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气“生”出来的润滑,不敢想!

果壳  · 公众号  · 科学  · 2016-10-26 21:50

正文


“油”的最初形态是
……“气”?

树变成木头然后变成书本纸张,这没什么大不了。我们的衣服纤维可能来自于黏糊糊的石油,这也没问题。那么,保鲜膜可能来自沼气池和畜牧场,汽车润滑油可能是气变的——这是不是有点新鲜呢?

今天的一些高端润滑油的确是天然气转变而来的。之所以说是“转变”,是因为这和水蒸气变成水再变成冰不一样;水的变化是相变,算是物理变化;天然气变成润滑油——准确的说是变成润滑油的主要成分基础油,则是人们花了很长时间才研究出来的化学变化。


变身过程中
TA顺便开了个小差

这个世界的物产总是不够用,不能胡吃海塞。石油直接拿来点灯刷墙,油田采出天然气直接烧掉这样浪费的日子,早已经成历史,人们早就不再粗放地使用资源了,我们学会了“一物多用”!

天然气不仅仅能发电做饭烧暖气,它还能造福吃货们!

热爱膨化食品的同学肯定对氢化植物油不陌生。氢化植物油所用的原料氢,就是天然气工业的重要产品之一。

保鲜膜包裹住西瓜放进冰箱里简直是夏天绝配!保鲜膜也可能是用天然气生产出来哦~

除了这两种之外,天然气还能用来生产许多产品。现在人们使用天然气的主要工艺有两类:或者把这些小分子碳氢化合物分解成氢和碳,或者是从单个碳原子化合物开始逐步加长分子链,就像把棉花纺成纱织成布再做成衣服一样。


魔术时间!
“气”变身成“油”啦

要把天然气变成油,也是后一种加工过程。要说起气变油的“主业”,就得回答这个问题:用石油制造的润滑油基础油,和用天然气合成的基础油,有什么区别呢?


拿汽车引擎润滑油来说吧。润滑油中75-90%的成分是基础油,它们决定了润滑油的基本属性。人们最早使用石油精炼得到的原料来作为润滑油的基础油,后来用石蜡作原料,通过加氢异构生产合成润滑油。但是无论是精炼油还是合成油,杂质问题一直都让人头疼——在汽车引擎这种高温高压环境下,杂质会变成油泥、腐蚀金属,降低效率增大消耗,降低引擎的性能和寿命。

用石油制造润滑油像是在山上挖窑洞,用天然气制造润滑油则像是用砖块盖房子。从气田采出的天然气经过脱水脱砂脱硫脱氮等等,再经过低温冷冻分离出乙丙丁烷,剩下的就是纯净的甲烷。用更纯净的原料,制造更纯净的产品——只要一步步把它变成润滑油基础油就行了。

把甲烷变成液态碳氢化合物的技术,已经有接近一百年的历史了。这种叫做“费托合成”的技术像是用棉花纺线,把只有一个碳原子的甲烷分子一个个接起来,变成更长链的碳氢化合物。

1973年,壳牌石油开始在阿姆斯特丹开发使用费托反应的技术,并且在1993年在马来西亚建立了第一座使用这种技术的“气变油”工厂。在经过四十年的研发之后的今天,壳牌已经拥有了3500多项相关专利,来把纯净的天然气原料,转化成纯净的高质量润滑油。

今天在卡塔尔的珍珠天然气制油厂里,工人们将甲烷和氧气的混合气体加热到1400度,生产出一氧化碳和氢气的混合气体;然后通过费托反应,把这些小分子变成超过200个碳原子的、常温下呈固态的复杂碳氢化合物。再把这些像石蜡一样的东西氢化裂解,通过精确控制反应过程来分出几种轻重不同的油;最后选出其中合适的,就可以成为润滑油的基础油了——没有硫、没有氮、没有金属也没有芳烃的,纯净的润滑油基础油。

壳牌把这种润滑油基础油用在了旗下的高端产品上,也成了宝马、法拉利、玛莎拉蒂等高端车的指定用品。和过去的其他润滑油基础油相比,这种“PurePlus”技术生产的润滑油基础油让汽车更省燃油、更容易维护、以及让引擎表现得更好。

于是天然气逆袭变身成功,从过去只能烧掉的油田副产品,变成了我们的好基础油。哎,感觉好像还有点励志呢……


点击阅读原文,跟我们聊聊气变油的故事吧~


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