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石油利用与开采技术

据推测,距今约数亿年前至数百万年前的太古时代,沉积于浅海、湖泊底部的有机物(主要是浮游生物的遗骸),由于受到水压和地热而起反应变成石油。

2000多年以前,人类就已懂得使用石油了。据中国的《汉书•地理志》记载:“高奴,有洧水,肥可燃。”高奴,现在陕西延长县一带;洧水,是延河的一条支流。这里说的可燃之物,便是漂浮在洧水水面上的石油,汉时人们称其为“肥”。因是可燃液体,便“接取用之”。

古代西亚的美索不达米亚和巴比伦人,早在公元前2400年,就已经用地面渗出的沥青来堵塞船缝和地板渗水。不过还不懂得使用质量较轻、可以燃烧的石油。公元7世纪.拜占廷帝国军队用石油制造燃烧武器——“希腊之火”

宋代以前,称石油为硫黄油、雄黄油、石脑油、猛火油、火井油、泥油、石漆等。“石油”一词最早出现在北宋著名科学家沈括的《梦溪笔谈》中。沈括还试验成功了用石油烟炱制墨。南宋,石油的固态照明产品石烛问世。到了明代,曹昭著《格古要论》中记述了陕北一带人们将石油煎制后用于点灯的情景,说明当时已有了初步的炼油技术。明代李时珍在《本草纲目》中记载了石油的药用功能。

到19世纪中叶,石油工业开始发展,苏格兰化学家杨格从油页岩中提炼出灯油。1850年以后,他把这种灯油称为煤油,在市场出售。同时美国的格纳斯也从沥青岩中蒸馏出了煤油。

但石油工业的真正发展,还从有了石油钻井开始。中国是世界上最早开凿石油井的国家。据1303年编撰的《大元一统志》记载,我国当时在延长县、延川县一带已凿井开采石油了。欧美国家对于第一口油井的说不一:美国人说世界上第一口油井是1 859年在宾西法尼亚州由承包商德雷克凿成的;俄罗斯人说第一口油井是1848年在里海沿岸的比比一埃巴特开凿的;而德国人和罗马尼亚人也都宣称他们在此之前已经用钻挖井的方式采出过石油。但他们均比中国晚了500多年。

最初的油井是在绳缆一端缚上钻井工具,连续撞击地面打出来的。在中国,用此法打盐井已有数百年的历史。到1900年,中国已用这种方法打出了许多千米深的油井。

后来旋转钻井法替代了绳缆打井法。1884年比特在英国获取了旋转钻井法专利权。此法是先在空心钢钻杆的一端装上钻头,在井内转动。钻头不断向下钻,钻杆上端又接新钻杆,空心钻杆内不断注水,把岩屑冲上地面。后来用泥浆代替注水,既可带出岩屑,又可冷却钻头。最初的旋转钻头只适用于较软岩层。1909年发明了钻岩钻头,1920年发明了硬质合金表面旋转切削钻头,可钻透各种岩层。1940年,钻机的动力也由蒸汽机改用柴油机。

1901年,在美国的德克萨斯州打出第一口自喷油井。1900年前后,在加州圣巴巴拉市附近首次进行海上钻井。1945年后,有了深海钻井台,早期打井只是一直向下钻,从1933年开始,加州享丁顿海滩油田开始采用导向钻井新技术。现在已普遍采用这种技术,从一个中央井口钻出几个孔眼,就可以吸取大片油田的石油。

最初的石油工业以提炼煤油为主。用蒸汽加热原油,在不同温度下,各种馏分分别蒸发,分别凝结。最轻的馏分先蒸馏出来,叫做汽油,当时认为无用,而且危险。中间的馏分是煤油。最重的馏分,当时人们还不懂得可用来提取润滑剂,只做工厂的锅炉燃料。到20世纪,出现了内燃机,汽油需要量大增。1920 - 1930年间,法国人荷德利发明了“催化裂化”技术,利用热力、压力和催化剂把重油裂解,使汽油产量大增, 而且制出了大量石油化工产品。

与裂化法相反的另一种炼油法是聚合法,把小分子合成大分子,将提炼所得的较轻气体聚合成汽油和其它液体。

现在,原油经深加工,得到的不仅仅是汽油、煤油、柴油、润滑油,而是多种有机化合物。可能制成药品、染料、炸药、杀虫剂、塑料、洗涤剂、人造纤维等等。石油的三种主要副产品丙烯、乙烯、丁烯等气体,可以制成的化工产品达数百种。可见只是把石油作为燃料烧掉实在太可惜了。

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