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能源时期

时间:2020-03-01来源:未知 作者:admin点击:
声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。详情 能源资源是指为人类提供能量的天然物质。它包括煤、石油、天然气、水能

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  能源资源是指为人类提供能量的天然物质。它包括煤、石油、天然气、水能等,也包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、核能等新能源。能源资源是一种综合的自然资源。纵观社会发展史,人类经历了柴草能源时期、煤炭能源时期和石油天然气能源时期,正向新能源时期过渡,并且无数学者仍在不懈地为社会进步寻找开发更新更安全的能源,可以相信能源的多元时代即将来临。

  人类开发利用煤炭的历史悠久,早在2000多年前的我国春秋战国时期,就已用煤作燃料。18世纪60年从英国开始的产业革命,使能源结构发生第一次革命性变化从生物质能转向了矿物能源,既由木炭转向了煤炭。至今煤炭仍是人类最重要的能源之一。1990年世界一次能源消费构成中,煤炭占27.3%,仅次于石油,居第二位。化工原料中的3/5、民用商品能源中的4/5都来自煤炭。我国煤炭资源丰富,储量居 世界之首,主要分布在华北和东北地区。

  在地质历史上,沼泽森林覆盖了大片土地,包括菌类、蕨类、 灌木、乔木等植物。但在不同时代海平面常有变化......

  当水面升高时,植物因被淹而死亡。如果这些死亡的植物被沉 积物覆盖而不透氧气,植物就不会完全分解,而是在地下形成有机 地层。随着海平面的升降,会产生多层有机地层。

  经过漫长的地质作用,在温度增高、压力变大的还原环境中,这一有机层最后会转变为煤层。因埋深和埋藏时间的差异,形成的 煤也不尽相同。

  采煤向来是一项最艰苦的工作,当前正在花较大的力量来改善工作条件。由于煤炭资源的埋藏深度不同,一般相应的采用矿井开采(埋藏较深)和露天开采(埋藏较浅)两种方式。可露天开采的 资源量在总资源量中的比重大小,是衡量开采条件优劣的重要指标,我国可露天开采的储量仅占7.5%,美国为32%,澳大利亚为35%;矿井开采条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比,我国煤矿中含瓦斯比例高,高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%以上。我国采煤以矿井开采为主,如山西、山东、徐州及东北地区大多数采用这一开采方式,也有露天开采,如内蒙古霍林河煤矿就是我国最大的露天矿区。

  煤既是动力燃料,又是化工和制焦炼铁的原料,素有“工业粮食”之称。众所周知,工业界和民间常用煤做燃料以获取热量或提 供动力,世界历史上,揭开工业文明篇章的瓦特蒸汽机就是由煤驱动的。此外,还可把燃煤热能转化为电能进而长途输运,火力发电占我国电结构的比重很大,也是世界电能的主来源之一。煤燃烧残留的煤矸石和灰渣可作建筑材料。煤还是重要的化工材料。炼焦、高温干馏制煤气是煤最为重要的化工应用,还用于民间和制造合成氨原料;低灰、低硫和可磨性好的品种还可以制造多种碳素材料。

  最早提出“石油”一词的是公元977年中国北宋编著的《太平广记》。正式命名为“石油”是根据中国北宋杰出的科学家沈括(1031一1095)在所著《梦溪笔谈》中根据这种油“生于水际砂石,与泉水相杂,惘惘而出”而命名的。在“石油”一词出现之前,国外称石油为“魔鬼的汗珠”、“发光的水”等,中国称“石脂水”、“猛火油”、“石漆”等。

  我们平时的日常生活中到处都可以见到石油或其附属品的身影,不知你注意了吗?比如汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青、塑料、纤维等还有很多!这些都是从石油中提炼出来的;而我们日常所用的天然气(液化气)是从专门的气田中产出的!通过输气管道和气站再到各家各户。

  就石油的成因有两种说法:①无机论 即石油是在基性岩浆中形成的;②有机论 既各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、潟湖、三角洲、湖泊等地经过许多物理化学作用,最后逐渐形成为石油。

  原油的颜色非常丰富红、金黄、墨绿、黑、褐红、甚至透明;原油的颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量,含的越高颜色越深。原油的颜色越浅其油质越好!透明的原油可直接加在汽车油箱中代替汽油!原油的成分主要有:油质(这是其主要成分)、胶质(一种粘性的半固体物质)、沥青质(暗褐色或黑色脆性固体物质)、碳质(一种非碳氢化合物)。

  石油由碳氢化合物为主混合而成的,具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体!天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的,具有特殊气味的、无色的易燃性混合气体。

  石油的性质因产地而异,密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米3,粘度范围很宽,凝固点差别很大(30 ~ -60°C),沸点范围为常温到500°C以上,可容于多种有机溶剂,不溶于水,但可与水形成乳状液。 组成石油的化学元素主要是碳 (83% ~ 87%)、氢(11% ~ 14%),其余为硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金属元素(镍、钒、铁等)。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占95% ~ 99%,含硫、 氧、氮的化合物对石油产品有害, 在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中,各种烃类的结构和所占比例相差很大, 但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。 通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油;以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油;介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多,凝固点高,硫含量低, 镍、氮含量中等,钒含量极少。除个别油田外,原油中汽油馏分较少,渣油占1/3。组成不同类的石油,加工方法有差别,产品的性能也不同,应当物尽其用。大庆原油的主要特点是含蜡量高,凝点高,硫含量低,属低硫石蜡基原油。

  从寻找石油到利用石油,大致要经过四个主要环节,即寻找、开采、输送和加工,这四个环节一般又分别称为“石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼制”。下面就这四个环节来追溯一下石油工业的发展历史。

  物探: 专门负责利用各种物探设备并结合地质资料在可能含油气的区域内确定油气层的位置;

  钻井: 利用钻井的机械设备在含油气的区域钻探出一口石油井并录取该地区的地质资料;

  井下作业: 利用井下作业设备在地面向井内下入各种井下工具或生产管柱以录取该井的各项生产资料,或使该井正常产出原油或天然气并负责日后石油井的维护作业;

  采油: 在石油井的正常生产过程中录取石油井的各项生产资料并对石油井的生产设备进行日常维护;

  集输: 负责原油的对外输送工作;炼油 将输送到炼油厂的原油按要求炼制出不同的石油产品如汽油、柴油、煤油等。

  “石油勘探”有许多方法,但地下是否有油,最终要靠钻井来证实。一个国家在钻井技术上的进步程度,往往反映了这个国家石油工业的发展状况,因此,有的国家竞相宣布本国钻了世界上第一口油井,以表示他们在石油工业发展上迈出了最早的一步。

  “油田开发”指的是用钻井的办法证实了油气的分布范围,并且有井可以投入生产而形成一定生产规模。从这个意义上说,1821年四川富顺县自流井气田的开发是世界上最早的天然气田。

  “油气集输”技术也随着油气的开发应运而生,公元1875年左右,自流井气田采用当地盛产的竹子为原料,去节打通,外用麻布缠绕涂以桐油,连接成“输气管道”,总长二、三百里,在当时的自流井地区,绵延交织的管线翻越丘陵,穿过沟涧,形成输气网络,使天然气的应用从井的附近延伸到远距离的盐灶,推动了气田的开发,使当时的天然气达到年产7000多万立方米。

  至于“石油炼制”,起始的年代还要更早一些,北魏时所著的《水经注》,成书年代大约是公元512~518年,书中介绍了从石油中提炼润滑油的情况。英国科学家约瑟在有关论文中指出:“在公元十世纪,中国就已经有石油而且大量使用。由此可见,在这以前中国人就对石油进行蒸馏加工了”。说明早在公元六世纪我国就萌发了石油炼制工艺。

  石油是一种液态的,以碳氢化合物为主要成分的矿产品。原油是从地下采出的石油,或称天然石油。人造石油是从煤或油页岩中提炼出的液态碳氢化合物。组成原油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧。

  具有不同结构的碳氢化合物的混和物为主要成份的一种褐色、暗绿色或黑色液体。

  我国人民发现和使用石油的时间为世界最早。始于何时,据稽考,至迟在三千多年前就已开始。

  最早发现石油的记录源于《易经》:“泽中有火”,“上火下泽”。泽,指湖泊池沼。“泽中有火”,是石油蒸气在湖泊池沼水面上起火现象的描述。此书在西周时(公元前十一世纪至公元前771年)已编成,距今三千多年。

  最早发现石油的记录石油产地的古籍,是一千九百年以前东汉文学家、历史学家班固(公元32-92年)所著的《汉书·地理志》。书中写道:“高奴县有洧水可燃”。高奴县指陕西延安一带,洧水是延河的一条支流。这 里明确记载了石油的产地,并说明石油是水一般的液体,可以燃烧。

  最早采集和利用石油的记载,是南朝(公元420-589年)范晔所著的《后汉书·郡国志》。此书在延寿县(指当时的酒泉郡延寿县,即今甘肃省玉门一带)下载有:“县南有山,石出泉水,大如,燃之极明,不可食。县人谓之石漆”。“石漆”,当时即指石油。晋代(公元265-420年)张华所著的《博物志》和北魏地理学家郦道元所著的《水经往》也有类似的记载。《博物志》一书既提到了甘肃玉门一带有“石漆”,又指出这种石漆可以作为润滑油“膏车”(润滑车轴)。这些记载表明,我国古代人民不仅对石油的性状有了进一步的认识,而且开始进行采集和利用了。

  我国古代人民,除了把石油用于机械润滑外,还用于照明和燃料。唐朝(公元618一907年)段成武所著的《酉阳杂俎》一书,称石油为“石脂水”:“高奴县石脂水,水腻,浮上如漆,采以膏车及燃灯极明。”可见,当时我国已应用石油作为照明灯油了。随着生产实践的发展,我国古代人民对石油的认识逐步加深,对石油的利用日益广泛。到了宋代,石油能被加工成固态制成品-石烛,且石烛点燃时间较长,一支石烛可顶蜡烛三支。宋朝著名的爱国诗人陆游(公元1125-1209年)在《老学庵笔记》中,就有用“石烛”照明的记叙。

  石油还是我国古代最早使用的药物之一。明朝李时珍(1522-1596年)的《本草纲目》曾经记载,石油可以“主治小儿惊风, 可与他药混合作丸散,涂疮癣虫癞,治铁箭人肉”。

  早在一千四百年以前,我国古代人民就已看到石油在军事方面的重要性,并开始把石油用于战争。《元和郡县志》中有这样一段史实:唐朝年间(公元578年),突厥统治者派兵包围攻打甘肃酒泉,当地军民把“火油”点燃,烧毁敌人的攻城工具,打退了敌人,保卫了酒泉城。石油用于战争,大大改变了战争进程。因此,到了五代(公元907~960年),石油在军事上的应用渐广。后梁(公元919年)时,就有把“火油”装在铁罐里,发射出去烧毁敌船的战例。我国古代许多文献,如北宋曾公亮的《武经总要》,对如何以石油为原料制成颇具威力的进攻武器——“猛火油”,有相当具体的记载。北宋神宗年间,还在京城汴梁(今河南开封)设立了军器监,掌管军事装备的制造,其中包括专门加工“猛火油”的工场。据康誉之所著的《昨梦录》记载,北宋时期,西北边域“皆掘地做大池,纵横丈余,以蓄猛火油”,用来防御外族统治者的侵扰。

  此外,我国古代在火药配方中,开始使用石油产品沥青,以控制火药的燃烧速度。这一技术,比外国早了近一千年。

  最早给石油以科学命名的是我国宋代著名科学家沈括(1031~1095年,浙江钱塘人)。他在百科全书《梦溪笔谈》中,把历史上沿用的石漆、石脂水、火油、猛火油等名称统一命名为石油,并对石油作了极为详细的论述。“ 延境内有石油……予疑其烟可用,试扫其煤以为墨,黑光如漆,松墨不及也。……此物后必大行于世,自予始为之。盖石油至多,生于地中无穷,不若松木有时而竭。”“石油”一词,首用于此,沿用至今。沈括曾于1080-1082年任延路经略使,对延安、延长、 县一带的石油资源亲自作了考察,还第一次用石油制成石油炭黑(黑色颜料),并建议用石油炭黑取代过去用松木、桐木炭黑制墨,以节省林业资源。他首创的用石油炭黑制作的墨,久负盛名,被誉为“延州石液”。事实证明,我国有大量的石油蕴藏,石油和石油产品不仅自给有余,还出口国外几十个国家和地区,确实“生于地中无穷”,并“大行于世”。九百年前,我国人民对石油就有了这样的评价,在世界上是罕见的,尤其是对未来石油潜力的预言。更是难能可贵的。

  有十分悠久的历史,特别是通过钻凿油井和气并来开采石油和天然气的技术,在世界上也是最早的。晋代张华所著的《博物志》记载了四川地区,从两千多年以前的秦代就开始凿井取气煮盐的情况。“临邛火井一所,纵广五尺,深二三丈”,“先以家火投之”,再“取井火还煮井水”。据载此法效果大,省事简办,“一斛水得四、五斗盐”,比家火煮法,得盐“不过二、三斗”,显然火井煮盐,成本低,产量高,被认为是手工业的一项重大发展。当时凿井是靠人工挖掘,公元1041年以后,钻井用的工具有了很大改进,方法也有所更新。据《蜀中广记》记载,东汉时期,“蜀始开筒井,用环刃凿如碗大,深者数十丈”。据古籍记载,古代在陕西、甘肃、新疆、四川、台湾等省发现了石油矿。据《台湾府志》记载,清朝咸丰十年,台湾新竹县发现了石油,一个名叫邱苟的人,挖坑3米,每天收集6公斤左右石油,并用其点燃手提马灯。

  我国明代以后,石油开采技术逐渐流传到国外。明朝科学家宋应星(生于1587年,江西奉新县人)所著的科学巨著《天工开物》,把长期流传下来的石油化学知识作了全面的总结,对石油的开采工艺作了系统的叙述。全书18卷,图文并茂,出版于明末崇祯十年,即1637年,是当时世界上仅有的一部化学工艺百科全书。它的问世,使后者难以继了。书中记载,不但反映出丰富的化学知识,亦反映出当时的化学工艺生产水平。我国古代石油开采的许多技术环节和技术项目,皆有赖于此书而得以流传。该书十六世纪传到日本,1771年的日本翻刻本受到日科技界的注意。十八世纪传到欧洲,十九世纪上半叶起,陆续出现了欧洲文节译本,1869年出现了比较详细的法文节译本。二十世纪后半叶以来,全部被译为日、英、俄文,成为世界科技史的名著之一。难怪有的国家石油技术资料也公认,我国早在公元1100年就钻成了1000米的深井。说明在那时,我国的石油钻井技术就达到了比较高的水平。

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