上海
上次我們說到開采、利用石油的重重困難，既然如此，為何在當今時代，石油成為全世界使用最普遍的化石能源？為什么構成了當今世界能源的支柱產業和重要的戰略資源？
首先要感謝兩個技術突破，
一是石油鉆井技術的進步，
二是石油的分餾和成份測定。
先說說鉆井機。
1842年，第一臺蒸汽鉆井機投入使用，1859年，美國人德雷克在賓夕法尼亞州利用鉆井機打出了第一口現代意義上的油井。
石油鉆探非常困難，尤其是對我國這種石油資源不好的國家。
德雷克原本是一個火車司機，后來因為身體原因轉行石油行業。為了擴大石油產量，德雷克購買了一臺6馬力（約4413瓦）的蒸汽機作為動力，自己設計建造了機房和井架，利用鉆頭強行打穿巖層，于1859年8月27日在賓夕法尼亞州鉆成世界第一口商業性油井。
石油鉆機，帶動鉆具向地下鉆進
再來說說分餾技術。
石油的分餾與成分分析到了19世紀中葉也有了進展，美國人本杰明-西利曼對石油進行了蒸餾，得到了C9-C18的產物。西利曼還對石油成分進行了分析，確認了其主要成分是碳氫化合物，也就是大部分烷烴，還有部分不飽和烴，比如芳香烴，烯烴之類的。
①從常壓蒸餾開始溜出的溫度到小于200℃的餾分為汽油餾分，實際上這也是“汽油”得名的原因。（C5-C12）
②200 ～350℃的常壓蒸餾餾分為煤油(C12-C16)、柴油（C15-C18）餾分。
沸點高于350℃的餾分，進行減壓分餾，在減壓下蒸出餾分的沸點轉換為常壓沸點。
③沸點相當于350 ～500℃的餾分為減壓餾分。
④沸點相當于常壓下大于500℃的餾分為減渣餾分。
?當時，煤油是石油提煉的主要產品，原因如下：
- 照明需求驅動?：19世紀中葉（約1850年代），煤油是當時最理想的照明燃料，用于煤油燈，替代了鯨油和動物脂蠟燭。隨著電燈尚未普及，煤油市場需求巨大 ??。
- 分餾技術初階?：早期煉油采用簡單蒸餾釜，只能按沸點范圍粗略分離組分。煤油餾分（沸點約150–240℃）在當時最容易獲得且穩定，適合大規模生產 ??。
而C12以下的餾份呢？因為容易汽化、容易爆炸、比較危險不常使用。
另外，柴油黏度過大，燃燒性能差，也很少使用。
從經濟角度來看，洛克菲勒等早期石油商人通過專注煤油提煉與銷售積累巨額財富，進一步強化了煤油作為核心產品的地位 ??，其它提取品幾乎當作廢品拋棄。
真正讓人類充分利用石油各個餾分的是內燃機的出現。
與內燃機對應的蒸汽機實際上是外燃機，其特點就是用一個鍋爐產生蒸汽，蒸汽在氣缸中做功，燃燒和做工設備是分開的。這樣熱效率非常低下，設備體積還大。
外燃機模型
這時候人們就有了一個設想，如果將鍋爐和氣缸合二為一，設備體積減小了燃燒過程直接用來做功，就能大大提高效率。
由于燃燒在氣缸內進行，為了將燃料輸送進入氣缸，快速燃燒后又將殘留物質排出，使用流體燃料就成了一個必然要求。
當時煤化工比較發達，人們首先想到用煤氣來做燃料。1858年法國工程師雷諾發明了第一臺煤氣發動機。這時的煤氣機結構，說白了就是一個小炸彈，煤氣和空氣在氣缸內用電火花引燃，產生的力量推動活塞做工，至于飛輪等其他結構則和蒸汽機類似。
這時候熱力學也加入了內燃機的研究之中。燃料做功并不困難，但是作為要連續運行的機械，在做完功以后還要恢復到做工之前的狀態，這實際上走的就是一個熱力學上的循環過程。這個過程的效率就可以利用熱力學來指導優化。一個關鍵的理論出現在1861年，法國人羅夏首先提出了四沖程理論。
四沖程理論
汽油機在煤氣機之后出現。煤氣作為燃料有一個缺點，那就是煤氣是氣體，密度低，體積大，不易儲存。如果能把煤氣換成一種液體就能解決這個問題。
解決問題的思路是將容易燃燒的液體以噴霧的形式噴入氣缸與空氣混合作為燃料，至于點火方式依然沿用煤氣機的電火花引燃。
而柴油機的出現則進一步利用了石油中的重組分。柴油機在1892年由狄塞爾發明，柴油由于燃點高，黏度大較難和空氣形成混合物，因此無法用電火花點燃。
為了解決這個問題狄塞爾采用壓燃的手法，在柴油機內，柴油與空氣的混合物在活塞的作用下加壓，升溫最后達到柴油的自燃點發生燃燒。由于柴油采用壓燃，一般柴油機體積都比較大，在大型機械和車輛上使用較多。
汽油機和柴油機的出現，才使得石油的各個餾分都有了用武之地。
有需求才有發展，隨著內燃機的大規模應用，從20世紀開始，石油冶煉行業開始大規模發展，最終為石油化工的大繁榮埋下了伏筆。
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
