石油、煤、天然氣

1.石油

沈括(宋朝,西元1031~1095年)

沈括是世界上第一位使用「石油」一詞的人,過去石油被稱為「石液」、「石漆」,不被前人看重,但沈括一次到延州考察它的用途、採集方法及蘊藏量,預料後世一定會大規模採用石油作為原料。沈括去訪察河北時,行經太行山,發現大量螺蚌殼及鵝卵石,推測這一帶在太古時代一定是海岸,這種根據古生物化石推斷沖積平原成因的理論,在世界遙遙領先,比英國人赫頓(James Hutton)在十八世紀提出同樣學說早了六百多年。

人類的石油工業(petroleum industry)發展的起點,可以說應是從美國人德拉克(Edwin Laurentine Drake),挖掘石油(petroleum)的1859那一年開始的,為了紀念德拉克挖掘地底發現石油,促進並貢獻石油及石油化學工業的澎勃發展。德拉克挖到的第一口井,後人稱之為德拉克井。美國賓州(PennsyIvania)議會也為了褒攝德拉克沒有獨佔鐵管鑽井法的專利,而在1873年致贈德拉剋夫妻終生年金,並於1900年於泰突斯村(Titusvine)建碑紀念。他也喜歡用上校(colonel)這個頭銜,這個頭衡是德拉克的老闆為了讓他在部下面前較有權威起見,給他的封號。所以"德拉克上校"就成了他最愛的稱呼,當年德拉克挖掘石油的裝置,就是露出地面的油井鐵架塔(oil derrick)。  

石油相關產品:  

原油 (crude oil)   

石 油 分 餾 時 , 分 餾 油 的 蒸 餾 溫 度 約 350~800 度 華 式 。

分 為 兩 種 ﹕

一 號 與 二 號油 , 一 號 油 包 括 煤 油 和 航 空 燃 油 , 一號 油 約 佔 分 餾 油 總 量 的 15%,二 號 油 又稱 熱 燃 油 , 在 歐洲 稱 為 製 氣 油 (gas oil),柴 油 和 二 號 油 性 質 相 近 , 柴 油 可 當 成二 號 油 使 用 , 二 號 油 不 能 充 作 柴 油 。二 號 油 通常 使 用 於 高 緯 度 地 區 的 加 熱取 暖 用 。  

汽油 (gasoline)   

是 輕 汽 油 和 石 油 腦 的 混 合 物 , 用 途是 做 為 運 輸 工 具 的燃 料 , 一 般 汽 油 分為 四 大 類 ﹕ 普 通 汽 油 、 高 級 汽 油 、普通 無 鉛 汽 油 、 高 級 無 鉛 汽 油 , 在 老 舊汽 車 淘 汰 後 , 無 鉛 汽 油 將 佔 汽 油 總 產量 的 大 部 份 。  

丙烷 (propane)   

又 稱 液 化 石 油 氣 (LPG) , 一 般 大 氣 壓 下為 氣 態 , 要 在 加壓 或 低 溫 下 才 會 變 成液 體 , 由 於 丙 烷 可 以 轉 化 成 乙 烯 或 丙烯 , 所 以 是 石 化 、 塑 化 工 業 的 基 礎 原料 , 也 是 它 的 主 要 用 途 。  

2.天然氣

  天然氣係古生物遺骸長期沉積地下,經慢慢轉化及變質裂解而產生之氣態碳氫化合物,具可燃性,多在礦區開採原油時伴隨而出。天然氣俗稱天然瓦斯,由瓦斯公司敷設管線供應用戶使用,故又稱為導管瓦斯或自來瓦斯。

  天然氣蘊藏在地下約3000 ~ 4000公尺之多孔隙岩層中,主要成分為甲烷,比重0.65,比空氣輕,具有無色、無味、無毒之特性, 天然氣公司皆遵照政府規定添加臭劑,以資用戶嗅辨。依其蘊藏狀態,又分為構造性天然氣、水溶性天然氣、煤礦天然氣等三種。而構造性天然氣又可分為伴隨原油出產的濕性天然氣、與不含液體成份的乾性天然氣。

液化天然氣,簡稱LNG,係為使天然氣便於運輸,將天然氣田生產之天然氣,先經淨化處理,再經一連串超低溫(-162℃)予以液化 ,俾利用天然氣船由產地輸送至各地。天然氣經液化之後,體積縮小為原來的1/625,既便於儲存與運輸,又可利用海水很簡單地將之氣化,是極為方便,高效率的燃料,更被公認是地球上最乾淨的能源之一 。

天然氣主要有以下幾個用途:(1) 天然氣發電,具有緩解能源緊缺、降低燃煤發電比例,減少環境污染的有效途徑,且從經濟效益看,天然氣發電的單位裝機容量所需投資少,建設工期短,上網電價較低,具有較強的競爭力。(2) 天然氣化工工業,天然氣是製造氮肥的最佳原料,具有投資少、成本低、污染少等特點。天然氣佔氮肥生產原料的比重,世界平均為80%左右。(3) 城市燃氣事業,特別是居民生活用燃料。隨著人民生活水平的提高及環保意識的增強,大部分城市對天然氣的需求明顯增加。天然氣作為民用燃料的經濟效益也大於工業燃料。(4) 壓縮天然氣汽車,以天然氣代替汽車用油,具有價格低、污染少、安全等優點。  

1980年代環保意識抬頭,世界需求乾淨能源的呼聲高漲,各國政府也透過立法程序來傳達這種趨勢,天然氣曾被視為最乾淨的能源之一,再加上1990年中東的波灣危機,加深美國及主要石油消耗國家研發替代能源的決心,因此,在還未發明真正的替代能源前,較乾淨的天然氣需求量自然會增加,不過,因技術及使用習慣的影響,在本世紀前天然氣尚難成為重要的能源。  

3.煤炭

1.作燃料用途:

因為碳在燃燒時會放出大量之熱,但由於它所含的其他物質限制了它的用途,煤通常含2-6%的硫,硫燃燒時,會生成氧化物,產生二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3),若沒有作好排煙脫硫措施,除了會產生空氣污染外,也是造成酸雨的原因。若是燃燒粉狀的煤,其產生之菸灰,則會造成粒狀污染物。

2.作為發電燃料:

煤的燃燒主要作為發電的能源。利用加熱產生的高壓蒸汽推動渦輪機,轉動發電機而產生電力。  

3.作為工業原料:

煤的乾餾可得含碳量很高之煤焦(coke),俗稱為焦炭。乾餾時因為缺氧的關係,所以焦炭不會燒掉,某些成分因為受熱而轉變成為氣體,剩下的純碳固體就是焦炭。焦炭幾乎完全是碳元素,可當煉鋼鐵時之還原劑,為製水煤氣(CO H2)及乙炔(CH≡CH)的原料。乾餾所產生的氣體冷卻之後,部份成為液態氨和煤焦油。coal tar為黏稠的濃厚液體,成分複雜,含芳香烴及其衍生物(如:苯benzene、甲苯toluene、二甲苯xylene、?naphthalene、?anthracene、菲phenanthrene、酚phenol、甲酚cresol等),均為重要的化學原料。  

煤除了直接作為燃料外,亦可將其轉製成煤氣、水煤氣、合成氣等燃料氣及合成化學之原料氣。煤乾餾的副產物更是有機化合物之寶藏,由此原料所作的有機合成與石油化學工業,同為有機合成工業之兩大系列。

先說相同的地方,都屬於有機體形成,經過大自然的壓力,而在地下成型,而且可以燃燒提供動力,屬於傳統的燃料系統,煤的使用時間應該是最久的,石油發現的也很早,但是像現在的使用,相較起來算短的,天然氣也一樣。天然氣最大優點是燃燒後完全變為熱,放到空氣中只有二氧化碳及水,但是煤與石油就會多出其他物質,甚至成為空氣污染。先說煤,燃燒時會有黑煙,對空氣不好,而且燃燒後會有碳渣,對人都有健康上的危害,但是它很便宜,而且蘊藏量大又容易取得,就商業價值來說是很經濟,除了對人不好以外。石油現在的統計都說不足使用,僅存50~100年的量,我也不知道是真是假,總覺得apec有問題,美國是一大幫凶,但是其實石油也是一種對開採商來說,是很經濟的東西,一桶200加侖的開採僅需1美元,但在市場運作下成為50~70美元,可見利潤多高,而且在提鍊時中間副產物,可做成個種民生用品原料,生活用有關的塑膠,合成皮,塑鋼等等,太多東西可以用了,輪胎就是一個最好的例子,以車用油來說,它在使用後除排出二氧化碳及水外,也會有其他副產物,同樣危害人體破壞環境。因為有機生命體除了碳水化合物外組成,還會有硫等等東西,所以無論是煤或石油都有所謂高硫含量或低硫含量的原因。

這也就是近年來各國都在開發生質能源的原因,因為大家都想用乾淨的能源,只排水和二氧化碳是世界人心理的希望,因為水可以收集在利用,二氧化碳給綠色植物進行光合作用,生成氧給所以生命體用,這是大家的希望


arrow
arrow
    全站熱搜

    lifeexplorer 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()