石油化學-第四章

1、（2課時）課時）（2課時）課時） 1、了解燃料油的使用要求；、了解燃料油的使用要求； 2、理解各評定指標的基本概念；、理解各評定指標的基本概念； 3、掌握各評定指標的意義、測定方法和、掌握各評定指標的意義、測定方法和計算方法，形成單項測定的操作技能。計算方法，形成單項測定的操作技能。 u蒸發(fā)性能？蒸發(fā)性能？ 又稱為氣化性能，它是指液體在一定的又稱為氣化性能，它是指液體在一定的溫度下能否迅速蒸發(fā)為蒸氣的能力。溫度下能否迅速蒸發(fā)為蒸氣的能力。u對于內燃機燃料，為什么要測試燃料的蒸對于內燃機燃料，為什么要測試燃料的蒸發(fā)性能呢？發(fā)性能呢？ 內燃機內燃燒前要經過霧化，氣化及與內燃機內燃燒前要經過霧化，氣

2、化及與空氣形成可燃混合氣的過程，蒸發(fā)性能是?？諝庑纬煽扇蓟旌蠚獾倪^程，蒸發(fā)性能是保障。障。一、測定餾程的意義一、測定餾程的意義 1餾程餾程 物質在一定溫度下具有恒定的蒸物質在一定溫度下具有恒定的蒸氣壓。溫度越高，蒸氣壓？溫度越高，蒸汽氣壓。溫度越高，蒸氣壓？溫度越高，蒸汽壓與外界大氣壓相等的時候。壓與外界大氣壓相等的時候。 當飽和蒸氣壓與外界壓力相等時，液體表當飽和蒸氣壓與外界壓力相等時，液體表面和內部同時出現氣化現象，這一溫度稱面和內部同時出現氣化現象，這一溫度稱為該液體物質為該液體物質在此壓力下的沸點在此壓力下的沸點。 通常所說的沸點是指液體物質在壓力為通常所說的沸點是指液體物質在壓力為1

3、01.325kpa下的沸點，又稱為下的沸點，又稱為正常沸點正常沸點。沸程沸程 石油是一個沸點連續(xù)的多組分混合物。石油是一個沸點連續(xù)的多組分混合物。在外壓一定時，油品的沸點范圍，稱為在外壓一定時，油品的沸點范圍，稱為沸沸程程。餾程餾程 在規(guī)定條件下，在規(guī)定條件下，蒸餾蒸餾100ml試油建立的試油建立的餾出體積百分數與所對應的餾出溫度的關餾出體積百分數與所對應的餾出溫度的關系，從初餾點到終餾點這一系，從初餾點到終餾點這一溫度范圍溫度范圍，叫，叫做做餾程餾程。 餾分餾分 在某一溫度范圍蒸出的餾出物，稱為在某一溫度范圍蒸出的餾出物，稱為餾分餾分，如汽油餾分、煤油餾分、柴油餾分及潤滑油如汽油餾分、煤油餾

4、分、柴油餾分及潤滑油餾分等。溫度范圍窄的稱為餾分等。溫度范圍窄的稱為窄餾分窄餾分，溫度范，溫度范圍寬的稱為圍寬的稱為寬餾分寬餾分。初餾點初餾點終餾點終餾點餾程餾程餾分餾分 2餾分組成餾分組成 例如，初餾點，例如，初餾點，10點、點、50點、點、90點點和終餾點等，和終餾點等，生產實際中常統稱為餾程。生產實際中常統稱為餾程。 餾分組成是石油產品蒸發(fā)性大小的主要指餾分組成是石油產品蒸發(fā)性大小的主要指標。標。 3測定餾程的意義測定餾程的意義 （1）餾程是判斷石油餾分組成，可作）餾程是判斷石油餾分組成，可作為建廠設計的基礎數據。為建廠設計的基礎數據。 （2）餾程是裝置生產操作控制的依據）餾程是裝置生產

5、操作控制的依據 （3）根據餾程可以評定汽油發(fā)動機燃料的）根據餾程可以評定汽油發(fā)動機燃料的蒸發(fā)性，判斷其使用性能。蒸發(fā)性，判斷其使用性能。 10%餾出溫度可以判斷汽油中輕組餾出溫度可以判斷汽油中輕組分的含量，分的含量，它反映汽油發(fā)動機燃料的低溫它反映汽油發(fā)動機燃料的低溫啟動性能和形成氣阻的傾向。啟動性能和形成氣阻的傾向。 冬天：低溫啟動性能（冬天：低溫啟動性能（ 10%餾出溫度餾出溫度上限上限） 夏天：形成氣阻（蒸汽壓指標，下限）夏天：形成氣阻（蒸汽壓指標，下限） 汽油規(guī)格中規(guī)定汽油規(guī)格中規(guī)定10%餾出溫度不能高于餾出溫度不能高于70，汽油，汽油10%餾出溫度越低，越能保證發(fā)餾出溫度越低，越能保

6、證發(fā)動機的低溫啟動性。動機的低溫啟動性。 在相同的氣溫條件下，汽油在相同的氣溫條件下，汽油10%餾出溫餾出溫度越低，所需啟動的時間越短，耗油越少。度越低，所需啟動的時間越短，耗油越少。 表表4-1 車用汽油車用汽油10%餾出溫度與保證發(fā)動機易餾出溫度與保證發(fā)動機易于啟動的最低大氣溫度的關系于啟動的最低大氣溫度的關系10%餾出溫度餾出溫度/546066717782大氣溫度大氣溫度/21 17 13 962表表4-2 車用汽油車用汽油10%餾出溫度與發(fā)動機啟動時餾出溫度與發(fā)動機啟動時間及汽油消耗量的關系間及汽油消耗量的關系試驗溫度試驗溫度/啟動時間啟動時間/s啟動時汽油消耗量啟動時汽油消耗量/ml

7、10%餾出餾出溫度溫度7910%餾出餾出溫度溫度7210%餾出餾出溫度溫度7910%餾出溫餾出溫度度720610.5459.42910488.730 車用汽油的車用汽油的50%餾出溫度表示其餾出溫度表示其平均蒸發(fā)性能，平均蒸發(fā)性能，它影響發(fā)動機啟動后的它影響發(fā)動機啟動后的升溫時間和加速性能升溫時間和加速性能。規(guī)定車用汽油的。規(guī)定車用汽油的50餾出溫度不高于餾出溫度不高于120。 車用汽油的車用汽油的90%餾出溫度表示表餾出溫度表示表示其重質組分的含量，示其重質組分的含量，它關系到燃料的它關系到燃料的燃燒完全性。燃燒完全性。一般，燃料一般，燃料90%餾出溫度餾出溫度低些好，我國規(guī)定車用汽油的低些

8、好，我國規(guī)定車用汽油的90%餾出餾出溫度不高于溫度不高于190。 終餾點表示燃料中最重餾分的沸點。試終餾點表示燃料中最重餾分的沸點。試驗表明，使用終餾點為驗表明，使用終餾點為225的汽油，發(fā)動機的汽油，發(fā)動機的磨損比使用終餾點為的磨損比使用終餾點為200的汽油增大的汽油增大1倍、倍、耗油量增加耗油量增加7%。我國規(guī)定車用汽油的終餾點。我國規(guī)定車用汽油的終餾點不高于不高于205。 （4）評定車用柴油的蒸發(fā)性，判斷其使用）評定車用柴油的蒸發(fā)性，判斷其使用性能性能 車用柴油的餾程是保證其在發(fā)動機燃燒車用柴油的餾程是保證其在發(fā)動機燃燒室內室內迅速蒸發(fā)和燃燒迅速蒸發(fā)和燃燒的重要指標。為保證的重要指標。為

9、保證良好的低溫啟動性能，需要有一定的輕質良好的低溫啟動性能，需要有一定的輕質餾分，保證蒸發(fā)快，油氣混合均勻，燃燒餾分，保證蒸發(fā)快，油氣混合均勻，燃燒狀態(tài)好，油耗少。狀態(tài)好，油耗少。 餾分越輕越好嗎（壓燃式發(fā)動機）？餾分越輕越好嗎（壓燃式發(fā)動機）？ 表表4-3 車用柴油車用柴油50餾出溫度與啟動性的關系餾出溫度與啟動性的關系車用柴油車用柴油50餾餾出溫度出溫度/200225250275285發(fā)動機啟動時間發(fā)動機啟動時間/s810276090 重餾分特別是碳鏈較長的烷烴自燃點低，容易重餾分特別是碳鏈較長的烷烴自燃點低，容易燃燒，但餾分組成過重，氣化困難，燃燒不完全，燃燒，但餾分組成過重，氣化困難，

10、燃燒不完全，不僅油耗增大，還易形成積炭，磨損發(fā)動機，縮不僅油耗增大，還易形成積炭，磨損發(fā)動機，縮短使用壽命。短使用壽命。 我國車用柴油指標規(guī)定，我國車用柴油指標規(guī)定，50%餾出溫度不得高餾出溫度不得高于于300，90%餾出溫度不得高于餾出溫度不得高于355，95%的的餾出溫度不高于餾出溫度不高于365。表表4-4 車用柴油車用柴油300餾出量與耗油率的關系餾出量與耗油率的關系單位耗油率單位耗油率 /300餾出量餾出量 /131114100203439二、餾程測定方法概述二、餾程測定方法概述 1恩氏蒸餾恩氏蒸餾 按照按照gb/t 2551977（1988）石油產品石油產品餾測定法餾測定法（恩氏蒸

11、餾）和（恩氏蒸餾）和gb/t 65361997石油產品蒸餾測定法石油產品蒸餾測定法標準方法進行。標準方法進行。 該兩種標準試驗方法適用于該兩種標準試驗方法適用于測定發(fā)動機燃測定發(fā)動機燃料、溶劑油和輕質石油產品料、溶劑油和輕質石油產品的餾分組成。的餾分組成。圖圖4-1 石油產品餾程測定器石油產品餾程測定器托架；托架；2噴燈；噴燈；3支架；支架；4下罩；下罩；5石棉墊；石棉墊；6上罩；上罩；6上罩；上罩；7蒸餾燒瓶；蒸餾燒瓶；8溫度計；溫度計；9冷凝管；冷凝管；10排水支排水支管；管；11水槽；水槽；12進水支管；進水支管；13量筒量筒圖圖4-2采用電加熱的手工蒸餾裝置總裝圖采用電加熱的手工蒸餾裝

12、置總裝圖1量筒；量筒；2吸水紙；吸水紙；3溫度計；溫度計；4蒸餾燒瓶；蒸餾燒瓶；5石棉板；石棉板；6電加熱元件；電加熱元件；7蒸餾燒瓶支架平臺；蒸餾燒瓶支架平臺；8蒸餾燒瓶調節(jié)旋鈕；蒸餾燒瓶調節(jié)旋鈕；9熱量調節(jié)盤；熱量調節(jié)盤；10開關；開關；11無底罩；無底罩；12冷凝器；冷凝器；13冷凝管；冷凝管；14金屬罩金屬罩 測試步驟：測試步驟：蒸餾過程中的最高氣相溫度，稱為蒸餾過程中的最高氣相溫度，稱為終餾點終餾點。蒸餾燒瓶底部最后一滴液體氣化的瞬間所蒸餾燒瓶底部最后一滴液體氣化的瞬間所測得的氣相溫度稱為干點，測得的氣相溫度稱為干點，此時不考慮蒸此時不考慮蒸餾燒瓶壁及溫度計上的任何液滴或液膜。餾燒瓶

13、壁及溫度計上的任何液滴或液膜。由于終餾點一般在蒸餾燒瓶底部全部液體由于終餾點一般在蒸餾燒瓶底部全部液體蒸發(fā)后才出現，故與干點往往相同。蒸發(fā)后才出現，故與干點往往相同。蒸餾結束后，以裝入試樣量為蒸餾結束后，以裝入試樣量為100%減去餾出減去餾出液體和殘留物的體積分數，所得之差值稱為蒸液體和殘留物的體積分數，所得之差值稱為蒸發(fā)損失。發(fā)損失。生產實際中常稱上述這套生產實際中常稱上述這套完整數據完整數據稱為稱為餾程，餾程，它是輕質燃料油的質量指標（附錄它是輕質燃料油的質量指標（附錄1-4）。）。 gb/t 65361997石油產品蒸餾測定法石油產品蒸餾測定法其其蒸餾裝置有蒸餾裝置有手工蒸餾手工蒸餾（采

14、用噴燈加熱或電加熱）（采用噴燈加熱或電加熱）和和自動蒸餾自動蒸餾，但有爭議時，仲裁試驗應采用手，但有爭議時，仲裁試驗應采用手工蒸餾。工蒸餾。 測定時根據使用蒸餾儀器的不同，要求觀察測定時根據使用蒸餾儀器的不同，要求觀察記錄的回收體積分數（量筒內蒸餾所得冷凝液體記錄的回收體積分數（量筒內蒸餾所得冷凝液體占蒸餾油品的體積分數）和對應溫度計讀數（回占蒸餾油品的體積分數）和對應溫度計讀數（回收溫度）的精確度也不同，收溫度）的精確度也不同，手工蒸餾手工蒸餾要求精確至要求精確至0.5ml、0.5，自動蒸餾自動蒸餾要求精確至要求精確至0.1 ml、0.1。 恩氏蒸餾測定操作簡單、迅速，結果易恩氏蒸餾測定操作

15、簡單、迅速，結果易重合，對評定石油產品特別是評定重合，對評定石油產品特別是評定輕質油品輕質油品的的使用性質，控制產品質量和檢查操作條件使用性質，控制產品質量和檢查操作條件等都有著重要的實際意義。等都有著重要的實際意義。 實驗演示：實驗演示： 三、影響恩氏蒸餾測定的主要因素三、影響恩氏蒸餾測定的主要因素 （1）試樣及餾出物）試樣及餾出物量取溫度量取溫度的一致性的一致性 要求量取試樣、餾出物及殘留液體積時，要求量取試樣、餾出物及殘留液體積時，溫度要盡量保持一致，通常要求在溫度要盡量保持一致，通常要求在203下進行。下進行。 （2）冷凝溫度冷凝溫度的控制的控制 測定不同石油產品的餾程時，冷凝器內水測

16、定不同石油產品的餾程時，冷凝器內水溫控制要求不同。汽油：溫控制要求不同。汽油：0-5；含蠟液體：；含蠟液體：50-70？ （3）加熱速度和餾出速度的控制）加熱速度和餾出速度的控制 （兩個影響）（兩個影響） 標準中規(guī)定蒸餾標準中規(guī)定蒸餾汽油汽油時，從開始加熱到初餾時，從開始加熱到初餾點的時間為點的時間為510min； 航空汽油，航空汽油，78min； 噴氣燃料、煤油、車用柴油，噴氣燃料、煤油、車用柴油，015min； 重質燃料油或其他重質油料，重質燃料油或其他重質油料，1020min。 餾出速度應保持餾出速度應保持45ml/min（每（每10s約約2025滴）。當總餾出量達滴）。當總餾出量達90

17、ml時，需調整加時，需調整加熱速度，使熱速度，使35 min內達到干點，否則會影響干內達到干點，否則會影響干點測定的準確性。點測定的準確性。 （4）蒸餾損失量的控制）蒸餾損失量的控制 測定汽油時，量筒的口部要用棉花塞住，測定汽油時，量筒的口部要用棉花塞住，減少餾出物的揮發(fā)損失，使其充分冷凝，同時減少餾出物的揮發(fā)損失，使其充分冷凝，同時還能避免冷凝管上凝結的水落入量筒內。還能避免冷凝管上凝結的水落入量筒內。 （5）石棉墊的選擇）石棉墊的選擇 通常的考慮是，蒸餾終點的油品表面要高通常的考慮是，蒸餾終點的油品表面要高于加熱面。輕油大都要求測定終餾點，為防止于加熱面。輕油大都要求測定終餾點，為防止過熱

18、可選擇較小的石棉墊。過熱可選擇較小的石棉墊。sh/t0121-1992石油產品餾程測定技術條件石油產品餾程測定技術條件。 （6）試樣的脫水）試樣的脫水 測定前必須對含水試樣進行脫水處理，測定前必須對含水試樣進行脫水處理，并加入沸石，以保證試驗安全及測定結果并加入沸石，以保證試驗安全及測定結果的準確性。的準確性。 如何脫水？如何脫水？ 新煅燒并冷卻的食鹽或無水氯化鈣新煅燒并冷卻的食鹽或無水氯化鈣一、測定飽和蒸氣壓的意義一、測定飽和蒸氣壓的意義 1飽和蒸氣壓飽和蒸氣壓 在一定的溫度下，氣液兩相處于平衡狀在一定的溫度下，氣液兩相處于平衡狀態(tài)時的蒸氣壓力稱為態(tài)時的蒸氣壓力稱為飽和蒸氣壓飽和蒸氣壓，簡稱

19、，簡稱蒸氣蒸氣壓壓。 2影響飽和蒸氣壓的因素影響飽和蒸氣壓的因素 （1）溫度）溫度 溫度升高，油品的蒸氣壓增大，溫度降低，溫度升高，油品的蒸氣壓增大，溫度降低，油品的蒸氣壓減小油品的蒸氣壓減小。（相同物質，不同溫度）。（相同物質，不同溫度） （2）物質的種類和組成）物質的種類和組成 在一定溫度下，油品的餾分越輕，越容易在一定溫度下，油品的餾分越輕，越容易揮發(fā)，蒸氣壓越大揮發(fā)，蒸氣壓越大。（不同物質，相同溫度）。（不同物質，相同溫度） 3測定飽和蒸氣壓的意義測定飽和蒸氣壓的意義 （1）評定汽油氣化性）評定汽油氣化性 較高的蒸氣壓能保證汽油正常燃燒，較高的蒸氣壓能保證汽油正常燃燒，發(fā)動機啟動快，效

20、率高，油耗低。發(fā)動機啟動快，效率高，油耗低。 （2）判斷汽油在使用時有無形成阻的）判斷汽油在使用時有無形成阻的傾向。傾向。 汽油用于發(fā)動機燃料時，希望具有較汽油用于發(fā)動機燃料時，希望具有較高的蒸汽壓，但也并不是無止境的。高的蒸汽壓，但也并不是無止境的。 蒸氣壓過高蒸氣壓過高容易使汽油在輸油管路中容易使汽油在輸油管路中形成氣阻，使供油不足或中斷，造成發(fā)動形成氣阻，使供油不足或中斷，造成發(fā)動機功率降低，甚至停止運轉。機功率降低，甚至停止運轉。 蒸汽壓過低又會影響啟動性能。蒸汽壓過低又會影響啟動性能。 表表4-5： 隨著大氣溫度的升高，應控制汽隨著大氣溫度的升高，應控制汽油保持較低的蒸氣壓，才能保證

21、汽油發(fā)動機油保持較低的蒸氣壓，才能保證汽油發(fā)動機供油系統不發(fā)生氣阻。我國對車用汽油的蒸供油系統不發(fā)生氣阻。我國對車用汽油的蒸氣壓按季節(jié)規(guī)定了不同指標。氣壓按季節(jié)規(guī)定了不同指標。 （3）估計汽油貯存和運輸中的蒸發(fā)）估計汽油貯存和運輸中的蒸發(fā)損失損失 當貯存、灌注及運輸發(fā)動機燃料時，當貯存、灌注及運輸發(fā)動機燃料時，油品含輕組分越多，蒸氣壓越大，蒸氣油品含輕組分越多，蒸氣壓越大，蒸氣損失也越大，這不僅易造成油料損失，損失也越大，這不僅易造成油料損失，污染環(huán)境，而且還有發(fā)生火災的危險性。污染環(huán)境，而且還有發(fā)生火災的危險性。二、石油產品蒸氣壓測定方法概述二、石油產品蒸氣壓測定方法概述 gb/t 8017

22、1987石油產品蒸汽壓測石油產品蒸汽壓測定法（雷德法）定法（雷德法）標準方法的蒸氣壓測定標準方法的蒸氣壓測定裝置由蒸汽壓測定器、壓力計和水浴三部裝置由蒸汽壓測定器、壓力計和水浴三部分組成，測定器又分空氣室和汽油室，二分組成，測定器又分空氣室和汽油室，二者的體積比為（者的體積比為（3.84.2） 1。 測定適用范圍？測定適用范圍？圖圖4-10 雷德法蒸氣壓測定器（蒸氣壓彈）雷德法蒸氣壓測定器（蒸氣壓彈）三、影響測定的主要因素三、影響測定的主要因素 （1）壓力表的讀數及校正）壓力表的讀數及校正 在讀數時，必須保證壓力表處于垂直位置，在讀數時，必須保證壓力表處于垂直位置，要輕輕敲擊后再讀數。要輕輕敲

23、擊后再讀數。 （2）試樣的空氣飽和）試樣的空氣飽和 必須按規(guī)定劇烈搖蕩盛放試樣的容器，使必須按規(guī)定劇烈搖蕩盛放試樣的容器，使試樣與容器內的空氣達到飽和，所測得的最試樣與容器內的空氣達到飽和，所測得的最大蒸氣壓才是雷德蒸氣壓。大蒸氣壓才是雷德蒸氣壓。 （3）檢查泄露）檢查泄露 在試驗前和試驗中，應仔細檢查全部儀在試驗前和試驗中，應仔細檢查全部儀器是否有漏油和漏氣現象，任何時候發(fā)現有器是否有漏油和漏氣現象，任何時候發(fā)現有漏油漏氣現象則舍棄試樣，用新試樣重做試漏油漏氣現象則舍棄試樣，用新試樣重做試驗。驗。（4）取樣和試樣管理）取樣和試樣管理 取樣和試樣的管理應嚴格執(zhí)行標準中的取樣和試樣的管理應嚴格執(zhí)行標準中的規(guī)定，避免試樣蒸發(fā)損失和輕微的組成變化，規(guī)定，避免試樣蒸發(fā)損失和輕微