石油效用的三大发现有什么影响?

石油是由地壳中的动植物遗骸经过复杂变化形成的。考古学家在伊拉克幼发拉底河两岸的古建筑中发现了5000多年前使用石油沥青和砂浆的痕迹。

东汉著名历史学家班固(公元32-92年)编的《韩曙》一书记载:“高奴有水,自然也。”高奴在今天的陕西省延长县。W ě水是延河的一条支流。“然”是古代的“烧”字。也就是说,早在中国1世纪以前,就发现水面上有油,可以燃烧。

但长期以来,无论是中国还是其他古文明,在发现石油后,只是直接用作燃料或照明,散发出浓浓的黑烟,产生强烈的刺鼻气味。

直到19世纪初,人们才开始意识到从石油中蒸馏出的煤油可以用作燃料和照明,可以减少黑烟和难闻的气味。1823年,俄罗斯农民b·杜比宁和他的两个兄弟首先在北高加索地区盛产石油的格罗兹尼附近建造了一个蒸馏石油的装置,以提取煤油。

65438年至0855年,美国耶鲁大学化学教授西里门通过分析石油的化学成分,确定石油是多种碳氢化合物的混合物,并开始对石油进行蒸馏,获得50%类似于照明用煤焦油的产品。1859年,德雷克在美国宾夕法尼亚州泰特斯维尔首次钻探石油。它不再等待石油慢慢聚集在地面上收集。那时石油被用作外科药剂。治“百病”。只是过了一段时间,美国匹兹堡卖油的商人基尔接受了一个化学家的建议,用分馏酒和水的方式分馏油。起初只得到含5~8个碳原子的烃石脑油,即溶剂油和汽油。后来分馏出含9~18个碳原子的煤油,剩下的馏分就是润滑油,用作润滑剂,剩下的沥青用来涂屋顶防漏。从润滑油中逐渐分馏出柴油、润滑油、凡士林,煤油用硫酸、碱处理脱色除臭,用于照明。这大概是19的结尾。

从油中提取煤油照明,是第一次发现油的效用。

这时候汽油还没有被充分利用,因为它燃点低,容易挥发。不仅着火,还会烧成一片,甚至爆炸。于是当时的人们就把它当成了危险的“废物”,不知道如何处理。

到19年底,内燃机和汽车相继问世。内燃机不同于蒸汽机。蒸汽机是用燃料把锅炉里的水烧开,产生蒸汽,然后把蒸汽引入汽缸,带动活塞做功。内燃机是将燃料引入气缸燃烧,使燃烧产生的气体带动活塞做功。内燃机需要可燃液体作为燃料,汽油正好满足了它的要求。当内燃机安装在汽车上成为汽车后,汽车发展迅速,随后飞机、摩托艇相继出现,汽油变“废”为宝。

这是第二次发现石油的用途。

电灯出现后,对煤油的需求大大减少。这又促使人们尽快研究能否从石油中提炼出更多的汽油,减少煤油的生产。

化学家和工程师设想,既然汽油是碳原子较少的碳氢化合物,煤油是碳原子较多的碳氢化合物,那么是否有可能将较多的碳原子分解成较少的碳原子?

到20世纪初,这个想法开始实现。伯顿是美国标准石油公司的化学家,他在1910开始了他的研究。1913专利。他把油放进锅里加热,使煤油在一定压力下分裂成更小的分子,煤油就成了汽油。现在这个过程叫做裂解。原来10吨油只能得到1吨左右的汽油。采用裂化方法后,汽油产量增加了。

将石油中含有较多碳原子的碳氢化合物裂解成含有较少碳原子的碳氢化合物的过程是石油的化学加工过程,不同于石油的分馏,石油的分馏是石油的物理加工过程。

随着汽车和飞机的快速发展,出现了大型客机和超音速喷气式飞机,对汽油的需求越来越大。不仅要将煤油裂解成汽油,还要从全油中提取更多的汽油,同时对汽油的质量提出了更高的要求。

汽油蒸气和空气的混合物在内燃机气缸内燃烧时,往往在点火前就发生爆炸,从而引起爆震。这不仅浪费能源,还会损坏内燃机的气缸。通过化学家的实验得知,爆燃程度与所用汽油的成分有关。一般来说,直链烷烃燃烧时的爆震程度最大,而环烃和支链较多的烷烃爆震程度最小。含7~8个碳原子的汽油组分中,正庚烷的爆震程度最大,异辛烷基本不爆震。正庚烷的分子结构是线性的,异辛烷是支化的。

因此将辛烷值设为汽油爆燃的刻度,以正庚烷和异辛烷的辛烷值为标准,正庚烷的辛烷值为0,异辛烷的辛烷值为100。在正庚烷和异辛烷的混合物中,异辛烷的质量分数称为这种混合物的辛烷值,也就是俗称的什么号汽油。

各种汽油的辛烷值,或者说汽油的号,是通过比较它们与上述混合物燃烧时出现的爆震现象得出的。比如一种汽油的辛烷值是80,或者80 #汽油,也就是说,这种汽油在标准单缸燃烧时,爆震现象与20%(体积分数)的正庚烷和80%的异辛烷在同一个缸内燃烧是一样的。普通汽油不是正庚烷和异辛烷的简单混合物,所以辛烷值只表示汽油的爆震程度,而不是其中异辛烷的含量。

第一次世界大战后不久,美国通用汽油公司的实验室对许多物质进行了筛选,试图找到一种物质,将其添加到汽油中,以降低汽油的燃烧爆震。最后在1921 65438+2月9日发现了四乙基铅Pb(C2H5)4的化合物。据说当时的实验者们高兴得手舞足蹈。

四乙基铅是一种无色有毒的液体,有强烈的气味,加入少量汽油后确实能降低爆震,所以被称为抗震剂。但后来发现,四乙基铅在缸内燃烧后会生成氧化铅,在缸内积聚,造成障碍。然后加入二溴乙烷(CH2)2Br2和二氯乙烷(CH2)2Cl2。它们在燃烧时能与四乙基铅发生反应,将生成的物质一起排出。

还有一种方法可以解决汽油在缸内燃烧引起的爆震问题。20世纪20年代,法国机械工程师Houdry创造了石油裂解的化学处理方法。

裂化和裂解的副产物主要是乙烯、丙烯、甲烷、乙烷、丙烷等。它们是制造聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯等塑料以及人造纤维、人造橡胶、洗衣粉和杀虫剂的原料。它们变成了化学原料。

这是第三次发现石油的用途。