什么是石油？

刘萝卜锅

品质源于技术 服务源于态度

这是阿什卡微信公众号的第805篇原创文章

首发于2020年9月14日

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看到这个问题，如果眼前出现一滩粘液，臭烘烘，黑乎乎，脏兮兮——这就浮于表面了。



石油是你口中药，石油是你身上衣，石油帮你开机器，也能帮你打飞机……



从能源、化工、医药、材料等方面看石油，其实也是浮于表面了。毕竟这些只是石油的用途，而不是石油的本质。

不过，即使只看表面，我们也会知道石油绝不单纯，它是一锅大杂烩，成分复杂。

看性状，里面有油质、胶质、沥青质、碳质……但这依然流于表面。

实际上，石油成分主要是碳氢化合物。这就是说，石油虽然复杂，但主要是两种元素：碳、氢。

成分简单，但组合却变化无穷。



比如乐高积木，简单的凸点、凹槽自由插拔，就可以组合出千变万化的形状。

简单理解，原子之间的组合，差不多也是积木原理。

原子积木的凸点，就是外层电子，而原子积木的凹槽，就是外层电子的空位。

如果哪个原子外层没空位，那就相当于没有凹槽和凸点，不容易和别人拼接组合，只能单着、散着。



比如氦、氖、氩、氪、氙、氡之类，独来独往，都是气体。

而氢、碳的外层电子布局，特别方便插拔：

氢只有一层楼，两个房间，住着1个电子，也就是说它有1个凸点、1个凹槽。



碳有两层楼，一层两个电子住满了，二层有8个房间，住着4个电子，也就是说它有4个凸点，4个凹槽。



这二位的外层电子布局，都是一半凸点、一半凹槽，加上电子是运动的，不像积木那样死板，所以，插拔组合的可能姿势就更加花样繁多。

刘萝卜锅

所以碳氢化合物有个专有名词：

烃

看上去很神秘很专业的样子，其实，发音只不过是碳、氢两个汉语拼音的连读：ting。字形也是取碳的火、氢里的巠拼凑而成。

烃的基本姿势有很多种：



大黑球是碳：C，小白球是氢：H。

一看就知道，烃的骨架是C，骨架上挂着首饰H。



在烃的世界，首饰H的多少，是身份的象征。

C骨架都用单键相连，省下的键都用来挂满H，这种烃感觉人生完美，所以叫烷烃。



烷烃骨架也不一样，纯真的直链结构，叫正构烷烃。有枝丫有支链的，叫异构烷烃。



正构、异构又可以长成各种型号。最简单的例子，一个C挂4个H，叫甲烷；两个C挂6个H，叫乙烷……随着碳原子增多，物理性质也有所变化。比如在标准状态下，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷是气体，戊烷、己烷就是液体了。

虽然种类繁多，但它们有一点相同，就是H都饱和了，所以叫饱和烃。



其余在座的所有烃，就都是不饱和烃了。

不过，饱和的家庭都是相似的，不饱和的家庭各有各的不同。

当C把更多键用在了相互连接上，用来挂首饰H的键就少了。

用双链互联的，H比较稀少，所以叫烯。用三链互联的，H就更缺，所以叫炔。

上面这些烃，不管长短，都是开链的。



还有长成闭环的，叫环烃。



还有的烃拿着苯环，叫芳香烃。

刘萝卜锅

前面讲了，碳氢插接组合方便，于是化工想象空间非常大，所以石油产品在我们生活中已经无孔不入。



篇幅原因，本文只聊它作为燃料的话题。

烃是碳氢化合物，那么它作为燃料，就是碳、氢燃烧，碳和氧组合成二氧化碳，氢和氧组合成水——这就是为什么你的排气管会滴水。

氢的热值高，同样是和氧化合，它放的热比相同质量的碳要高很多。



但由于碳原子比氢原子大不少，所以，相同质量下，氢原子就比碳原子多不少，所以，氢燃料的耗氧量比碳大：每克氢气消耗氧气8克，每克碳耗氧量2.67克。

所以，同样是碳氢化合物，燃料的碳氢含量不同，它的物性也就不同，导致用途不同。

比如氢气虽然热值高，但它是气体，体积太大，压缩成液体，又要消耗能量，而且还要耐压容器和配套管线。

同样是液体，汽油、煤油、柴油的性状也各有不同，各有各的用途。大致对比：



看到这张表，点过煤油灯的小伙伴老伙伴就会明白，为啥高大上的喷气式飞机，偏偏要用土里土气的煤油当燃料。



那是因为，和汽油比起来，煤油没那么容易挥发，安全性更好。

而且能量密度高，加同样体积的煤油，能飞更远，所以飞机用煤油比较多。

至于柴油，我们常见它用在拖拉机上，压燃发动机跑起来像放鞭炮，发动机上全是油，所以感觉也土里土气的。



但那不是柴油的错，而是发动机技术、降噪技术的问题。所以我们不能用老眼光看问题。新型柴油车综合性能强，更省油，续航里程长，是降本、提速、增效的典范，就像IPM Suite 油气生产综合模拟与优化系统那样，正在被越来越多的行家接受。来一辆？



-END-
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justbetoo

版主好，阳光石油论坛的公众号（阳光石油iPetro）可否严格按照公众号转载要求转载咱们阿什卡的公众号的内容啊？

刘萝卜锅

justbetoo 发表于 2020-10-4 17:05
版主好，阳光石油论坛的公众号（阳光石油iPetro）可否严格按照公众号转载要求转载咱们阿什卡的公众号的内容 ...

咱们论坛公号转载当然没问题，已开白

justbetoo

刘萝卜锅 发表于 2020-10-5 10:46
咱们论坛公号转载当然没问题，已开白

太谢谢啦