石油的真麵目
如果你去過油田,你會看到從地下采出來的石油是一種粘稠的,顏色很深的液體,人們叫它原油。
原油的顏色雖然很深,但各地產的石油並不是同一個色。大慶出的原油是黑色的,王門出的原油是綠色的、克拉瑪依出的石油是褐色的。為什麼顏色不一樣?原來裏麵含的膠質和瀝青多少不一樣,含量越多顏色越深。
原油帶有各種特殊的氣味,這是由於裏麵含有一些有奇味的成分。比如有一種原油有股臭雞蛋味,這是因為裏麵含有硫化氫。
原油的“體重”比較輕,密度大約是水的075或多一點,隻有極少數的比水重。所以,大多的原油都可以浮在水上。
上麵說好這些是原油的“外表”狀況,那麼它的“內心本質”是由什麼元素組成的呢?經過分析,它主要是由碳和氫構成。其中碳占84%~87%左右,氫占12%~14%左右。餘下的百分之一是極微量的硫、氧、氮等元素。
碳和氫可以形成多種化合物,按它們的原子數從少到多排列,有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷等等。石油就是由這些化合物組成的。
由於組成石油的各種化合物“脾氣”不一樣,所以直接用它不方便。這就像各種性格的人攪在一起,發揮不出正常的作用一樣。為此,科學家決定給石油“分家”。“分家”的辦法就是加熱,也就是蒸餾。
由於甲烷、乙烷、丙烷、丁烷在常溫下呈氣體狀態,所以一蒸餾,它們就從蒸餾塔頂跑出來。
當加溫到40~150攝氏度時,就會從蒸餾塔上部流出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷等化合物來,它們在這個溫度下呈液態。這部分液體油就是汽油。它是石油家庭中的老大。
再加溫150攝氏度以上,至300攝氏度時,在蒸餾塔中部會流出癸烷、十一烷至十五烷等化合物的混合物。這部分化合物也是液態,叫煤油。它是石油家庭中的老二。
再繼續加溫,從200攝氏度加到350攝氏度時,則會在蒸餾塔下部流出另一種液體——柴油來。它是石油家庭中的老三。老三的成分包括十一烷至二十烷等。
再加溫,從300攝氏度開始,則會在蒸餾塔底部流出沸點很高的重油來,它是石油家庭中的老四。它是由十六烷至四十五烷等化合物組成的。
由於重油的沸點很高,到400攝氏度也不蒸發,所以不能再用一般加熱的方法來給石油“分家”了。科學家采用減壓加熱法,使重油又“分家”了,又得到了柴油,還有潤滑油、石蠟、瀝青等許多有用的東西。
這樣,我們基本上把石油的裏裏外外都看清了,把它們一家的大小兄弟都找出來了。
火井之謎
“火井沉熒於幽泉,高焰飛煽於天垂。”這是西晉初年文人左思作的《蜀都賦》中的詩句。這首詩是對當時人民煮鹽作坊的描寫。煮鹽用的燃料是來自一種“火井”,這種井將火種埋藏在深深的水井中,它冒出的氣體一經點著,就會燃燒。燃燒起來的火焰直衝雲天。
“火井”裏到底埋藏什麼氣體呢?原來是天然氣。天然氣常常和石油共生在一起,它的主要成分是甲烷、乙烷、丙烷和丁烷,其中甲烷占的比例最大,常常占到80%以上,有時甚至高達95%。
我國是世界上最早利用天然氣作燃料的國家。早在公元前200年,我國的四川臨邛縣(即今四川邛峽縣)就利用天然氣來煮鹽。上麵那首詩描述的就是用天然氣井煮鹽的情況。據古書中介紹,這種天然氣井深達200米。而英國有記載的使用天然氣的時間是1668年,這比我國要晚13個世紀多。
天然氣的發現,與古時人民打井有關。當古時打井深度增加時,往往把含石油的油層也給打穿了,就有天然氣冒出。清代道光十六年間,即公元1821年至1850年,在四川就有許多鑽井能手,他們用竹、木和鑽頭製成的鑽機,鑽穿了天然氣田的主要地層,建成了深達1000米以上的氣田,使天然氣的開采達到十分高的水平。