汽油从何而来

汽油大约在160年前被发现，当时是作为生产煤油的原油精炼副产品。那时汽油并未被使用，而是在炼油厂被燃烧、转化为煤气用于煤气灯，或直接被废弃。大约125年前的1890年代初，汽车发明者们开始意识到汽油作为燃料的价值。1911年，汽油首次超越煤油，到1920年美国已有约900万辆汽油车行驶，全国开设了加油站为日益增长的汽车和卡车提供燃料。¹

如今，汽油是轻型车辆的主要燃料，消耗了美国约90%的销售产品。² 汽油还用于摩托车、休闲车、船只、小型飞机、建筑机械、电动工具和便携式发电机。美国人平均每人每天使用超过一加仑汽油，截至2016年12月31日，美国消费量约为每天3.92亿加仑。³

那么，所有这些汽油从何而来，又是如何进入汽车油箱的呢？请继续阅读以了解更多关于汽油制造和分销的过程。

汽油由原油制成，原油含有碳氢化合物（仅由氢原子和碳原子组成的有机化合物）。原油一直是通过从地下及海底储层钻探的垂直井获取。井基本上是一个圆形孔洞，内衬称为套管的金属管。套管底部有孔，允许储层中的石油流入。许多油井也生产天然气，主要用于家庭供暖等固定用途，但通过适当的车辆改装也可作为燃料。

现代油井虽始终从垂直井开始，但可从中分支至多个方向和不同深度。这些次级井允许获取更多石油，在最小化地表干扰的同时增加产量。水平钻井是水力压裂中的常见技术，使用流体注入和炸药破碎井周围地层，释放额外的石油和天然气。水平井可从中心井延伸数公里。

少数井依靠内部自然压力将石油推向地表，但大多数井需要某种形式的水下或地面泵。为在井的寿命期内尽可能多地提取石油，可能会使用一些额外工艺。常见的二次回收方法包括向井中注水、注入气体或蒸汽。当原油价格下跌时，低产井可能关闭，价格回升时可能重新开工。

与普遍认知不同，原油颜色从近乎透明到漆黑色不等，粘度从水状到近乎固体均有。原油品质也差异很大，但同一地区的油往往特性相似。油的品质基于化学分析，最重要的两个值是分子密度和硫含量。

碳氢链较短、美国石油学会（API）密度在34以上的油被视为“轻质”，31至33之间为“中质”，30以下为“重质”。硫含量按重量低于0.5%的油为“甜油”，高于此水平为“酸油”。轻质且腐蚀性低的原油最易精炼、成本最低且产出更多最终产品，因此价值最高。

主要石油出口国有46个，但原油价格通常基于三大基准之一：西德克萨斯中质原油、北海布伦特原油和阿联酋迪拜原油。这些基准的价格设定作为整个石油行业的晴雨表。石油价格基于42加仑原油“桶”的成本，这一计量单位可追溯至石油钻探早期。

过去，美国大量进口原油和其他石油产品。峰值出现在2005年，净进口量（进口减出口）为每日1260万桶。近年来，持续勘探和先进提取工艺增加了国内石油产量，减少了石油进口。2016年，净进口量仅为每日490万桶，约占美国总石油消费量的25%。这较2015年的24%（自1970年以来最低水平）略有上升。⁴

原油从井中提取后，在运往炼油厂前储存于大型储罐。管道、船舶和驳船是运输原油的常用方法。但近年来，由于无管道或水路接入地区的产量增加，更多原油通过铁路罐车运输。油砂等极稠密重质形态的原油需先用溶剂稀释，才能泵入管道或以其他方式运输。

所有原油运输方法均有潜在环境风险。但石油列车脱轨带来额外风险，因列车定期穿越城镇村庄，石油泄漏和潜在火灾可能导致重大财产损失和人员伤亡。

为解决这些担忧，美国交通部于2015年5月发布最终规定，包括改进的罐车标准、铁路运输大量易燃液体的新操作指南以及改进的应急响应计划和培训。铁路行业支持加速更换旧罐车，增加轨道检查以最小化脱轨风险，并采用特殊技术帮助确定石油运输最安全路线。⁵

炼油厂是大型工业设施，从原油生产商业产品，有时也使用生物质等其他原料。美国超过一半的石油精炼能力位于墨西哥湾沿岸，其余分布全国——通常靠近石油产地或运输管道及水路。

石油炼油厂全年无休运转，但需定期关闭进行维护和修理。通常这在春秋季进行，此时炼油厂需从夏季汽油生产切换至冬季汽油，或反之。两者区别将在后文详述。
炼油厂停产影响区域汽油供应，因此通常提前计划并密切监控。这使得分销网络能进行必要调整以确保燃料供应不间断。技术问题或极端天气导致的意外停产可能引发短期区域性汽油短缺和燃料价格上涨。

美国销售的几乎所有汽油均在此精炼，美国还向其他国家大量出口汽油——2016年超过2.3亿桶。⁶ 将原油精炼成最终石油产品是极其复杂的事业。以下描述概述精炼过程，并聚焦汽油生产。

所有炼油厂使用称为分馏的主要工艺将原油分解为不同组分。分馏包括将原油加热至沸点（约600°C），并将蒸汽注入蒸馏塔。热蒸汽上升过程中冷却，在不同高度和温度下原油的不同“馏分”冷凝并收集。重馏分如润滑油沸点高，在塔底附近冷凝。轻馏分如丙烷和丁烷沸点低，上升至顶部。汽油、煤油、轻油和柴油在塔中部收集。

包括汽油在内的极少数石油产品在离开蒸馏塔时即可使用。许多二次精炼工艺需精馏馏分并将其转化为可销售产品。

“裂化”涉及将重馏分分子分解为轻馏分的处理过程。这常用于从重油生产汽油组分。裂化有多种形式，如流化催化裂化、加氢裂化和焦化/热解。每种均产生用于汽油和其他产品的独特碳氢链。

“结合”基本上是裂化的逆过程。将轻馏分结合为重馏分，这也用于汽油调配。两种常见的结合工艺是重整和烷基化。前者增加汽油制造中组分的量，后者产生“芳香族”碳氢化合物，在提高成品燃料辛烷值中起关键作用。

汽油生产的最后阶段是混合。来自不同精炼工艺的几种石油产品被精心组合，创建普通和优质品质的基础汽油。这些燃料必须满足明确且广泛的性能要求，这些要求随季节和燃料销售地点变化。例如，夏季汽油混合后不易蒸发，有助于减少蒸发排放。冬季汽油混合后更易蒸发，有助于寒冷天气下的发动机启动和