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第一章石油及其產(chǎn)品的性質(zhì)一、石油的一般性狀及化學組成

石油的外觀性質(zhì)

是碳氫化合物的復雜混合物,其外觀性質(zhì)主要表現(xiàn)在石油的顏色、密度、流動性、氣味上,表1—1列出了各類原油的主要外觀性質(zhì)。

性狀影響因素常規(guī)原油特殊原油我國原油顏色膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量越多,石油的顏色越深大部分石油是黑色,也有暗綠或暗褐色顯赤褐、淺黃色,甚至無色四川盆地:黃綠色玉門:黑褐色大慶:黑色相對密度膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量多,石油的相對密度就大一般在0.80~0.98之間個別高達1.02或低到0.71一般在0.85~0.95之間,屬于偏重的常規(guī)原油流動性常溫下石油中含蠟量少,其流動性好一般是流動或半流動狀的粘稠液體個別是固體或半固體蠟含量和凝固點偏高,流動性差氣味含硫量高,臭味較濃有程度不同的臭味含硫相對較少,氣味偏淡表1—1各類原油的主要外觀性質(zhì)表1-2我國幾種原油的主要物理性質(zhì)

原油名稱大慶勝利孤島遼河華北中原新疆吐哈魯寧管輸密度(20℃)g/cm30.85540.90050.94950.92040.88370.84660.81970.8937運動黏度(50℃)mm2/s20.1983.36333.7109.057.110.322.7237.8凝固點℃3028217(傾點)363316.526.0蠟含量(質(zhì)量,%)26.214.64.99.522.819.718.615.3庚烷瀝青質(zhì)(質(zhì)量,%)0<12.90<0.1000殘?zhí)?質(zhì)量,%)2.96.47.46.86.73.80.905.5灰分(質(zhì)量,%)0.00270.020.0960.010.0097—0.014—硫含量(質(zhì)量,%)0.100.802.090.240.310.520.030.80氮含量(質(zhì)量,%)0.160.410.430.400.380.170.050.29鎳含量μg/g3.126.021.132.515.03.30.5012.3釩含量μg/g0.041.62.00.60.72.40.031.5石油的元素組成

主要由碳、氫兩種元素以及硫、氮、氧以及一些微量金屬、非金屬元素組成,表1—4列出它們的元素組成的質(zhì)量分數(shù)。

表1—3國內(nèi)外部分原油的主要元素組成

元素組成原油名稱CHO*SN大慶原油85.7413.31—0.110.15勝利原油86.2812.20—0.800.41克拉瑪依原油86.113.30.280.040.25孤島原油84.2411.74—2.200.47前蘇聯(lián)杜依瑪茲原油83.912.30.742.670.33墨西哥原油84.211.40.803.6—伊朗原油85.412.80.741.06—印度尼西亞原油85.512.40.680.350.13*氧含量一般用差減法求得的近似值,僅供參考。

表1—4原油中元素組成的質(zhì)量分數(shù)

原油元素組成常規(guī)原油中元素含量*特殊原油我國原油主要元素(C、H)C:83%~87%H:11%~14%合計:96%~99%H/C原子比高,油品輕油收率高少量元素(S、N、O)S:

0.06%

0.8%N:0.02%

1.7%O:0.08%

1.82%合計:1%~4%委內(nèi)瑞拉(博斯坎)原油含硫量高達5.7%;阿爾及利亞原油含氮量高達2.2%含S量偏低,多數(shù)<1%含N量偏高,多數(shù)>0.3%微量金屬、非金屬元素(30余種)金屬元素和非金屬元素含量甚微,大約在10-6~10-9級大多數(shù)原油Ni多,V少*含量均為質(zhì)量分數(shù)

石油的烴類組成

1.烴類類型及分布規(guī)律

烴類類型結構特征分布規(guī)律烷烴正構烷烴(含量高)C1~C4:氣態(tài)C5~C15:液態(tài)C16以上為固態(tài)1.C1~C4是天然氣和煉廠氣的主要成分;2.C5~C10存在于汽油餾分(200℃)中;3.C11~C15存在于煤油餾分(200℃~300℃)中;4.C16以上的多以溶解狀態(tài)存在于石油中,當溫度降低,有結晶析出,這種固體烴類為蠟。異構烷烴(含量低,且?guī)в卸€或三個甲基的多)環(huán)烷烴(只有五元、六元環(huán))環(huán)戊烷系(五碳環(huán))單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)及多環(huán),并以并聯(lián)方式為主1.汽油餾分中主要是單環(huán)環(huán)烷烴(重汽油餾分中有少量的雙環(huán)環(huán)烷烴);2.煤油、柴油餾分中含有單環(huán)、雙環(huán)及三環(huán)環(huán)烷烴,且單環(huán)環(huán)烷烴具有更長的側(cè)鏈或更多的側(cè)鏈數(shù)目;3.高沸點餾分中則包括了單、雙、三環(huán)及多于三環(huán)的環(huán)烷烴。環(huán)己烷系(六碳環(huán))芳香烴單環(huán)芳烴烷基芳烴1.汽油餾分中主要含有單環(huán)芳烴;2.煤油、柴油及潤滑油餾分中不僅含有單環(huán)芳烴,還含有雙環(huán)及三環(huán)芳烴;3.高沸餾分及殘渣油中,除含有單環(huán)、雙環(huán)芳烴外,主要含有三環(huán)及多環(huán)芳烴雙環(huán)芳烴并聯(lián)多(萘系)、串聯(lián)少三環(huán)稠合芳烴菲系多于蒽系四環(huán)稠合芳烴蒎系等返回

廣義的天然氣是指埋藏在地層中自然形成的氣體。通常所稱的天然氣只指儲藏于地層深部的可燃氣體。天然氣可分為油田伴生氣和非伴生氣;非伴生氣包括純氣田氣和凝析氣田氣。凝析氣田氣采出后可分離為氣液兩相,液相稱凝析油(或稱天然汽油)天然氣的組成純氣田氣主要成分為甲烷,一般占90%以上,還含少量乙烷、丙烷、丁烷和氮氣、硫化氫、二氧化碳等,稱為干氣。凝析氣田氣仍以甲烷為主,而乙烷、丙烷、丁烷含量明顯增加,可達10%~20%,還可含有少量戊烷和己烷,一般可稱濕氣。部分天然氣中還含有He、Ar、H2等。干氣和濕氣的劃分標準:

100g液態(tài)烴/m3氣體天然氣在高壓、低溫下可與水形成類似雪或散冰的固體晶體(可燃冰)石油煉廠副產(chǎn)的氣態(tài)烴,主要來源于原油蒸餾、催化裂化、加氫裂化、催化重整等過程。主要成分為C4以下的烷烴、烯烴以及氫氣和少量的氮氣、二氧化碳等氣體。煉廠氣煉廠氣的組成因加工過程、操作條件及原料等不同而差別較大。返回(1)石蠟分子量300~450,C17~C35,相對密度0.86~0.94,熔點30~70℃。主要組成:正構烷烴為主,少量的異構烷烴、環(huán)烷烴,芳烴極少。按熔點的高低,可分為軟蠟(<45℃)、中等熔點蠟(45~50℃)和硬蠟(50~70℃)一般把常溫下為液態(tài)的正構烷烴稱為液體石蠟石油蠟——從石油中分離出來的固態(tài)烴類(2)微晶蠟分子量500~800,C30~C60,熔點70~95℃。主要組成:帶有正構或異構烷基側(cè)鏈的環(huán)狀烴,尤其是環(huán)烷烴;含少量的正構烷烴和異構烷烴。微晶蠟具有較好的延性、韌性和粘附性。返回2.烴類的性質(zhì)及用途

3

一般,烷烴的化學性質(zhì)很不活潑。

1

環(huán)烷烴的化學性質(zhì)與烷烴相近,但稍活潑。

芳香烴的化學性質(zhì)較烷烴稍活潑,可與一些物質(zhì)發(fā)生反應。

2

石油的非烴組成

含硫化合物

含氮化合物

含氧化合物

膠狀瀝青狀物質(zhì)

石油的非烴組成

大部分硫化物集中在重餾分和渣油中。由于硫?qū)τ谑图庸び绊憳O大,所以含硫量常作為評價原油及其產(chǎn)品的一項重要指標。

1.對管道腐蝕作用2.使油品某些使用性能變壞3.污染環(huán)境4.在二次加工過程中,催化劑中毒1原油按其含硫量可分為:含硫量<0.5%,低硫原油;

含硫量0.5%~2.0%,含硫原油;含硫量>2.0%,高硫原油我國的原油多屬低硫或含硫原油。世界原油總產(chǎn)量的~75%為含硫原油和高硫原油。2存在形態(tài)硫化氫、硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩類3分類酸性含硫化合物:H2S、RSH中性含硫化合物:RSR’、RSSR’熱穩(wěn)定性較高的含硫化合物:噻吩、四氫噻吩

石油的非烴組成

密度大,膠質(zhì)多、含硫量高的石油,一般其含氮量也高。大部分氮化物以膠狀、瀝青狀物質(zhì)存在于渣油中。儲存時間稍久,使油品顏色變深,氣味發(fā)臭;使催化劑中毒存在形態(tài)1堿性氮化合物:吡啶、喹啉、胺等2中性氮化合物:吡咯、吲哚、咔唑石油的非烴組成

石油中的含氧化合物大部分集中在膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中。

1含氧化合物的危害腐蝕設備影響油品質(zhì)量:安定性差,易氧化生膠2存在形態(tài)酸性含氧化合物:環(huán)烷酸、芳香酸、脂肪酸、酚

石油中的酸性含氧化合物總稱石油酸中性含氧化合物:醇、酮、醛、酯、醚中性含氧化合物含量較少石油的非烴組成

石油中的非烴化合物,大部分以膠狀瀝青狀物質(zhì)(即膠質(zhì)瀝青質(zhì))存在,含量相當可觀,絕大部分存在于石油的減壓渣油中。

原油中結構最復雜的,分子量最大的,含C、H、S、N、O及其它元素的,結構未明的物質(zhì)。目前善無統(tǒng)一的分析方法和明確的定義。

瀝青質(zhì):指不溶于低分子(C5~C7)正構烷烴,但能溶于熱苯的物質(zhì);

可溶質(zhì):指既能溶于熱苯,又能溶于低分子(C5~C7)正構烷烴的物質(zhì)。含飽和酚、芳香酚和膠質(zhì)膠狀瀝青狀物質(zhì)

膠質(zhì)是一種很黏稠的流動性很差的液體或半固體狀態(tài)的膠狀物,顏色為黃色至暗褐色。受熱熔融,相對密度~1.0,分子量大約800~3000。

膠質(zhì)具有很強的著色能力,50PPM的膠質(zhì)就可使無色汽油變?yōu)椴蔹S色。

膠質(zhì)能溶于石油醚、苯、乙醚及石油餾分膠質(zhì)含量隨沸點升高而增多,渣油中含量最大膠質(zhì)易氧化縮合為瀝青質(zhì),受熱易裂解既縮合瀝青質(zhì)是一種深褐色至黑色的、無定型脆性固體。相對密度略大于1.0,分子量大約3000~10000。加熱不熔,300℃以上時會分解和縮合。

瀝青質(zhì)能溶于二硫化碳、苯、四氯化碳中,但不溶于石油醚

瀝青質(zhì)無揮發(fā)性,全部集中在渣油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的存在使渣油形成一種穩(wěn)定的膠體分散系統(tǒng)。膠質(zhì)和瀝青質(zhì)都與濃硫酸作用,產(chǎn)物溶于硫酸

石油的餾分組成

(或分餾)就是根據(jù)各組分沸點的不同,用蒸餾的方法把石油“分割”成幾個部分,這每一部分稱為餾分。從原油直接分餾得到的餾分稱為直餾餾分,其產(chǎn)品稱為直餾產(chǎn)品。

沸點<200℃的餾分稱汽油餾分或低沸餾分。

200~350℃的餾分稱煤、柴油餾分或中間餾分。

350~500℃的餾分稱減壓餾分或高沸餾分。

大于500℃的餾分為渣油餾分。

二、石油及其產(chǎn)品的物理性質(zhì)

1蒸發(fā)性能

在一定溫度下,液體與其液面上方蒸汽呈平衡狀態(tài)時,該蒸汽所產(chǎn)生的壓力稱為飽和蒸汽壓,簡稱蒸汽壓。蒸汽壓愈高,說明液體愈容易氣化。

純物質(zhì)在一定外壓下,當加熱到某一溫度時,其飽和蒸汽壓等于外界壓力,此液體就會沸騰,此溫度稱為沸點。沸程(餾程)純化合物在一定的外壓下有固定的沸點?;旌衔餂]有固定的沸點,只有一個溫度范圍。餾程測定:ASTM蒸餾(或稱恩氏蒸餾)恩氏蒸餾裝置初溜點:恩氏蒸餾中流出第一滴冷凝液時的氣相溫度。終溜點:恩氏蒸餾過程所達到的最高氣相溫度(干點:恩氏蒸餾過程中最后一個液滴汽化時的氣相溫度)餾程:初溜點到終餾點這一溫度范圍稱為油品的餾程汽油:40~200℃;燈用煤油:180~300℃

輕柴油:200~350℃;噴氣燃料:130~240℃

潤滑油:350~520℃;重質(zhì)燃料油>520℃餾分組成:油品恩氏蒸餾溜出溫度與溜出量之間的關系。(恩氏蒸餾曲線)恩氏蒸餾曲線斜率S平均沸點

油品的平均沸點計算可由下面的圖求定,也可以由關聯(lián)式計算得到2油品的密度和相對密度(2)相對密度:油品的密度與規(guī)定溫度下水的密度之比稱為油品的相對密度,用d表示。我國常用的相對密度為d420(即20℃時油品的密度與4℃時水的密度之比);歐美各國常用的為d15.615.6

。也常用比重指數(shù)表示液體的相對密度,即API度

(1)密度:單位體積的物質(zhì)具有的質(zhì)量

ρ=m/V(單位g/cm3,kg/m3)我國國家標準GB/T1884—83規(guī)定,20℃時密度為石油和液體石油產(chǎn)品的標準密度,以P20表示。其它溫度下測得的密度用Pt表示。相對密度值增大則比重指數(shù)值下降。換算可用表查得(3)液體油品相對密度與溫度和壓力的關系溫度升高油品體積增大,質(zhì)量不變,密度減小不同溫度下油品相對密度換算:r——相對密度平均溫度校正系數(shù),從表可以查得。t——油品的溫度,℃上式只適用于t=0~50℃的溫度范圍,高溫下的相對密度可以用圖換算壓力對油品相對密度的影響較小,只有壓力較高時才校正。(4)油品的密度和組成的關系油品相對密度與烴類分子大小及化學結構有關原油的各個餾分,隨著沸點上升,分子量增大,密度也增大同碳數(shù)各種烴類的密度:芳烴>環(huán)烷烴>烷烴油品相對密度d15.615.6API°原油汽油煤油柴油0.65~1.060.70~0.770.75~0.830.82~0.8786~270~5057~3941~43(5)混合油品密度一般可按加和性公式計算:(6)油品密度的測定:密度計法韋氏天平法密度瓶法式中:T—烴類的沸點、石油或石油餾分的立方平均沸點或中平均沸點,K。

3特性因數(shù)K概念:特性因素是把油品的平均沸點和相對密度關聯(lián)起來,說明油品化學組成特性的一個復合數(shù)定義式:烷烴K=12~13;環(huán)烷烴K=11~12;芳烴K=9.7~11特性因素K的求定:用定義式或查圖汽油的平均分子量約為100~120。

煤油為180~200。

輕柴油為2l0~240。

低黏度潤滑油為300~360。

高黏度潤滑油為370~500。

4平均分子量

數(shù)均分子量:體系中各種分子的摩爾分率與其分子量的乘積的總和。表達式:Mn=∑niMi重均分子量:體系中各種分子的質(zhì)量分率與其分子量的乘積的總和。表達式:Mw=∑wiMi常用的是數(shù)均分子量5流動性能

黏度是表示液體流動時分子間摩擦而產(chǎn)生阻力的大小。

黏度

黏度的表示方法

動力黏度。

運動黏度。

恩氏黏度。

1動力粘度η(/μ)

兩液體層相距1cm,其面積各為1cm2,相對移動速度為1cm/s,這時產(chǎn)生的阻力稱為動力粘度,即流體的內(nèi)摩察系數(shù)。單位:1Pa.s=100P(泊)=1000cP2運動粘度v定義:流體的動力粘度與同溫同壓下該流體的密度之比。單位:1cm2/s(斯)=100mm2/s(厘斯,cSt)3條件粘度恩氏粘度:在某溫度下,在恩氏粘度計中流出200ml油品所需的時間和20℃流出同體積蒸餾水所需時間之比,以0E表示雷氏粘度:50ml油品從雷氏粘度計流出的時間,以S表示賽氏粘度:60ml油品從賽氏粘度計中流出的時間,以S表示4粘度與化學組成的關系膠質(zhì)>芳烴>環(huán)烷烴>烷烴(K減小則Vt增大)分子結構中環(huán)數(shù)多則粘度大分子結構中的環(huán)數(shù)相同時而側(cè)鏈長的粘度大5粘溫特性油品粘度隨溫度變化的性質(zhì)稱為粘溫特性油品粘溫特性表示方法:粘度比:V50/V100,粘度比越小,油品粘度隨溫度變化越小,粘溫性質(zhì)越好粘度指數(shù):VI,油品粘度隨溫度變化越小,粘度指數(shù)越高,粘溫性越好,它的求定可以查表6低溫流動性能低溫流動性能是石油產(chǎn)品特別是潤滑油和柴油的重要指標評定油品低溫流動性的指標:濁點結晶點傾點冷濾點1油品失去流動性的原因粘溫凝固:

對于含蠟很少或不含蠟的油品,隨著溫度降低,油品黏度迅速增大,當黏度增大到某一程度,油品就變成無定形的粘稠狀物質(zhì)而失去流動性。構造凝固:

對含蠟油品而言,油品中的固體蠟當溫度適當時可溶解于油中,隨著溫度的降低,油中的蠟就會逐漸結晶出來,當溫度進一步下降時,結晶大量析出,并連結成網(wǎng)狀結構的結晶骨架,蠟的結晶骨架把此溫度下還處于液態(tài)的油品包在其中,使整個油品失去流動性。

注意:所謂凝固只是失去流動性,并未凝固為固體1評定油品低溫流動性的指標濁點:試油在規(guī)定條件下冷卻,開始呈現(xiàn)渾濁時的最高溫度稱為濁點。(清晰的石油產(chǎn)品由于蠟結晶的出現(xiàn)而呈霧狀或渾濁時的溫度)結晶點:油品到濁點后繼續(xù)冷卻,出現(xiàn)肉眼觀察到結晶的最高溫度稱為結晶點。(肉眼看見蠟結晶)凝點:試樣在規(guī)定條件下冷至停止移動時的最高溫度

(油品失去流動性的最高溫度稱為凝點)傾點:在規(guī)定條件下被冷卻的試樣能流動的最低溫度冷濾點:在規(guī)定條件下20ml試樣開始不能通過過濾器是的最高溫度冰點:油品被冷卻時所形成的蠟結晶消失一瞬間的溫度6燃燒性能

1爆炸及爆炸極限物質(zhì)從一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài),并在瞬間發(fā)出大量能量,同時產(chǎn)生巨大聲響的現(xiàn)象稱為爆炸。爆炸也可視為氣體或蒸汽在瞬間劇烈膨脹的現(xiàn)象爆炸極限是指可燃氣體、蒸汽或粉塵和空氣的混合物能發(fā)生爆炸的濃度范圍。發(fā)生爆炸的基本條件是爆炸混合物的濃度范圍。發(fā)生爆炸的最低濃度和最高濃度分別叫做爆炸下限和上限

閃點:在規(guī)定條件下,加熱油品所逸出的蒸汽和空氣組成的混合物與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火時的最低溫度。

燃點:在規(guī)定條件下,當火焰靠近油品表面的油氣和空氣混合物時,即著火并持續(xù)燃燒至規(guī)定時間所需的最低溫度。

自燃:油品因劇烈的氧化而產(chǎn)生火焰自行燃燒。

自燃點:發(fā)生自燃的最低溫度。

閃點和燃點與烴類的蒸發(fā)性能有關,而自燃點卻與其氧化性能有關。

返回閃點測定示意圖閉口閃點:用規(guī)定的閉口閃點測定器所測得的閃點,以℃表示。主要是輕質(zhì)油品測定。開口閃點:用規(guī)定的開口杯閃點測定器所測得的閃點,以℃表示。主要是重質(zhì)油和潤滑油測定常見油品的閃點:汽油小于30℃煤油28~60℃柴油45~120℃潤滑油大于130℃返回輕組分:分子小,沸點低,易蒸發(fā),閃點和燃點低;——難氧化,自然點高重組分:分子大,沸點高,不易蒸發(fā),閃點和燃點高;——易氧化,自然點低7油品的熱性質(zhì)

比熱

單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升高1℃(或K)所需要的熱量稱為比熱,kJ/(kg·K)或kJ/(kg·℃)。

氣化潛熱

在常壓沸點下,單位質(zhì)量的物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)所需要的熱量稱為氣化潛熱,單位是kJ/kg。

人為地規(guī)定某個狀態(tài)下的焓值為零,該狀態(tài)稱為基準狀態(tài)。物質(zhì)基準狀態(tài)變化到指定狀態(tài)時發(fā)生的焓變作為物質(zhì)在該狀態(tài)下的焓值,單位是kJ/kg。燃燒熱

單位質(zhì)量燃料完全燃燒所發(fā)出的熱量稱為燃燒熱或熱值,單位為J/kg。

8油品的其它物理性質(zhì)

折射率(折光率)

含硫量

膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和蠟含量

殘?zhí)恐?/p>

折射率:真空中光的速度和物質(zhì)中光的速度之比,以n表示。烴類的折射率:芳烴>環(huán)烷烴、烯烴>烷烴常用nD20:20℃,常壓下鈉的D線的折射率(對環(huán)烷烴和芳烴,分子中環(huán)數(shù)愈多則折射率越高)殘?zhí)抠|(zhì):在規(guī)定的條件下,用特定的儀器,不同空氣的條件下,油品加熱至高溫,油品中烴類發(fā)生蒸發(fā)和分解形成焦炭,此焦炭占試驗用油的質(zhì)量分數(shù)稱為殘?zhí)恐涤猛荆焊鶕?jù)石油的殘?zhí)磕軌蚍从碁r青質(zhì)、膠質(zhì)和芳烴的含量,對加工方案有一定參考意義一、石油產(chǎn)品的分類

GB498《石油產(chǎn)品及潤滑劑的總分類》

類別類別含義類別類別含義FSL燃料溶劑和化工產(chǎn)品潤滑劑和有關產(chǎn)品WBC蠟瀝青焦燃料

潤滑劑

石油瀝青

石油蠟

石油焦

溶劑和化工原料

表2.1石油燃料的分組表2.2餾分燃料的分類和使用范圍二、石油燃料的使用要求

1汽油機和柴油機的工作過程均為:

進氣

壓縮

燃燒膨脹作功

排氣

汽油機稱為點燃式發(fā)動機。

柴油機則叫做壓燃式發(fā)動機。沖程壓縮比:ε=V2/V1壓縮比對發(fā)動機功率和能耗的影響:2汽油機對燃料的使用要求:

蒸發(fā)性:在所有工況下,具有足夠的揮發(fā)性以形成可燃混合氣??贡裕喝紵椒€(wěn),不產(chǎn)生爆震燃燒現(xiàn)象安定性:存儲安定性好,生產(chǎn)膠質(zhì)的傾向小腐蝕性:對發(fā)動機沒有腐蝕作用潔凈性:排出的污染物少3車用汽油的使用性能要求:

一汽油的蒸發(fā)性

噴油霧化

汽化

擴散混合

燃燒

使用意義:若蒸發(fā)性太差,不能完全汽化,起動及加速困難,燃燒不完全,汽油機功率下降,耗油率增加若蒸發(fā)性過強,則易在輸油管中氣化而造成氣阻,供油不足甚至中斷評價指標:餾程、蒸汽壓1餾程10%溜出溫度指標含義:反映汽油中輕組分的多少使用意義:用來保證具有良好的啟動性發(fā)動機易于啟動的最低大氣溫度關系:汽油的t10%與開始產(chǎn)生氣阻溫度的關系:我國車用汽油t10%不大于70℃50%溜出溫度指標含義:反映汽油的平均氣化率使用意義:用來保證汽車的發(fā)動機加速性能、最大功率及爬坡能力我國車用汽油t50%不大于120℃90%溜出溫度和終溜點指標含義:t

90%反映汽油中重組分含量多少,終溜點反映汽油中最重組分的程度使用意義:用來控制汽油的蒸發(fā)完全性及燃燒完全性表2.3汽油干點與發(fā)動機活塞磨損及汽油消耗量的關系我國車用汽油t90%不大于190℃,終溜點不大于205℃二汽油的抗爆性爆震:汽油在發(fā)動機中燃燒不正常時,會出現(xiàn)機身強烈震動的情況,并發(fā)出金屬敲擊聲,同時發(fā)動機功率下降,排氣管冒黑煙,嚴重時導致機件損壞的現(xiàn)象,稱爆震燃燒,也叫敲缸。1汽油機的爆震燃燒正常燃燒:從著火點四周傳播異常燃燒:火焰未到先燃,形成多個燃燒中心,大量能量瞬間釋放出來,壓力突然增多,造成爆震燃燒圖爆震原因:與發(fā)動機的結構和工作條件有關壓縮比與汽油質(zhì)量部相適應,壓縮比太大,壓力和溫度必然過高,形成很多過氧化物。與燃料質(zhì)量有關燃料易氧化,過氧化物不易分解,自然點低2汽油抗爆性能的評定指標抗爆性:汽油在發(fā)動機內(nèi)燃燒時防止產(chǎn)生爆震的能力汽油的抗爆性指標:用汽油的辛烷值表示,辛烷值越高,抗爆性越好規(guī)定:異辛烷為100,正庚烷為0車用汽油辛烷值的表示方法:馬達法辛烷值(MON):表示車用汽油在發(fā)動機重負荷條件下高速運轉(zhuǎn)時的抗爆性研究法辛烷值(RON):表示車用汽油在發(fā)動機常有加速條件下低速運轉(zhuǎn)時的抗爆性

我國車用汽油牌號用研究辛烷值高低劃分辛烷值大小:芳烴>異構烯烴>異構烷烴>環(huán)烷烴>正構烯烴>正構烷烴異構烴:分支越多,RON越高汽油的理想組分:異構烷烴3提高辛烷值的方法加入抗爆劑,最常用的是四乙基鉛,即含鉛汽油,但由于有劇毒,目前以停止使用調(diào)入其它的高辛烷值組分,如含氧有機化合物醚類和醇類改變汽油的化學組成:催化裂化、催化重整、異構化等加工過程三汽油的安定性安定性:在正常的儲存或使用條件下,石油產(chǎn)品其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力氧化安定性:石油產(chǎn)品抵抗大氣(或氧氣)的作用而保持其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力安定性指標的使用意義:

要求汽油生產(chǎn)膠質(zhì)的傾向要小1汽油的化學組成與其安定性的關系(內(nèi)因)烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的安定性好。不安定組分:不飽和烴:二烯烴>環(huán)烯烴>鏈烯烴非烴化合物:含硫化合物,含氧化合物2外界條件對汽油安定性的影響(外因):主要有溫度、光照、與空氣接觸等3抗氧化安定性評定指標:誘導期:在規(guī)定的加速氧化條件下,油品處于穩(wěn)定狀態(tài)所經(jīng)歷的時間周期,一分鐘表示使用意義:誘導期表示汽油在儲存期間產(chǎn)生氧化和形成膠質(zhì)的傾向。

我國車用汽油的誘導期不小于480分鐘實際膠質(zhì):在規(guī)定的條件下測得的發(fā)動機燃料的蒸發(fā)殘留物,以mg/100ml表示使用意義:實際膠質(zhì)用來說明燃料在使用過程中在進氣管擴進氣閥上能產(chǎn)生沉積物的傾向。

我國車用汽油的實際膠質(zhì)不大于5mg/100ml四腐蝕性要求汽油對發(fā)動機零件沒有腐蝕作用。腐蝕試驗:在規(guī)定的條件下測試油品對金屬的腐蝕作用的試驗。銅片試驗:在規(guī)定的條件下測試油品對于銅的腐蝕傾向的試驗博士試驗:在升華硫作用下,用亞鉛酸鈉與輕質(zhì)石油產(chǎn)品作用以檢查油中硫醇和硫化氫的試驗3汽油產(chǎn)品的品種和牌號

按用途分車用汽油和航空汽油車用汽油的商品牌號按RON劃分:車用無鉛汽油分:90#、93#、95#、97#牌號表2.3車用無鉛汽油規(guī)格質(zhì)量標準車用汽油的發(fā)展方向:高辛烷值低硫乃至無硫低芳烴低烯烴低蒸汽壓4醇類汽油機燃料

醇類:以甲醇和乙醇為主優(yōu)點:可從天然氣、煤和植物轉(zhuǎn)化而得,辛烷值高,甲醇RON/MON為114/95,乙醇為111/94,而其調(diào)和辛烷值更高。使用后排污少,其動力性能接近汽油缺點:發(fā)熱值遠小于汽油;沸點低,易產(chǎn)生氣阻;冬季冷啟動困難;醇類對金屬有一定腐蝕性,對橡膠和塑料部件有不良影響。5柴油

1893年,德國慕尼黑大學,狄賽爾教授發(fā)明的壓燃式發(fā)動機柴油用于壓燃式發(fā)動機輕柴油用于高速柴油機,>1000轉(zhuǎn)/分重柴油用于中低速柴油機,<1000轉(zhuǎn)/分一工作過程(進氣,壓縮,燃燒膨脹,排氣)二柴油機的特點柴油機的壓縮比高(ε=13~24)柴油機壓縮的是空氣,壓縮比設計不受燃料油性質(zhì)的影響,可比汽油機高出許多起燃方式:自然柴油機氣缸內(nèi)柴油燃燒不須點火,靠壓縮自然熱效率高柴油機省油,耗油率比汽油機低30~70%柴油發(fā)動機重量大三柴油機燃料的使用要求具有良好的霧化性能、蒸發(fā)性能和燃燒性能具有良好的燃料供給性能對機件沒有腐蝕和磨損作用良好的儲存安定性和熱安定性四柴油的燃燒性能燃燒的整個過程約需0.002~0.08秒噴油的時間0.002~0.003秒霧粒直徑0.002~0.005mm

在0.005~0.002秒內(nèi)霧粒蒸發(fā)完全1柴油機燃料的燃燒過程滯燃期:指從噴油開始到混合氣體開始著火之間的一段時間。又稱著火后期,發(fā)火延遲期或緩燃期。柴油的自然點越低,則其發(fā)火性能越好,滯燃期越短急燃期:指發(fā)動機中柴油開始燃燒直至氣缸中壓力不再急劇升高為止的時間。主燃期:指氣缸中壓力不再急劇升高時起,到壓力開始迅速下降時為止的這一段時間,是柴油機中燃燒過程的主要階段(50~60%)后燃期:指壓力迅速下降到燃燒結束為止,是燃燒的最后階段2

柴油機的爆震現(xiàn)象原因:燃料不易氧化,過氧化物不足,自然點過高,致使滯燃期過長,燃料積存量過多,燃燒時大量能聊瞬間釋放出來,壓力突增,產(chǎn)生爆震。注意:滯燃期太短也是不好2

柴油抗爆性能的評定指標—CN柴油的抗爆性能有柴油的十六烷值表示十六烷值:代表柴油在發(fā)動機中抗爆性能的一個約定量十六烷值測定與辛烷值測定類似十六烷與α-甲基萘組成標準燃料十六烷值測定機正十六烷:抗爆性能很好,CN=100α-甲基萘:抗爆性能很差,CN=03

柴油十六烷值與其化學組成關系柴油十六烷值與其化學組成和餾分組成有關:十六烷值:正構烷烴>異構烷烴烷烴>烯烴>環(huán)烷烴>芳烴柴油的理想組成:烷烴,環(huán)烷烴高速柴油機:CN=45~60(一般45~50)中速柴油機:CN=40~45高速柴油機:CN=35~40注意:CN>65,由于滯燃期太短,燃料沒有空氣均勻混合即著火燃燒,柴油還沒有燃燒完全就被排出,功率反而下降四柴油的蒸發(fā)性能1柴油的蒸發(fā)性能對柴油機工作的影響柴油噴入燃料室后,可燃混合氣的形成于燃燒室內(nèi)的溫度、壓力、燃料的霧化程度、蒸發(fā)速度有關。餾分過輕過重都不好:

餾分過輕:蒸發(fā)速度太快使氣缸壓力急劇上升,柴油機工作不穩(wěn)定;餾分過輕,不易氧化,自然點高

餾分過重:蒸發(fā)過慢使燃燒不完全,導致功率下降、油耗增大;餾分過重,太易氧化,自然點低2評定柴油蒸發(fā)性能的指標:柴油的蒸發(fā)性能有餾程和碳殘表示餾程50

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