后运移到适于储藏的背斜穹窿处,富集形成油藏和气藏。泥岩空隙小不透水,充当盖层,防止油气跑掉。
       那么地质学家的任务就是:找能生油的盆地,毕竟石油运移也跑不远,而只有在盆地中才可富集大量的有机物,才有可能生油。当然这都是地质历史中的盆地,并不一定是现在的盆地。
       而地球物理学家则负责用各种手段:找穹窿构造,并不一定非要是背斜,古珊瑚礁体,盐丘,甚至是被隔水层和断层限定三角形区域。
     当然,找到了以后并不意味着一定有石油,还需要钻探才知道。
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