上次我们说到石油有照明、润滑、医药 、军事、制墨、防腐、装饰 、粘合、防水等等诸多好处,可为什么在很长一段时间里,石油都没有作为主要能源发展起来呢?
主要原因大致有三个:
1. 自然分布含量少,需要成熟的开采技术。
2. 运输条件高,需要现代化运输设备。
3. 直接燃烧效果差,需要分馏技术。
下面,我们就将三大原因做详细解读。
1. 自然分布含量少,需要成熟的开采技术。
先问个问题:石油为何叫石油?
顾名思义,因为石油就在石头里啊。你可能以为我在胡说八道:石头都是致密的,哪里有空间装石油?石油不是在地下池塘里吗?
在很多人眼中,开采石油与打水井是一个道理:在地下很深的地方存在着一个巨大的含液体空间,其中满满当当储存着数千万吨的石油,只要用钻头将地层打穿,把石油吸出来就好了,
真相并非如此。地下根本不存在黑色的石油江河湖海,石油存在于石头里,原理就像水存在于海绵里一样。
石头里存在许多肉眼无法识别的细微空隙,石油就藏在这些细微的空隙中。你可能会问,这么小的孔能储藏多少石油呢?可不要小看这些细孔,它们的体积一般可占到岩石总体积的10%到20%(这个比例在石油行业被称为孔隙度),最高达30%。正是这些相互连通的空隙给成万上亿顿石油提供了家。
你可能会问,石油为何会藏在这些细小缝隙里?
这就要从石油的诞生史说起。
通常认为石油是亿万年前古代海洋、湖泊和沼泽中的生物母质等经过漫长的沉积、埋藏、成岩、热解及裂解等地质过程演化形成的。它们大都藏在地下数百米至数千米地层岩石的细微孔隙、裂隙和裂缝中并可能在不同条件下发生迁移和聚集。
想让这些藏进石缝里的油自动涌出地面,通常有三种情况:
- 天然渗漏(地面油苗):当地下油气藏通过断裂、裂隙等通道运移至地表时,会形成地面油苗(也称油气苗)。
- 地层压力过高:在石油资源极其丰富的地区(如沙特阿拉伯),若储油层破裂或盖层失效,高压下的石油可能自然喷出地表,形成自喷式渗漏。
- 构造运动影响:板块碰撞、地壳抬升或断层活动可破坏油气藏的封闭条件,使石油沿裂缝上升至地表。
但上述三种情况极少发生。
想要找到石油,就得将油从石头缝里扒出来,没有现代技术做支持,还真不行。
2. 运输条件高,需要现代化运输设备。
如何将地下的石油提升到地面?液体矿产的开采比固体更复杂,涉及的防渗漏和钻探技术也更为繁琐。
有的时候,油层能量充足,利用油层本身能量就能将油举升到地面的方式,即我们常说的“自喷”现象;但很多时候,油层能量较低,就算你知道下面有油,也很难将它举升上来。没有抽油泵,这几乎是不可能完成的任务。
3. 直接燃烧效果差,需要分馏技术。
原油能直接燃烧,但燃烧效果很差,易产生大量黑烟(碳颗粒)和积碳。
原因是:原油是复杂混合物,主要由碳氢化合物(烃类)组成,包括烷烃、环烷烃、芳香烃等。
这些烃类均为非极性或弱极性有机分子,根据“相似相溶”原理(即极性相近的物质容易互溶),它们在分子层面能够均匀混合。
如果不将这些物质进行分离,会导致不完全燃烧,含杂质(如硫、氮)的情况下,还会产生:
- 一氧化碳(CO)
- 二氧化硫(SO₂)
- 氮氧化物(NOₓ)
- 碳颗粒(烟尘/PM2.5)
- 未燃尽的挥发性有机物(VOCs)
分离石油中的不同成分,要等到19世纪中叶,才被发明并在石油工业中得到系统应用。
技术的高速发展,才让石油在现代社会高速发展。
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