東漢著名歷史學家班固(公元32-92年)編的《韓曙》壹書記載:“高奴有水,自然也。”高奴在今天的陜西省延長縣。W ě水是延河的壹條支流。“然”是古代的“燒”字。也就是說,早在中國1世紀以前,就發現水面上有油,可以燃燒。
但長期以來,無論是中國還是其他古文明,在發現石油後,只是直接用作燃料或照明,散發出濃濃的黑煙,產生強烈的刺鼻氣味。
直到19世紀初,人們才開始意識到從石油中蒸餾出的煤油可以用作燃料和照明,可以減少黑煙和難聞的氣味。1823年,俄羅斯農民b·杜比寧和他的兩個兄弟首先在北高加索地區盛產石油的格羅茲尼附近建造了壹個蒸餾石油的裝置,以提取煤油。
65438年至0855年,美國耶魯大學化學教授西裏門通過分析石油的化學成分,確定石油是多種碳氫化合物的混合物,並開始對石油進行蒸餾,獲得50%類似於照明用煤焦油的產品。1859年,德雷克在美國賓夕法尼亞州泰特斯維爾首次鉆探石油。它不再等待石油慢慢聚集在地面上收集。那時石油被用作外科藥劑。治“百病”。只是過了壹段時間,美國匹茲堡賣油的商人基爾接受了壹個化學家的建議,用分餾酒和水的方式分餾油。起初只得到含5~8個碳原子的烴石腦油,即溶劑油和汽油。後來分餾出含9~18個碳原子的煤油,剩下的餾分就是潤滑油,用作潤滑劑,剩下的瀝青用來塗屋頂防漏。從潤滑油中逐漸分餾出柴油、潤滑油、凡士林,煤油用硫酸、堿處理脫色除臭,用於照明。這大概是19的結尾。
從油中提取煤油照明,是第壹次發現油的效用。
這時候汽油還沒有被充分利用,因為它燃點低,容易揮發。不僅著火,還會燒成壹片,甚至爆炸。於是當時的人們就把它當成了危險的“廢物”,不知道如何處理。
到19年底,內燃機和汽車相繼問世。內燃機不同於蒸汽機。蒸汽機是用燃料把鍋爐裏的水燒開,產生蒸汽,然後把蒸汽引入汽缸,帶動活塞做功。內燃機是將燃料引入氣缸燃燒,使燃燒產生的氣體帶動活塞做功。內燃機需要可燃液體作為燃料,汽油正好滿足了它的要求。當內燃機安裝在汽車上成為汽車後,汽車發展迅速,隨後飛機、摩托艇相繼出現,汽油變“廢”為寶。
這是第二次發現石油的用途。
電燈出現後,對煤油的需求大大減少。這又促使人們盡快研究能否從石油中提煉出更多的汽油,減少煤油的生產。
化學家和工程師設想,既然汽油是碳原子較少的碳氫化合物,煤油是碳原子較多的碳氫化合物,那麽是否有可能將較多的碳原子分解成較少的碳原子?
到20世紀初,這個想法開始實現。伯頓是美國標準石油公司的化學家,他在1910開始了他的研究。1913專利。他把油放進鍋裏加熱,使煤油在壹定壓力下分裂成更小的分子,煤油就成了汽油。現在這個過程叫做裂解。原來10噸油只能得到1噸左右的汽油。采用裂化方法後,汽油產量增加了。
將石油中含有較多碳原子的碳氫化合物裂解成含有較少碳原子的碳氫化合物的過程是石油的化學加工過程,不同於石油的分餾,石油的分餾是石油的物理加工過程。
隨著汽車和飛機的快速發展,出現了大型客機和超音速噴氣式飛機,對汽油的需求越來越大。不僅要將煤油裂解成汽油,還要從全油中提取更多的汽油,同時對汽油的質量提出了更高的要求。
汽油蒸氣和空氣的混合物在內燃機氣缸內燃燒時,往往在點火前就發生爆炸,從而引起爆震。這不僅浪費能源,還會損壞內燃機的氣缸。通過化學家的實驗得知,爆燃程度與所用汽油的成分有關。壹般來說,直鏈烷烴燃燒時的爆震程度最大,而環烴和支鏈較多的烷烴爆震程度最小。含7~8個碳原子的汽油組分中,正庚烷的爆震程度最大,異辛烷基本不爆震。正庚烷的分子結構是線性的,異辛烷是支化的。
因此將辛烷值設為汽油爆燃的刻度,以正庚烷和異辛烷的辛烷值為標準,正庚烷的辛烷值為0,異辛烷的辛烷值為100。在正庚烷和異辛烷的混合物中,異辛烷的質量分數稱為這種混合物的辛烷值,也就是俗稱的什麽號汽油。
各種汽油的辛烷值,或者說汽油的號,是通過比較它們與上述混合物燃燒時出現的爆震現象得出的。比如壹種汽油的辛烷值是80,或者80 #汽油,也就是說,這種汽油在標準單缸燃燒時,爆震現象與20%(體積分數)的正庚烷和80%的異辛烷在同壹個缸內燃燒是壹樣的。普通汽油不是正庚烷和異辛烷的簡單混合物,所以辛烷值只表示汽油的爆震程度,而不是其中異辛烷的含量。
第壹次世界大戰後不久,美國通用汽油公司的實驗室對許多物質進行了篩選,試圖找到壹種物質,將其添加到汽油中,以降低汽油的燃燒爆震。最後在1921 65438+2月9日發現了四乙基鉛Pb(C2H5)4的化合物。據說當時的實驗者們高興得手舞足蹈。
四乙基鉛是壹種無色有毒的液體,有強烈的氣味,加入少量汽油後確實能降低爆震,所以被稱為抗震劑。但後來發現,四乙基鉛在缸內燃燒後會生成氧化鉛,在缸內積聚,造成障礙。然後加入二溴乙烷(CH2)2Br2和二氯乙烷(CH2)2Cl2。它們在燃燒時能與四乙基鉛發生反應,將生成的物質壹起排出。
還有壹種方法可以解決汽油在缸內燃燒引起的爆震問題。20世紀20年代,法國機械工程師Houdry創造了石油裂解的化學處理方法。
裂化和裂解的副產物主要是乙烯、丙烯、甲烷、乙烷、丙烷等。它們是制造聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯等塑料以及人造纖維、人造橡膠、洗衣粉和殺蟲劑的原料。它們變成了化學原料。
這是第三次發現石油的用途。