石油漫谈(1) 江铭辉 五梦网
一、 石油和天然气的形成
远古时代的动、植物死亡后,与泥沙沈积在海底。由于细菌的作用,渐渐分解,这时它的氧、氮等元素逐渐消失,剩下的碳和氢结合成碳氢化合物。再经过几百万年来其他新沈积物的覆盖,和温度和压力的增加、变化,促成有机物,进行复杂而缓慢的化学作用,而逐渐形成了黏稠的液态石油及气态的天然气(图1)。所以石油及天然气的主要成份都是碳氢化合物,但仍含有少量的硫、氮和氧等,成分非常复杂。而且不同油田所含的石油,或不同地区生产的天然气,其化学成分差别很大。
图1:石油和天然气地层分布
二、 石油计量单位
1870年洛克菲勒(John.D. Rockefeller)成立标准石油公司(Standard Oil Company)时,大量使用家族自家生产的木桶,自立交货规格1桶一定为42美制加仑整,而且把木桶喷成蓝色以与其它厂家区别。在当时石油的交易是以桶为单位,各家油商向不同的油厂提油,所提领每桶数量都不一样,这对政府来说要公告价格与课税也没有标准,所以要定一个标准量的桶(Barrel),对石油的买卖双方及第三者的政府税务当局变得很迫切需要,所以美国在1876年内战前,大家采取了英国商人和美国商人都能共同接受的一个标准,制定42美制加仑为1桶(Barrel)或英制35加伦,简写为bbl。
这个标准的石油计量单位木桶(Barrel,简写bbl,42加仑,159公升)就成为至今全世界都在采用的交易单位。而这单位,不光是石油业界使用,凡是与石油有关的产业或机构或个人,也是深受此单位的影响。
桶(Barrel)是石油的容积单位,现在国际上实际使用中的钢制油桶容量是55美制加仑(44英制加仑),称为“55加仑桶”(200公升)。不过由于美国的石油交易始终以原42美制加仑为单位。
55加仑桶实际的容积是208升,通常油的容量只有200公升。
美制加仑较小,1.20094 美制加仑等于一英制加仑,( 1美制加仑等于3.78533公升)
至于我们常可在路边看到的大油桶,主要是用来装用成品油,它的标准容量是五十五加仑,但在台湾通常用作二百公升包装 (约合五十三加仑),也有人称之为英桶 (drum)。
三、原油分馏
从地下抽出的石油称为「原油」,是一种深色的黏稠液体,含有各种烃类。炼油厂使用蒸馏法,依沸点的不同,把混合物分成几个部分。这种把混合物分离的方法叫分馏。
1. 如何分馏
混合物中不同的成份可用分馏法将之分离,在不同温度下得到之蒸出物或产品可用个别之容器收集之,我们可以比较这些蒸出物之性质,这种在不同温度范围下收集之蒸出物称之为原油的分馏物。
如图2所示,将原油首先在加热炉中加热使之汽化,再进入分馏塔底部,然后汽化之石油蒸气从各层分馏塔滤出,沸点较高之物质先凝成液体,沸点较低之物质仍为蒸气而升入上层,愈近塔顶者,其所含低沸点成分愈多。
原油在加热炉中加热至约340℃时几乎全部蒸发。然后以管路导至分馏塔下层,在分层蒸馏,液体残渣落至塔之最底层,
蒸气则向上升。当蒸气由下层通至上一层时,必须经过上层之液体,沸点较高之成份则形成液状留于该层并收集之,蒸气每往上通过一层则冷一次,故沸点最高之公馏物在近塔底层处收集之,沸点最低之分馏物在近塔顶处收集之。
最顶端分馏物的沸点范围在50℃至65℃之间,它是轻而澄清之液体。很容易燃烧。沸点较高之分馏物微带黄褐色及更具油状。
它们具有不同之气味及较难燃烧。
图2:石油分馏过程
2. 各层分馏物
依沸点大小分馏次序为:沥青(沸点大于500℃)、润滑油(沸点340℃到500℃)、重油:重柴油,中央暖气用柴油、柴油(车用)(沸点250℃到340℃)、煤油:煤油、航空汽油 (沸点170℃到225℃):汽油:汽油、轻油、石油醚(沸点65℃到170℃)、挥发油、炼油气(沸点65℃以下)