第二组 石油产品.docx

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第二组石油产品

第三章石油产品

石油产品的分类

石油产品的分类：

燃料、溶剂和化工燃料、润滑剂、蜡、沥青、焦

石油燃料占石油产品总量的90%以上，其中以汽油、柴油等发动机燃料为主。

石油燃料的分组：

气体燃料、液化气燃料、馏分燃料、残渣燃料。

汽油

一、汽油机的工作过程即对燃料的使用要求

1.汽油机的工作过程

进气─→压缩─→燃烧膨胀─→排气

2.汽油机对燃料的使用要求

1）蒸发性：

在所有工况下，具有足够的挥发性以形成可燃混合气。

2）抗爆性：

燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象。

3）安定性：

储存安定性好，生成胶质的倾向小。

4）腐蚀性：

对发动机没有腐蚀作用。

5）洁净性：

排出的污染物少。

二、车用汽油的性能使用要求

过程：

喷油雾化→汽化→扩散混合→燃烧使用意义：

1、若蒸发性太差，不能完全汽化，起动及加速困难，燃烧不完全，汽油机功率下降，耗油率增加。

2、若蒸发性过强，则易在输油管中气化而造成气阻，供油不足甚至中断。

一）汽油的蒸发性

评价指标：

馏程、蒸气压1.馏程

10%馏出温度

指标含义：

反映了汽油中轻组分的多少。

使用意义：

用来保证具有良好的启动性

50%馏出温度

指标含义：

t50%的大小反映汽油的平均汽化性。

使用意义：

用来保证汽车的发动机加速性能、最大功率及爬坡能力。

90%馏出温度

指标含义：

t90%反映了汽油中重组分含量的多少，终馏点（干点）反映了汽油中最重组分的程度。

使用意义：

用来控制汽油的蒸发完全性及燃烧完全性。

2.蒸气压

指标含义：

蒸气压的大小表明汽油蒸发性的高低。

使用意义：

控制汽油在使用中不易产生气阻。

二）汽油的抗爆性

爆震：

汽油在发动机中燃烧不正常时，会出现机身强烈震动的情况，并发出金属敲击声，同时发动机功率下降，排气管冒黑烟，严重时导致机件损坏的现象，称爆震燃烧，也叫敲缸。

爆震原因

1）与发动机的结构和工作条件有关压缩比与汽油质量不相适应，压缩比太大，压力和温度必然过高，形成很多过氧化物。

2）与燃料质量有关燃料易氧化，过氧化物不易分解，自燃点低

2、汽油抗爆性能的评定指标

抗爆性：

汽油在发动机内燃烧时防止产生爆震的能力。

汽油的抗爆性指标：

用汽油的辛烷值表示，辛烷值越高，抗爆性越好。

3、汽油机压缩比与爆震燃烧的关系

1）压缩比提高，应选用抗爆性更好的汽油。

2）压缩比提高，可提高发动机的功率，节省燃料，降低油耗。

（3）汽油的安定性

慨念：

汽油在常温和液相条件的抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性，简称安定性。

评定汽油安定性的两个指标：

1、实际胶质----汽油在储存和使用过程中形成的粘稠不易挥发的褐色胶质物质称为胶质。

2、诱导期----诱导期是指在规定的加速氧化条件下，油品处于稳定状态所经历的时间，以min表示

影响汽油安定性的因素：

1、与其化学组成有关（首要原因），汽油中烷烃，环烷烃，芳烃不易氧化，不饱和烃易氧化生成胶质，其生成胶质倾向链烯烃<环烯烃<二烯烃。

2、外界条件，如温度，金属表面的作用以及与空气接触面积大小。

温度升高汽油的氧化速度加快诱导期变短生成胶质的倾向大。

油品的不安定倾向基本遵循自由基反应机理

改善汽油安定性的方法：

一方面可以采取适当的方法加以精制，以除去其中的不饱和烃和非烃化合物。

另一方面可以加入适量的抗氧剂和金属钝化剂。

（4）汽油的腐蚀性

1、硫以及含硫化合物：

燃烧后生成产物对金属腐蚀。

2、有机酸：

油品中有机酸含量较少，无水分和温度低时对金属物腐蚀作用，当含有水分时，就会严重腐蚀金属。

3、运输和生产过程中混入的水溶性酸或碱

3、清洁汽油

车用汽油在燃烧时排放的有害气体、颗粒物和冷凝物大三物质，对环境人体有一定危害。

减少汽油中尾气的有害物质，最关键是严格控制汽油中硫、烯烃、芳烃、苯的含量，尤其是减少硫和烯烃的含量

柴油

柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。

柴油机压缩的是空气，压缩比设计不受燃料油性质的影响，可比汽油机高出许多

①柴油机的压缩比高（ε=16～21）？

汽油机压缩比6.2～10

柴油机压缩比16.5～20（可达24）

②起燃方式：

自燃

柴油机气缸内柴油燃烧不须点火，靠压缩自燃

③热效率高

柴油机省油，50～200克/马力·时，汽油机耗油200～260克/马力·时。

耗油率比汽油机低30～70％。

④柴油发动机重量大

柴油机单位马力金属重量大5～15Kg/马力。

3、柴油机燃料的使用要求

1）具有良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能。

2）具有良好的燃料供给性能。

3）对机件没有腐蚀和磨损作用。

4）良好的储存安定性和热安定性。

1、柴油机内燃料的燃烧过程

1）滞燃期：

指从喷油开始到混合气开始着火之间的一段时间。

又称着火落后期，发火延迟期或缓燃期。

2、物理延迟和化学延迟

3、柴油的自燃点越低，则其发火性能越好，滞燃期越短。

2）急燃期：

指发动机中柴油开始燃烧直至气缸中压力不再急剧升高为止的时间。

3）缓燃期（主燃期）：

指气缸中压力不再急剧升高时起，到压力开始迅速下降时为止的这一段时间，是柴油机中燃烧过程的主要阶段。

（50～60%）

4）后燃期：

指从压力迅速下降到燃烧结束为止，是燃烧的最后阶段。

柴油机的爆震现象

燃料不易氧化，过氧化物不足，自燃点过高，致使着火落后期过长，燃料积存量过多，燃烧时大量能量瞬间释放出来，压力突增，产生爆震。

注意：

着火落后期太短也不好

柴油的抗爆性（发火性能）用柴油的十六烷值表示

柴油的蒸发性

1、柴油的蒸发性对柴油机工作的影响

柴油喷入燃烧室后，可燃混合气的形成与燃烧室内的温度、压力、燃料的雾化程度、蒸发速度有关。

馏分过轻过重都不好：

1）馏分过轻：

蒸发太快使气缸压力急剧上升，柴油机工作不稳定；馏分过轻，不易氧化，自燃点高。

2）馏分过重：

蒸发过慢使燃烧不完全，导致功率下降、油耗增大；馏分过重，太易氧化，自燃点低。

我国轻柴油的馏程一般在180～380℃内。

评定柴油蒸发性的指标

（1）馏程

（2）闪点

4、柴油的流动性

1、粘度

2、低温流动性

1）凝点

柴油凝点与烃类组成有关。

烷烃特别是正构烷烃的凝点最高，环状烷的凝点比相同碳数的正构烷烃低。

柴油牌号以凝点高低来划分。

2）冷滤点

用冷滤点作为柴油的最低使用温度。

5、柴油的安定性、腐蚀性和洁净度

1、腐蚀性2、安定性3、洁净度

航空煤油

喷气燃料用于喷气式飞机发动机。

1.喷气式发动机的结构：

进气道、空气压缩器、燃烧室、涡轮、尾喷管

2.喷气发动机特点

喷气发动机燃料燃烧是连续的：

燃料连续喷入燃烧室，雾化、蒸发、形成可燃性混合气、燃烧，整个过程连续进行。

活塞式发动机燃料供应、燃烧是周期性的。

3.燃料要求

（1）具有良好的燃烧性能（连续、稳定、迅速、完全）

（2）具有适当的蒸发性

（3）较高的热值和密度

（4）良好的安定性

（5）良好的低温性

（6）无腐蚀性

（7）良好的洁净性

（8）较小的起电性

（9）具有适当的润滑作用

航煤的最理想组分：

环烷烃

具有较高的重量热值和体积热值，燃速快，不易积炭，安定性好，润滑性能好，结晶点低。

良好的航煤组分：

高度分支的异构烷烃

正构烷烃结晶点高；芳烃密度大、热值小，燃速慢，易生炭，安定性不好，吸水性大。

正构烷烃和芳烃都不是航煤的良好组分，应加以限制。

喷气燃料的燃烧性能

（1）热值和密度

烃类的密度：

芳烃>环烷烃>烷烃

烃类的热值：

重量热值：

烷烃>环烷烃>芳烃

体积热值：

烷烃<环烷烃<芳烃

重量热值越大，耗油率越低；密度越大，飞机储备的热量越多，航程也越远。

（2）燃烧性能

①燃速要快，否则燃烧不连续造成熄火；

②火焰短，否则会使火焰进入涡轮烧坏叶片；

③燃烧要完全，否则热效率下降，炭粒进入涡轮使叶片过热变形。

烟点：

无烟火焰高度是在规定条件下，用特制的灯测定燃料火焰在不冒烟时的最大高度，单位mm。

燃料含芳烃量越多无烟火焰高度越小。

辉光值

燃料燃烧时火焰辐射强度用辉光值表示。

辉光值：

在固定火焰辐射强度下，喷气燃料火焰温度的相对约定值。

烷烃燃烧不易生成炭粒，芳烃燃烧易生成炭粒。

令异辛烷的辉光值为100，四氢萘的辉光值为0。

喷气燃料辉光值是在规定条件下异辛烷与四氢萘进行比较所得的相对值。

辉光值越高表示燃烧燃烧性能越好，燃烧越完全。

低温性能

使用意义：

关系到泵送、过滤的情况

评价指标：

结晶点、冰点

影响因素：

烃类：

环烷烃好

含水量：

芳烃的吸水性好，应限制其含量。

腐蚀性

不良成分：

含硫化合物、含氧化合物、水分

特别指标：

银片腐蚀

润滑油及润滑脂

润滑油的作用

（1）润滑作用

（2）冷却作用（3）洗涤作用（4）密封作用（5）防锈作用（6）卸荷作用（7）缓冲与防震作用（8）传递动力作用

（9）绝缘作用（10）导热作用

润滑油的理想组分：

少环长侧链（少分支）的环状烃，尤其是环烷烃。

润滑油按其使用场合可分类如下：

（1）内燃机润滑油

（2）齿轮油

（3）液压油和液力传动油

（4）工业设备用油

内燃机油分类及技术指标

1、内燃机油质量分类（GB/T7631.3-1995）

（1）汽油机油

分为SC、SD、SE、SF、SG、SH六种。

S：

代表汽油机油;C、D、．．．H质量等级。

（2）柴油机油

分为CC、CD、CD-II、CE、CF-4四种。

C：

柴油机油；C、D、E、F：

质量等级；

II表示二冲程柴油机；4表示四冲程柴油机。

2、内燃机油粘度分类（GB/T14906-94）

单级油：

分为六个低温（W）粘度级（号）：

OW、5W、10W、15W、20W、25W）和五个100℃粘度级（号）：

（20、30、40、50、60）

多级油：

①两粘度级号之差至少等于15（如：

10W/30、20W/40、不可为10W/20、20W/20）②一个产品可能同时符合多个W级，但粘度牌号只能取最低W级号。

如：

10W/30不能标为15W/30、20W/30、或25W/30。

其他石油产品

一、燃料油

主要质量指标：

粘度，闪点，凝点，灰分，水分，含硫量，机械杂质

二、炼厂气

三、溶剂油及化工轻油原料

1、溶剂油2、石油芳烃3、化工轻油原料4、石油酸

石油固体产品

主要包括石油蜡、石油沥青、石油焦、工业硫磺

（一）石油蜡

石油蜡包括液蜡、石油脂、石蜡和微晶蜡

其中石蜡的主要性能指标：

熔点、含油量、安定性

石蜡按主要用途分为以下几种

蜡烛用蜡：

按不同季节和地区选用52号至62号粗石蜡或半精炼石蜡制成。

火柴用蜡：

起引燃作用，常为52号至58号粗石蜡。

造纸及纸品加工用蜡：

一般选用54号至58号半精炼石蜡。

文教用品用蜡：

如用于蜡纸、蜡笔、复写纸等。

石油蜡的分类及质量标准

（1）石油蜡又可分为1）半精炼石蜡（GB254-87）2）全精炼石蜡（GB446-93）3）粗石蜡（GB/T1202-87）4）食品用石蜡（GB7819-94）5）化妆用石蜡（SH0009-90）

（2）微晶蜡（SH0013-90）

（3）皂用蜡（SH0014-90）

（二）石油焦

石油焦一般是减压渣油经延迟焦化而制得。

1、石油焦的分类

①按加工方法不同分：

生焦由延迟焦化装置的焦炭塔得到，又称原焦，它含有较多的挥发分，强度较差。

熟焦是生焦经过1300℃高温煅烧处理除去水分和挥发分而得，又称煅烧焦。

②按硫含量的高低分：

高硫焦（硫含量大于4%）

中硫焦（硫含量2%~4%）

低硫焦（硫含量小于2%）

③按其显微结构形态来分：

海绵焦多孔如海绵状，又称普通焦。

针状焦致密如纤维状，又称优质焦。

主要是从芳烃含量高且非烃含量少的原料制得。

2、石油焦的主要质量指标：

①挥发分②硫含量③灰分

3、石油焦的品种：

①延迟石油焦②针状焦③特种石油焦

（3）石油沥青

1、用途：

道路铺设、建筑工程、水利工程、管道防腐、电器绝缘、油漆涂料

2、主要性能指标：

1）针入度2）延度3）软化点

3、种类和规格指标:

1）建筑石油沥青2）道路石油沥青（高等级道路石油沥青、道路石油沥青）3）阳离子乳化沥青（按施工方法分为贯入洒布用和拌合用两类）4）专用沥青（电缆沥青、防水防潮石油沥青、管道防腐沥青、绝缘沥青、橡胶沥青、电池封号胶、油漆石油沥青）