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“工业的血液”--石油

        由于石油具有燃烧值高、灰分少、便于运输和使用的特点,19 世纪中叶,石油资源的发现开创了能源利用的新时代。尤其是 20 世纪 50 年代初,西方国家,首先是工业发达国家,加快了由煤炭向石油、天然气的转变速度,开始动摇煤炭在能源消费构成中的主宰地位。50 年代中期,世界石油和天然气的消费量超过了煤炭,成为世界能源供应的主力,使人类利用能源的历史进入第三阶段--石油能源时期。
        目前,大多数科学工作者都认为,石油是地质历史时期的低等生物大量沉积在浅海和湖泊中,在缺氧条件下变成有机质,再经过复杂的地质作用,汇集起来成为石油和天然气。
        那时,在一些深浅比较适当,水流较平静的浅海、河口和湖泊中,生长着大量的低等生物。这些生物死亡后,遗体堆积在较平静的水底上,和泥沙一起沉积到水下淤泥中,并不断地被新的泥沙掩埋。在这种隔绝了空气,缺氧的环境里,经过一些特殊的细菌作用,如在厌氧细菌的分解作用下,破坏了生物遗体中的碳水化合物的含蛋白质的化合物,在分解过程中,一些气体和能溶于水的产物散失掉了,剩下的生物遗体部分,主要是一些碳氢化合物,便形成了有机淤泥。这些有机淤泥,在高温、高压和放射性元素、细菌的进一步作用下,逐渐转化成为分散的液态的石油和气态的天然气。
        刚刚形成的石油,它们都是一些很小的分散的油滴。通常这些小油滴是随着水的流动而到处流动的,它们从这个岩层“旅行”到另一个岩层,运动过程中,由于受重力作用和地壳运动产生的挤压力的作用,这些小油滴就被驱赶到上下都是较严密的岩层中,中间是多孔的砂岩或者中间多裂缝的岩石,前面又是严密而不易渗漏的页岩或泥灰岩的贮藏地。在多孔的砂岩或者有裂缝的岩石中,小油滴越聚越多,油田就逐渐形成了。
        石油和天然气的成分很相似,它们通常都住在一起,所以凡是有石油的地方,一般都有天然气。
        由此可见,石油和天然气是古代生物遗体由于地壳运动被埋在地下,经过长期高压和细菌的作用而逐渐形成的。但近年来,有些科学家提出,石油和天然气是来自地球深处的原始甲烷。他们认为,地球形成之初,有大量的甲烷,这些原始甲烷气体从地球深处渗透到地球表层,这就是天然气;还有大量的甲烷在巨大的压力下转化为石油。科学家们称前者为“生物论”,后者为“甲烷论”,目前,大多数科学家倾向于“生物论”。
        埋藏在地下的石油,通过用钻机打井便可以开采出来。从地下开采出来的石油,叫原油。原油一般不能直接使用。人们认识石油和掌握石油的加工方法曾经历了很长的时间。
        我国是世界上最早发现和使用天然气的国家。早在公元前 200 年,我国四川临邛县(今邛崃县)的劳动人民就已利用天然气来煮盐了。古代把天然气叫“火气”,把天然气井叫“火井”。
        我国是世界上最早发现和使用石油的国家之一。1800 多年前,我国汉朝
历史学家班固,在他写的《汉书?地理志》中便说:“高奴有洧(Wěi)水肥可燃。”这段记载是说:高奴(现在的延安一带)有一条叫洧水的河,河水上有像油一样的东西可以燃烧。
        后来,关于石油的记载越来越多,名称也不尽相同,像石漆、石脂水、石脑油、火油、猛火油等等都是当时对石油的称呼。
        第一次明确提到“石油”这个词,是北宋的沈括。总之,我国是世界上发现和利用石油、天然气最早的国家。不过,由于当时生产力水平的限制,对石油和天然气的使用是很有限的,通常只用它们来点灯、制烛、润滑、补缸、治病、制墨、煮盐等。石油真正得到广泛的应用,只是近 200 来年的事。
        在 200 多年前,人们开始用蒸馏的方法来提炼石油。如果我们来到炼油厂,看到的设备主要有两部分,一个是加热炉,一个是精馏塔。石油被不断地送到加热炉中加热,从加热炉中出来的石油蒸汽,又不断地被送入精馏塔的底部。精馏塔有几十米高,里面有一层一层的塔盘。石油蒸汽从塔底上升到塔顶,必须经过一层一层的塔盘,塔底温度高,塔顶温度低。石油蒸汽经过这一层一层的塔盘时,各种化合物就按沸点的高低,分别在不同的塔盘里凝结成液体。于是,石油家族的各个成员就被一一分开了。石油在炼油厂经过分馏之后,我们便得到了一系列的石油产品:汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青……
        我们知道,汽油是汽车、飞机的燃料,有的也用来擦洗机器和零件,或者作为油漆、皮革、橡胶等工业的溶剂;煤油是喷气式飞机的燃料,在没电的地方人们还用这来点灯照明;柴油和汽油、煤油一样,也是非常重要的燃料,像在铁路上风驰电掣般奔忙的内燃机车,在辽阔的海洋上乘风破浪的轮船,在田野里耕作和收获的拖拉机和收割机,以及驰骋疆场,所向无敌,被人们誉为“铁马”的坦克等,它们使用的燃料都是柴油;说到润滑油,那更是飞机、汽车、轮船、机器等离不开的东西;石蜡则成为制造蜡烛、蜡笔、蜡纸、洗衣粉、鞋油、凡士林等的原料;至于黑乎乎的沥青么,这恐怕是大家很熟悉的东西了,因为柏油马路就是用沥青作为主要材料铺成的。此外,把沥青涂在铁路的枕木和电线杆上可以防腐,用沥青做的油毡可以防水等。这样,随着生产的发展,石油的需要量大量增加。同时,在美国、在中东北非等地区相继发现了巨大的油田和气田,国际石油公司随即投入了大量资金,急剧地扩大了石油的采掘业和炼制业,逐步形成了世界性的石油销售系统,大量石油涌入国际市场,进入生产和生活的各个领域。50 年代中期,西方世界石油和天然气的消费量超过煤炭;60 年代石油就占据了世界能源消费的首位;1973 年达到 53%。这是继柴草和煤炭转变后,能源结构演变的又一个重要的里程碑,是一场具有时代意义的能源革命,对促进世界经济的繁荣和发展起了非常重要的作用。
        听到这里,你一定会惊奇地说:啊,石油原来有这么多的用途啊!其实,我们上面介绍的只是石油用途的一部分。也就是说石油、天然气目前是世界
上主要的能源,约占世界能源消费总量的 70%。但是,你可知道,石油和煤一样,把它作为燃料烧掉,实在是太可惜了,因为石油也是宝贵的化工原料。
        石油化学工业是现代化学工业的骄子,而石油化学工业的基本原料就是石油和天然气。经过长期研究我们已经知道,组成石油和天然气的主要化学元素是碳和氢。其中,碳占 84%~87%,氢占 12%~14%,其他元素约占 1%。碳和氢互相结合在一起,由于碳原子和氢原子的多少不同,可以组成许许多多形状性质各不相同的碳氢化合物。
        我们通过对石油和天然气进行加工,得到的主要是诸如“四烷”、“三烯”和“一炔”这些基本化工原料。
        “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”这些基本化工原料,我们对它们再进行加工,就可以制造出我们需要的成千上万种有机化工产品。下面我就简单说一说它们的一些主要用途:
        首先是大家非常熟悉的塑料。在我们的周围,用塑料做的东西真是到处可见,像凉鞋、茶杯、水壶、铅笔、雨衣、自来水笔、窗纱、桌布、电缆包皮、塑料薄膜、有机玻璃、救生圈、“万能胶”……你一口气可以说出几十种甚至几百种。
        石油和天然气不仅能制造塑料,而且还可以制造出色彩缤纷的新衣料,即合成纤维。你常见到的“尼纶”“绦纶”“腈纶”“维纶”“丙纶”,便都是合成纤维。合成纤维除了可以做衣料外,还可以编织渔网、做缆绳、化肥袋子、传送带等。
        石油、天然气还是制造合成橡胶的原料。你一定在电视中看到过这样的情景:橡胶园的工人在橡胶树上割出一个口子,树上就会流出牛奶似的汁液来。橡胶在几十年以前就是用这种汁液做成的。但这样生产橡胶不仅费时费力,而且要占很多土地,产量也很有限。一般来说,种两、三千棵橡胶树,一年才能产一吨橡胶。随着生产的发展,天然橡胶根本满足不了需要,由于合成橡胶的出现,才解决了我们的一个难题。合成橡胶无论从耐腐蚀,还是从适应温度变化来看,都比天然橡胶要优良的多。
        石油、天然气不仅能够制造塑料、合成纤维、橡胶,还能生产化肥、农药呢!
        此外,像合成洗涤剂等,也来自于石油、天然气。人们还用石油和天然气,制造出不怕虫蛀水浸的纸张、结实耐用的“合成木材”、推动火箭前进的高能燃料、作物催熟剂……随着科学技术的发展,石油的应用将会日益广泛和深入,也就是说,石油不仅是重要的能源,还是非常宝贵的化工原料。因而,被人们誉为“工业的血液”。
        解放前,外国的地质学家们都认为“中国陆地没有贮藏有工业价值的石油的可能性”,也就是说,中国是一个贫油国。这是因为当时世界上发现的 大部分油田,都是在海边或海底,这便使海相生油的理论有了重要的依据。而我国大部分是陆相沉积,所以他们片面地认为“中国贫油”。实际上,有没有石油,主要决定于地质历史时期有没有大量的有机物沉积和使这些有机物变成石油的环境。只要具备了这样的条件,都可能有石油。
        我国著名地质学家李四光正是在这一思想指导下,提出了独特的石油生成理论。我国广大科技人员和石油工人在这一理论指导下,破除迷信,解放思想,在我国辽阔的土地上,找到了丰富的石油。先后开发和建成了著名的大庆、辽河、华北、胜利、中原等大油田。特别是大庆油田的开发与建设,不仅宣告了“中国贫油”历史的结束,而且使我国从 1963 年起,实现了石油自给。
        经过多年的开发与建设,我国的石油产量目前已达 1.3 亿吨以上,成为世界上主要的产油国之一。而旧中国,从 1904 年~1949 年的 45 年间,总共才生产了 295 万吨原油,大约只相当于我国目前 8 天的产量。现在,我国生产的石油及其产品,不仅能满足自己的需要,而且还出口呢!
        近年,在广大地质勘探工作者的艰苦努力下,我国又在西部的塔里木、准噶尔、吐鲁番??哈密、柴达木等内陆大盆地发现了储量丰富的大油田,在陕甘宁盆地发现了世界级的特大天然气田。经勘探还证明,我国不仅陆地上石油、天然气很丰富,在我国沿海大陆架上也有丰富的石油天然气,我国除了在渤海已建成我国目前最大的海上油田外,在黄海南部、东海以及南海的珠江口、北部湾、莺歌海等海域也发现了丰富的石油。
        也就是说,无论从目前还是长远来看,都证明我国是一个石油资源相当丰富的国家,这便为我国基本上依靠自己的能源实现现代化,加速发展我国的石油化学工业打下了坚实的基础,增强了我们独立自主、自力更生实现社会主义现代化的信心和力量。我们未来是辉煌的!
        由于石油储量有限,据估计,目前地球上可开采的石油储量,包括海底石油在内,约 3000 亿吨左右。1984 年世界石油开采量为 27 亿吨,而且以后每年石油消费以 8%以上速度增长,可以想见,不要多久,石油就会枯竭。1973 年第四次中东战争后,石油输出国组织把石油标价在一年内提高了 3 倍多,并实行减产,禁运等措施,使西方国家发生了“石油危机”,震撼了世界;1979 年伊朗政局变动,使伊朗原油大幅度减产,世界石油市场又一次呈现混乱,各进口国纷纷抢购,石油再次涨价约 1 倍,沉重地打击了各工业国家的经济。
        石油虽好,但我们必须面对“石油后时期”。为此,许多国家开始寻找新能源,能源开发的脚步开始踏入过渡时期。这个能源过渡期的主要特点是:由以石油、天然气为中心的能源结构、逐步向以煤炭、核能、太阳能等多能源方向转变。


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