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关注大宗商品的朋友们可能知道,最近的原油价格十分不安生,甚至让很多国际投资者跌破眼镜。一边是油价暴跌,原油类期货理财产品“暴雷”;另一边是欧佩克和产油国不断谈判周旋,商讨减产和稳定油价策略。
虽然各类经济报道总是说,原油等大宗商品价格走势对经济发展有着深远的影响,包括如何影响工业产品价格,如何影响货币购买力等等。但其中的传导过程实在太复杂,大多数老百姓都很难有直观感受。
消费者对原油的认知可能仅限于知道它是工业发展的重要上游产品,在日常生活里,除了各种食用油以外,人们更熟悉的恐怕就是汽油和润滑油了,毕竟要想让家里的小汽车和马路上的公交车都跑起来,直接需要的还是这些油。
所以,原油、汽油、润滑油,这些“油”到底有什么“亲缘”关系,它们的成分区别和用途差异又在哪呢?
原油
原油是通过开采得到的,未经处理的石油,又被称为“黑色黄金”,是一种黑色、深褐色或暗绿色的黏稠液态或半固态可燃物质。
说起它的来源,目前认可度最高的理论认为原油跟煤一样,都是远古时期生物遗骸被掩埋后,在高压等环境下长期形成的产物,是烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃等多种液态烃的混合物。
海上原油开采作业
原油属于不可再生资源,数量有限,是整个工业产业链前端的基础原料,被称作“工业的血液”,对工业发展的意义可见一斑。
原油产品的应用到底有多广呢?感性来看,从核电站、宇宙飞船到机械设备、家用汽车,再到合成橡胶、纤维和沥青,甚至一个小小的塑料水杯,都可能是原油提炼加工的产品。
但有一点我们应该知道,那就是开采出未经处理的原油并不能直接用作工业用途,而是要通过精炼分解出不同产品后才能供工业使用。
炼油厂将原油加热,利用其中各种烃类物质的沸点差异将它们分离,再经过其他加工步骤,才能最终生产出汽油、柴油和润滑油等各类产品。
汽油
相信大多数人对汽油都并不陌生,它是目前最常见的汽车引擎燃料。
汽油是原油精炼出的一类重要产物,由原油炼制得到的直馏汽油、催化裂化汽油、催化重整汽油等不同组分经调和后制得,其主成分为C5~C12的脂肪烃和环烷烃类,以及一定量芳香烃,外观为透明液体,具有较好的抗震爆和燃烧性能。
我们去加油站时经常会看到92#和95#的标志,这些汽油牌号是按照不同汽油产品的辛烷值命名的。
辛烷值是用于评价汽油产品抵抗震爆的指标。汽油中的正庚烷在高温和高压下较易自燃,造成震爆现象,减低引擎效率,甚至可能使汽缸壁过热、活塞损裂,其辛烷值被定为0。
而异辛烷的震爆现象很小,其辛烷值被定为100,其他碳氢化合物也有各自的辛烷值。由其定义我们不难发现,汽油的最终辛烷值是由汽油内各种碳氢化合物的比例决定的。
加油站的92号和95号汽油标牌
一般而言,汽油产品的辛烷值越高,抗爆性就越好。目前市面上较常见的两类汽油产品就是我们常看到的92号和95号汽油。
92号汽油由92%的异辛烷和8%的正庚烷组成,95号汽油则由95%的异辛烷和5%的正庚烷组成。
由于异辛烷的相对含量更高,因此后者(95号汽油)整体的辛烷值更高,抗爆性能更好,价格也略贵。因此对家用车来说,大部分车主选择在刚购买新车的一段时间加95号汽油,与爱车磨合一段时间后就会选择价格更友好一些的92号汽油。
润滑油
润滑油虽然也叫“油”,但其实它跟汽油、柴油等产品充其量只能算“普通亲戚”,因为只要是应用于两个相对运动的物体之间,以减少物体接触产生的磨擦的物质都可被称为润滑油。
这样说来,就连人体中的关节滑液也可看做是“润滑油”的一种,其作用是可有效减少肌体运动时对骨关节等部位的损伤。
不同于汽油,润滑油不一定由原油分馏提炼制得,也可以从动植物油中提炼,叫做“润滑脂”。而我们生活中常说的机油专指用于汽车发动机的润滑油,可降低零件的使用磨损,提升汽车安全系数,延长使用寿命。
除了大家最熟悉的车用润滑油外,在生活的方方面面,都能看到润滑油的身影。
重工业方面,航海、航空航天器械和空间站等需要润滑油来保证轴承和齿轮等部件的正常运转。数据显示,美国阿波罗登月一次就使用了198种油脂和化学液。
在医药领域,润滑油是医疗器械清洗和消毒灭菌的好帮手,还能被用来当做一些外科手术的体腔器械导入剂。
在食品行业,润滑油甚至都有着广泛应用,它是食品加工、罐装和包装工序中不可缺少的物质。当然了,对于食品级润滑油,国家有着更高的化学和生物性危害相关标准和要求。
润滑油由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分,决定其基本性质,目前由原油提炼而成的矿物基础油产量占比高达95%以上,占绝对优势。
矿物基础油主要的化学成分包括高沸点、高分子量的烃类和含氧、含氮、含硫的有机化合物,以及胶质、沥青质等非烃类化合物,我们可以将矿物基础油理解为石油分馏的产物。
除了矿物基础油,市面上另外5%的基础油是合成基础油和生物基础油。
合成基础油指利用化学方法合成的基础油,合成油比矿物油的热氧化安定性好,热分解温度高,耐低温性能好,但成本和技术要求较高。
生物基础油是指油脂工业、食品及餐饮行业所产生的废油脂、脂肪酸和脂肪醇等物料通过理化方法处理得到的符合基础油质量标准的产物,其最初来源为农作物资源。可降解和环保是生物基础油的最大优点,但这种油单位产量较低,提炼处理成本较高,以上特点限制了它的应用。
添加剂是指选用加入的,可改善理化性质的,能赋予润滑油新性能,或加强某种原有性能的物质。
常见的添加剂有粘度指数改进剂,抗氧化剂,清净分散剂,抗泡沫剂,乳化剂,防腐蚀和防锈剂等,其作用看名字大多都不言而喻了。
基础油生产工艺中普及度最广的是溶剂精制、溶剂脱蜡和白土补充精制三种物理方法。
在这三种传统方法中,前两种利用溶剂来脱除油品中的稠环芳烃、胶质、沥青质等物质,白土补充精制法则利用活性白土的吸附功能来脱除这些物质。
未来何去何从?
尽管原油、汽油和润滑油等物质对于工业和经济发展影响深远,目前的重要地位难以撼动,但其毕竟为不可再生资源,且对环境存在一定污染,在循环经济发展理念下,各种环境友好的替代物质或新型清洁产品是未来发展必然的趋势。
以汽油为例,科学家们正在研究如何利用从天然气、煤或植物中转化得到的甲醇和乙醇等物质作为清洁燃料。
以乙醇汽油为例,它是由10%的乙醇燃料和90%的普通汽油组成,动力性能接近普通汽油,但污染物排放更少,且原料来源更广。
我国发改委相关文件指出到2020年,将全面推广和使用乙醇汽油。但就目前的情况来看,生产和消费的不平衡以及高成本等问题仍在制约着乙醇汽油的进一步推广。
在润滑油方面,随着企业环境治理成本的提高,相比传统矿物基础润滑油和合成基础油,生物基础油(植物油)可依赖生物降解降低对环境的污染,越来越受到大家的广泛关注。相信在未来,汽车所使用的都会是更清洁环保的燃料。
然而,就当下经济和技术发展阶段而言,以石油原油为基础的各类加工产品对贸易和工业的影响仍然是其他能源一时难以替代的,我们应该继续推进相关技术的研究,尽量提高石油类产品的利用效率,同时做好副产物的处理工作,降低其对环境的污染程度,平衡环境治理与经济效益,追求持续发展。