在能源矿产投资领域,我们常遇到天然气、石油等矿产资源的勘探、开发,还有的国家专门颁布了“碳氢化合物法”,如果不是化工专业的人士,会感觉到一头雾水,似乎会有“文绉绉”的莫名其“纱”的感觉,其实不然,这里是大有学问的,博主在研习有关资料和业务文件中,更是逐步感觉出来,兹总结、编辑出来,与友分享:
碳氢化合物是一种完全由碳原子和氢原子所组成的物质,如石油、石蜡等。科学家在研究过碳和氢的结合方式后发现,碳原子就像是有4只“手”,而氢原子则只有1只“手”(图1)。形成分子时,碳原子和氢原子会彼此“手牵手”结合在一起,而且不会留下任何空的“手”(图1)。
碳氢化合物中最简单的一族是“烷烃”,由氢原子与单链的碳原子组成,因此两个原子之间互握的“手”不会超过一只(即为单键)。烷烃族中最简单的3种分子结构如图2所示。它们的分子式(表示一个分子中所含有的碳原子和氢原子数)分别如下:
http://www.bioon.com/popular/UploadFiles/200707/200771712452191.jpg
甲烷:CH4 乙烷:C2H6 丙烷:C3H8
甲烷、乙烷、丙烷以及丁烷都是气体。
从地下抽出的原油是一种黑色的液体,称为石油。
这种液体包含脂肪族碳氢化合物,或者仅由氢和碳组成的碳氢化合物。 碳原子链接在一起,形成不同长度的碳链。
实践证明,不同长度的烃分子的特性各不相同。 例如,只有一个碳原子(CH4) 的链是最轻的链,我们称之为甲烷。甲烷是一种气体,它的质量很轻,可以像氦一样漂浮在空气中。随着链变长,它们也将变得更重一些。
前四种链(CH4(甲烷)、C2H6(乙烷)、C3H8(丙烷)和C4H10(丁烷))都是气体,它们的沸点分别是-107、-67, -43 和-18℃。
从C18H32开始以上的链,在室温下均为液体,而C19以上的链在室温下则全都是固体。
不同长度的碳链,其沸点将随长度升高,因此可以通过蒸馏的方式将它们分离。 这就是在炼油厂所要进行的处理,对原油进行加热,不同长度的碳链将在各自的汽化温度时被分离出来。
在C5、C6和C7范围内的碳链都是非常轻、极易蒸发的清澈液体,称为石脑油。 它们将用作溶液,如干洗液就可以用它来制造,还可以将其制成油漆溶剂和其他快干产品。
从C7H16到C11H24的碳链混合在一起,可用作汽油。 所有这些碳链的蒸发温度都低于水的沸点。
这就是为什么当我们将汽油洒在地上时,它便会快速蒸发的原因。
煤油在C12到C15的范围内,后面紧跟着的是柴油燃料和更重的燃料油(例如供房子取暖用的取暖用油)。
接下来是润滑油。这些油在常温下不会蒸发。
例如,机油可以长时间在121℃的条件下运行而不蒸发。这些油当中,既包含非常轻(如3合1油)的油,也包含不同粘稠度的车用机油,还包含非常粘稠的齿轮油以及半固体润滑脂。
凡士林也属于这类油。
高于C20范围的碳链将形成固体,从石蜡开始,然后是焦油,最后是用于铺设沥青路面的沥青。
以上这些不同的物质全都源于原油。它们之间的唯一区别就是碳链的长度不一样!
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