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華麗變身——石油的自述·我的傳奇之六

中國石油學(xué)會
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離開了廣袤的油田,我來到了喧囂的人間。為人民服務(wù),為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù),是我的終極目標(biāo)。通過各種眼花繚亂的變身,我走進了人們的日常生活。

一身是寶

自從19世紀(jì)中葉實現(xiàn)了石油的商業(yè)化開采,石油在世界上的地位越來越重要,可以說石油已成為當(dāng)今世界上舉足輕重的戰(zhàn)略資源。大到國家的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防,小到每個人的衣食住行,全都離不開石油。別看我的外表黑乎乎的,其貌不揚,但被人稱為“黑色的金子”“工業(yè)的血液”,確實一點也不夸張。

我的“子子孫孫”到底有多少,實在很難準(zhǔn)確地回答。大體說來,包括燃料油、潤滑油、瀝青、石蠟等各類石油產(chǎn)品有500多種;合成樹脂、合成纖維、合成橡膠等石油化工產(chǎn)品的種類就更多了,至少有1500多種;至于以石油為原料制成的各種各樣的活性劑、添加劑、粘合劑、染料、涂料、香料、醫(yī)藥、農(nóng)藥和助劑等各類精細化工產(chǎn)品,那就更是數(shù)不勝數(shù)了。

拿石油產(chǎn)品來說,數(shù)量最大的是燃料油,其次是潤滑油和石油瀝青。所謂燃料油包括汽油、柴油、航空煤油等。除此以外,還有一些數(shù)量雖不多但也不可或缺的固體石油產(chǎn)品,如石油瀝青、石蠟和石油焦等。

從人們的衣食住行來看,哪一樣都和石油密不可分?,F(xiàn)在人們的衣著真可謂琳瑯滿目、百花齊放,這得歸功于滌綸、腈綸、錦綸等合成纖維的迅速發(fā)展,以及五彩繽紛的各色染料的出現(xiàn),使得各種款式的服裝不僅美觀挺括而且價位不高,讓老老少少得以隨心所欲地裝扮自己。至于品牌眾多、能有效清洗各種織物的洗衣粉和洗滌液也都是源于石油的產(chǎn)品。

有人可能覺得石油又不能吃,與“食”似乎無關(guān)。其實關(guān)系也很大,且不說現(xiàn)在食品的包裝很多都用塑料袋,單說要使農(nóng)業(yè)豐產(chǎn),化肥和農(nóng)藥是必不可少的。目前冬季的蔬菜如此清新鮮嫩、品種繁多,塑料大棚功不可沒,而地膜對于大田作物的增溫保墑作用也是眾所周知的。

看看我們住的地方,幾乎被各種各樣石油產(chǎn)品所包圍?,F(xiàn)在家庭的裝修沒有不用合成樹脂(塑料)的,無論是門窗、頂棚、裝飾材料以及燈具等,都要以各種合成樹脂為原料。很多桌子、椅子,以及家用電器的外殼所使用的原材料都是高強度塑料,裝修用的墻漆、木器漆、防水涂料等,主要成分也都來自于石油,還有樓頂或者房頂,很多鋪的都是用瀝青配以其他材料做的瀝青油氈??梢哉f,我們已經(jīng)被石油產(chǎn)品“包圍”了。

至于“行”,那更是離不開石油了。汽車要用汽油,飛機得用噴氣燃料,輪船上燒的是燃料油,石油是各種交通工具的“血液”。這些動力機械的運動部分都必須加入潤滑油或是潤滑脂,不然就會很快損毀。再者,路面上的瀝青和車輪上的合成橡膠輪胎也都產(chǎn)自石油。還有汽車本身,有非常多的材料用的是石油產(chǎn)品!

由此可見,從石油可以變出如此眾多的、從生產(chǎn)到生活不可或缺的產(chǎn)品。有詩云“石油渾身都是寶,現(xiàn)代生活離不了。衣食住行全靠它,黑金美名天下?lián)P”。

變身油品

如今的時代,汽車、火車、飛機、輪船是人們出行必備的交通工具。這么多的交通工具,是什么驅(qū)使它們在地上跑,在天上飛,在水里游呢?沒錯,是我——石油的變身。

從油田出來之后,我就進入了煉油廠,煉出了不同成分、不同性質(zhì)的各種油品,就是這些子孫后代,驅(qū)動著各種各樣的交通工具,將人們送達世界各地。那是不是所有交通工具都是用同樣的油料呢?不是的。

汽車是陸地上重要的交通運輸工具之一,它用的燃料可以是汽油,也可以是柴油。對于用汽油作燃料的汽車,它們的動力裝置都是用火花塞點火的活塞式發(fā)動機,也就是汽油發(fā)動機?;钊桨l(fā)動機有一個指標(biāo)叫壓縮比,它表示發(fā)動機里的氣缸能將吸進去的氣體體積壓縮幾倍。汽車的性能和它的壓縮比有著密切的聯(lián)系,高壓縮比的發(fā)動機效率高、動力性能好,所以比較高檔的小轎車都采用比較高的壓縮比。

而那些重載貨車和輪船,一般都是用柴油作燃料。這是因為柴油機的功率大,拉起貨物來更有勁。

現(xiàn)代的大型噴氣式客機,燃燒的是噴氣燃料,也叫航空煤油。這是因為航空煤油安全性高,防爆性能好?,F(xiàn)在的民用客機大多是渦輪噴氣機,燃燒快,動力大,對燃料有嚴(yán)格的要求,每一批航空煤油都需要做復(fù)雜嚴(yán)格的化驗才能加到飛機上。

現(xiàn)在很多火車和電動汽車都是電力驅(qū)動,那是不是與石油沒有關(guān)系了呢?不是這樣的。我的子孫里面,還有一類油品,叫潤滑油。顧名思義,就是能夠潤滑機械設(shè)備的一類油品。

在輕工業(yè)、重工業(yè)各類機械的滾動軸承中,汽車的輪轂、軸承、離合器、轉(zhuǎn)向器以及拖拉機、飛機、火車等的相關(guān)部位都要使用潤滑油。如果沒有潤滑油的潤滑,這些機械裝置都會因為摩擦而白白耗能,甚至難以運轉(zhuǎn)??纯?,我們的現(xiàn)代出行,離得開石油嗎?

變身纖維

人的一生,離不開衣食住行,“衣”排在第一位。確實,衣著是人類每時每刻都在關(guān)注的事物,衣著的一步步演化也代表著人類文明的進步。從遠古時代人們用樹皮獸皮結(jié)成衣物御寒,到現(xiàn)代社會,人們對服裝的要求越來越高,除了原始的功能,服裝更是一種流行時尚,不僅舒適而且美觀。當(dāng)然,這些改變都與石油工業(yè)的發(fā)展密不可分。

雖然服飾千變?nèi)f化,但總的來說材料分為纖維和皮革兩大類。說起纖維,可以分為天然纖維和人造纖維。天然纖維的資源有限,亞麻一年一熟,每10棵亞麻,只能剝5千克左右的亞麻皮。經(jīng)過曬干去皮,只剩1千克左右了。10條家蠶只能結(jié)10個繭,從10個繭中只能出5克左右蠶絲。羊毛一年剪一次,一只羊每年只能剪10千克左右羊毛。棉花一年收獲一次,一畝棉田大約可收60千克的皮棉。由此看來,天然纖維遠遠不能滿足人類基本的穿衣需求,更不要說追求時尚和美觀了。

怎么辦呢?人工合成纖維來解憂。合成纖維是用石油、天然氣、石油廢氣等非纖維類的化工原料合成的紡織品原料,經(jīng)過化學(xué)合成和機械加工制成的。合成纖維是重要的高分子聚合物,有優(yōu)異的化學(xué)性能和機械強度,在生活中應(yīng)用極廣。

1000噸石油煉出汽油以后,分離出的乙烯和丙烯,可以制造合成纖維1.5噸,用它可織20萬米布,做10萬件襯衫。

合成纖維具有天然纖維所沒有的一系列優(yōu)良性能,如強度高、耐磨、耐蟲蛀、密度低、保溫性好,并且還耐酸堿腐蝕。合成纖維主要有錦綸、滌綸、腈綸、維綸、丙綸、氯綸、氨綸、芳綸、氟綸等。其中錦綸、滌綸、腈綸被稱為現(xiàn)代化纖的三大支柱。

錦綸俗稱尼龍,是一種應(yīng)用很廣的纖維。滌綸俗稱的確良,具有結(jié)實耐用、彈性好、不易變形、耐腐蝕、絕緣、挺括、易洗快干等特點。腈綸,外貌與羊毛非常相似,故俗稱“人造羊毛”,具有質(zhì)地輕、彈性強、耐腐蝕和不霉不蛀、蓬松耐曬的特點。

在一些特殊行業(yè),還需要由特殊纖維制成的衣服。

防火纖維。天然的棉、毛、麻、絲,都經(jīng)不起火燒,普通的合成纖維一般也難以防燃。石棉纖維雖能防火,但穿著不舒服。目前的防火服,大多是采用防火的粘合劑、特種樹脂等噴涂在織物表面制成的。這種防火服雖能防火,但太笨重。新型防火纖維是在化纖內(nèi)添加限燃劑制成的。例如,在滌綸中加入金屬離子阻燃劑,這種防火纖維制成的衣服,像普通衣服一樣輕盈柔軟,遇上烈火卻不會燃燒起來。

軍事裝備纖維。20世紀(jì)70年代,美國杜邦公司研制成功的凱芙拉纖維投放市場以后,由于其具有堅韌耐磨、剛?cè)嵯酀?、刀槍不入的本領(lǐng),很快受到各國軍事部門的青睞。它用來制造胸甲、避彈衣、鋼盔、鋼性裝甲等,被譽為“防彈新秀”“裝甲衛(wèi)士”。凱芙拉纖維是軍事領(lǐng)域里綻開的一朵奇花,它不僅在戰(zhàn)場上能拯救成千上萬士兵的生命,而且為現(xiàn)代大型武器輕型化提供了可能。

變色纖維。這是一種用光色性染料染色合成的纖維,它可以隨環(huán)境而改變顏色。用它制造軍服,士兵穿上后,在不同的環(huán)境里,衣服顯現(xiàn)不同的顏色:在叢林里,軍裝顯叢林綠色;進入草原,軍裝顯草綠色;走進黃土高原,軍裝也一片土黃;走進湖邊,又同“天水一色”?,F(xiàn)在還有一種變色服裝,變色纖維被一定波長的光照射以后,能改變光源的顏色,保持24小時之久,用它做衣服,顏色可以天天換,等于一天穿一件新衣服。

變身塑料

我們?nèi)粘Hコ?、農(nóng)貿(mào)市場購物,已經(jīng)習(xí)慣空著手去,買完東西后,商家會給你一個塑料袋將購買的商品裝起來拎回家。那你知道塑料袋是用什么做的嗎?沒錯,這也是石油的“子孫”。

塑料的品種很多,在300種以上,常用的也在50種以上。塑料具有許多獨特的性能,質(zhì)輕、耐腐蝕,具有優(yōu)異的絕緣性能、良好的氣密性、保溫性、隔聲性以及多種防護特性等;易于加工成型,容易著色,不用上漆就可制得色澤鮮艷的產(chǎn)品;還能獲得具有木質(zhì)感、金屬感、珠光及大理石等外觀效果,可以替代或節(jié)省鋼材、鋁材等金屬以及木材、皮革、傳統(tǒng)纖維材料等。正是由于這樣一些原因,使得合成樹脂和塑料在機電、化工、建筑、交通運輸、能源、輕紡、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)等國民經(jīng)濟各個部門均得到了廣泛的應(yīng)用。

從消費量來看,包裝行業(yè)是塑料的第一大應(yīng)用領(lǐng)域,塑料包裝制品有薄膜、片材、容器、包裝袋、打包帶和泡沫塑料等;建筑材料是第二大應(yīng)用領(lǐng)域,建筑材料包括管材、管件、型材(門窗等)、結(jié)構(gòu)材料、隔墻、防水材料、各種內(nèi)外飾件等;信息、電氣、家電等行業(yè)是第三大應(yīng)用領(lǐng)域,20世紀(jì)80年代以來,信息產(chǎn)業(yè)的興起,合成樹脂扮演了重要的角色,如封裝樹脂、磁介質(zhì)基材、各種電纜、家電產(chǎn)品外殼和各種電器零件等;交通工具是塑料消費的另一重要領(lǐng)域,在這一領(lǐng)域塑料已成為僅次于鋼鐵的第二大材料,隨著汽車輕量化進程的加速,塑料在汽車中的應(yīng)用將更廣泛。農(nóng)膜(棚膜和地膜)、塑料防滲、農(nóng)作物噴灌和滴灌管等的應(yīng)用使塑料成為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不可缺少的材料。

變身橡膠

提起橡膠你會想到什么呢?輪胎、膠帶、膠鞋還是兒童的橡皮玩具或者氣球?沒錯,它們都是橡膠產(chǎn)品,而且都有一個共同的特點,就是具有很好的彈性。

高彈性固然是所有橡膠的最主要特征,然而卻不是唯一的特征。與彈性相伴的另一個重要特征是橡膠的高黏性。嚴(yán)格說來,高的黏彈性才是橡膠最典型的特征。人們利用這種特征充分發(fā)揮了橡膠在緩沖、防震、密封、回彈、減阻等應(yīng)用方面獨特的作用。

橡膠行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。它不僅為人們提供日常生活不可或缺的日用、醫(yī)用等輕工橡膠產(chǎn)品,而且向采掘、交通、建筑、機械、電子等重工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)提供各種橡膠制生產(chǎn)設(shè)備或橡膠部件??梢?,橡膠行業(yè)的產(chǎn)品種類繁多,后向產(chǎn)業(yè)十分廣闊。

人類發(fā)現(xiàn)天然橡膠已有500多年的歷史,“橡膠”這個詞來源于印第安語,意為“流淚的樹”。最早是由橡膠樹割膠時流出的膠乳經(jīng)凝固、干燥后而制得。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步,人們對橡膠的需求越來越高,單純依靠天然橡膠已經(jīng)不能滿足人類社會發(fā)展的需求。

大家知道,橡膠樹是一種典型的熱帶作物,適宜種植的地域十分有限,我國可以種植橡膠林的面積還不到國土的1/1000。橡膠樹成活6~7年后才開始割膠,產(chǎn)膠期只有20年左右;在正常條件下,每畝膠園的干膠產(chǎn)量只有50~100千克。一遇到臺風(fēng)、干旱、病蟲等自然災(zāi)害,就會大幅度減產(chǎn),所以首先在數(shù)量上就不能滿足日益增長的需求。

其次,由于天然橡膠的綜合性能很好,特別是它的彈性、黏著性和強度優(yōu)異,所以至今仍廣泛用來制作輪胎尤其是大型輪胎。但隨著社會的進步,天然橡膠越來越難以滿足人類各種各樣的需求。例如汽車胎面用膠既要使車輛安全舒適又要耐磨省油;內(nèi)胎要求有高氣密性;越野車和某些長期在惡劣環(huán)境下運轉(zhuǎn)的汽車輪胎還要求耐光、耐老化;航天用的橡膠部件往往需要耐幾百度的高溫;不少設(shè)備的襯里既要耐腐蝕還要耐油;用于人體內(nèi)部的橡膠材料一方面需要長期無害無損,另一方面還需要與人的肌體組織有很好的相容性;有的橡膠制件還要求有抗震吸能性能。滿足這些形形色色的要求,只有求助于合成橡膠了。

正是由于以上原因,合成橡膠的發(fā)展速度大大超過天然橡膠。合成橡膠的發(fā)展比天然橡膠晚了幾個世紀(jì)。1910年算是合成橡膠發(fā)展史上的一個里程碑。這一年,英國的馬修斯等根據(jù)一次偶然的實驗結(jié)果,申請了制取合成橡膠的第一篇專利。第一次世界大戰(zhàn)期間,由于英國封鎖了天然橡膠的供應(yīng)來源,德國被迫尋找作為戰(zhàn)略物資的天然橡膠的代用品,生產(chǎn)了2000多噸的合成橡膠。當(dāng)時的合成橡膠與天然橡膠相比,性能差了不少,但它畢竟是人類最早批量生產(chǎn)的合成橡膠。

此后,合成橡膠得到飛速的發(fā)展。2000年以后,全世界合成橡膠的產(chǎn)量幾乎是天然橡膠的兩倍。如今,整個橡膠產(chǎn)業(yè)中合成橡膠的使用比例達到60%以上。

作者:馬新福

評論
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