3石油产品的质量要求ppt课件

1 石油炼制工程 第三章石油产品质量要求 2 第一节石油产品的总分类 石油产品的种类繁多 用途各异 我国参照ISO 国际标准化组织 发表的国际标准ISO DIS8681 制定了GB498 石油产品及润滑剂的总分类 将石油产品分为六类 比ISO DIS8681多了一类C 焦 3 1 F 燃料 fuels 又分4组 气体燃料G 液化气体燃料L 馏分燃料D 残渣燃料R 80 2 L 润滑剂 lubricants industrialoilandrelatedproducts 分为19组 2 3 S 溶剂和化工原料 solventsandrawmaterialsforthechemicalindustry 10 4 B 石油沥青 bitumen 3 5 W 石油蜡 waxes 1 6 C 石油焦 cokes 2 GB498 87 石油产品及润滑剂的总分类 4 石油燃料分类GB Tl2692 90 石油产品燃料 F类 分类总则 表3 2石油燃料的分组 表3 3馏分燃料的分类和使用范围 6 车用汽油GB17930 2011 7 内燃机 内燃机是指燃料在汽缸内燃烧产生的气体推动活塞或转子 将热能转化为机械能的动力机 内燃机是19世纪60年代发明的 经历了煤气机 汽油机以及柴油机三个发展阶段 1860年法国人勒努瓦 Lenoir 研制成功了煤气机 出现了世界上第一台实用的内燃机1876年德国人奥托 Otto 按等容四行程循环的原理制成第一台四冲程煤气机 1883年德国人戴姆勒 GottliebDaimler 研制成功汽油机 1893年德国人笛塞尔 RudolfDiesel 发明了压燃式内燃机的工作原理 8 第二节汽油 gasoline petrol 一 点燃式发动机 汽油机 的工作过程1 点燃式发动机工作原理汽油 flv原理结构图四个工作过程 进气 压缩 燃烧膨胀 排气冲程的概念 压缩比 V2 V1 9 点燃式发动机结构示意图 10 上止点 活塞在气缸中运动时所能达到的最高位置下止点 活塞下行所能达到的最低位置压缩比 到达下 上止点时活塞上部的汽缸体积之比 V1 V2 冲程 从上止点到下止点之间的直线距离 11 1 进气过程活塞从上止点向下止点运动 活塞上方的体积增大 压力降低 进气阀打开 空气吸入汽缸进气终了温度可达85 130 12 2 压缩过程活塞由下止点向上止点运动 进气阀和排气阀关闭压力可达0 7 1 5MPa 温度可达300 450 温度 压力取决于发动机的压缩比 13 3 作功过程 点火燃烧 进气阀和排气阀仍关闭 火花塞发出电火花而引燃混合气体火焰以20 30m s的速度迅速向四周传播燃烧最高温度可达2000 2500 最高压力达3 0 4 0MPa终了时温度约为900 1200 压力为0 4 0 5MPa 14 4 排气过程排气阀开启 活塞由下止点向上运动废气排出温度700 800 15 汽油机工作条件 16 2 汽油机对燃料 汽油 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 17 二 车用汽油的使用性能要求 一 汽油的蒸发性 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 评价指标 馏程 蒸气压 18 1 馏程 10 馏出温度 t10 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 也与产生气阻的倾向密切相关 19 发动机易于启动的最低大气温度的关系 t10 546066717782大气温度 21 17 13 9 6 2汽油的t10 与开始产生气阻温度的关系 t10 4050607080气阻温度 13 7 27 47 67我国车用汽油t10 70 为什么没有温度的下限 20 50 馏出温度 t50 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 我国车用汽油t50 120 21 90 馏出温度 t90 和终馏点 或干点 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 22 汽油干点与发动机活塞磨损及汽油消耗量的关系 我国车用汽油t90 190 终馏点 205 23 2 蒸气压 reidvaporpressure RVP 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 我国车用汽油 38 时的蒸气压 RVP不大于88kPa 11 1 4 30 RVP不大于74kPa 5 1 10 31 国 汽油蒸气压要求 冬春为42 85kpa 夏秋为40 68kpa 24 7 蒸气压要求 车用汽油在生产 运输 储存及使用过程中总有少量挥发到大气中 对大气造成污染 蒸气压越大 挥发性越强 国 汽油蒸气压要求不大于88kpa 冬春 和 71kpa 夏秋 国 汽油蒸气压要求 冬春为42 85kpa 夏秋为40 68kpa 国 汽油蒸气压要求 冬春为45 85kpa 夏秋为40 65kpa 如何回收汽油蒸气 25 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 二 汽油的抗爆性 1 汽油机的爆震燃烧正常燃烧 燃速20 50m s 从着火点向四周传播 异常燃烧 火焰未到先燃 形成多个燃烧中心 燃速可达800 1500m s 大量能量瞬间释放出来 压力突然增大 造成爆震 26 燃烧图 27 爆震原因 1 与发动机的结构和工作条件有关汽油机的压缩比越大 压缩过程终了时混合气的温度和压力就越高 这就大大加速了未燃混合气中过氧化物的生成和积聚 使其更容易自燃 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 烃类易氧化顺序 1 正构烷烃 环烷烃 烯烃 异构烷烃 芳烃2 同类烃中 大分子烃比小分子烃易氧化 28 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 octanenumber ON 表示 辛烷值越高 抗爆性越好 规定 异辛烷ON 100正庚烷ON 0 29 车用汽油辛烷值的表示方法 1 马达法辛烷值 Motoroctanenumber MON 2 研究法辛烷值 Researchoctanenumber RON 3 道路法辛烷值 Roadoctanenumber MUON 4 抗爆指数ONI ONI MON RON 2我国车用汽油牌号用研究法辛烷值高低划分 分为90 93 97三个牌号 30 MON表示车用汽油在发动机重负荷条件下高速运转 900转 分 时的抗爆性 RON表示车用汽油在发动机常有加速条件下低速运转 600转 分 时的抗爆性 敏感度 汽油的RON与MON的差值 MON与RON的大致关系 MON RON 0 8 10道路辛烷值用模拟行车法测得 MUON 28 5 0 431 RON 0 311 MON 0 040 烯烃 31 3 汽油的辛烷值与化学组成的关系 P76表3 5不同烃类的辛烷值辛烷值 芳烃 异构烯烃 异构烷烃 环烷烃 正构烯烃 正构烷烃异构烃 分支越多 ON越高 同一族烃 分子越大 ON越小 辛烷值与自燃点的高低相关 汽油的理想组分 异构烷烃 希望多分枝 异构程度大 讨论 为什么芳香烃不是汽油的理想组分 32 提高汽油辛烷值的方法 1 加入抗爆剂 如MMT2 调合 高ON与低ON调和 注意汽油的ON值为非线性加和 但其调和辛烷值可视为线性 3 加工工艺 直馏汽油MON37 68 RON50 70热裂化汽油MON58 62催化裂化汽油MON78 82 RON90 93重整汽油MON85 93 RON95 110烷基化汽油MON91 93 RON94 96加氢裂化汽油MON61 79 RON70 80异构化汽油MON78 87 RON80 89催化重整工艺可大幅提高汽油辛烷值 33 4 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 34 三 汽油的安定性 安定性 在正常的贮存或使用条件下 石油产品保持其性质不发生永久变化的能力 氧化安定性 石油产品抵抗大气 或氧气 的作用而保持其性质不发生永久变化的能力 安定性指标的使用意义 要求汽油生成胶质的倾向要小 35 1 汽油的化学组成与其安定性的关系 内因 烷烃 环烷烃 芳香烃的安定性较好 不安定组分 1 不饱和烃生成胶质的倾向 二烯烃 环烯烃 链烯烃2 非烃化合物 含硫化合物 含氮化合物2 外界条件对汽油安定性的影响 外因 1 温度 2 金属表面的催化作用 3 光照 4 与空气的接触 36 3 抗氧化安定性评定指标 1 诱导期诱导期 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周期 以分钟表示 燃料诱导期是指在规定温度和压力下 由试油和氧接触的时间算起 到试油开始大量吸入氧为止的这一段时间 单位为分钟 使用意义 诱导期表示汽油在贮存期间产生氧化和形成胶质的倾向 我国车用汽油的诱导期 480分钟 37 诱导期测定图片 38 2 实际胶质 实际胶质 在规定条件下测得的发动机燃料的蒸发残留物 以mg 100ml表示 使用意义 实际胶质用来说明燃料在使用过程中在进气管扩进气阀上能产生沉积物的倾向 实际胶质包括 不溶性胶质 可溶性胶质 粘附胶质 我国车用汽油的实际胶质 5mg 100ml 39 3 碘值 碘值 在规定条件下和100g油品反应 加成反应 所消耗的碘的克数 使用意义 反映汽油中不饱和烃的含量 碘值越大 不饱和烃含量越多 安定性越差 我国航空汽油的碘值 12gI 100g 40 4 改善汽油安定性的方法 1 精制除去不安定组分 2 加入抗氧剂和金属钝化剂 41 四 腐蚀性 要求汽油对发动机零件没有腐蚀作用 评定指标 1 硫含量 国 0 015 m 国 0 005 2 硫醇 硫醇硫含量 0 001 m 或博士试验通过3 铜片腐蚀 50 3h 1级4 水溶性酸碱 无 42 腐蚀试验 在规定条件下测试油品对金属的腐蚀作用的试验 铜片试验 在规定条件下测试油品对于铜的腐蚀趋向的试验 博士试验 在升华硫作用下 用亚铅酸钠与轻质石油产品作用以检查油中硫醇或硫化氢的试验 43 控制车用汽油烯烃 芳烃 苯 留级金属含量 1 烯烃含量 汽油中低分子烯烃具有较高的生成臭氧和光化学烟雾的反应活性 而重烯烃对排放产生影响 烯烃热稳定性差 容易聚合形成胶质 造成汽油喷嘴堵塞 进气门积炭 油泵损坏 导致发动机加速困难 易熄火 动力性下降 油耗增加 排放恶化 烯烃含量 国 不高于30 28 25 44 正常电喷嘴喷油情况 喷嘴部分堵塞的喷油情况 45 清洗前的进气阀 清洗后的进气阀 Jetta 46 光化学烟雾 光化学烟雾是大气中的碳氢化合物 HC 和氮氧化合物 NOX 在阳光紫外线作用下 发生一系列链式大气化学反应而生成以臭氧 O3 为代表的刺激性二次污染物 其中臭氧约占80 过氧乙酰基硝酸酯 PAN 约占10 其它还有醛类等多种复杂化合物 光化学烟雾的表征为浅蓝色的或白色 淡棕色烟雾 大气能见度低 具有特殊气味 刺激眼睛和喉粘膜 使呼吸困难 汽油中低分子烯烃具有较高的生成臭氧和光化学烟雾的反应活性 而重烯烃对汽车的排放产生不良影响 因此 要控制对汽油中的烯烃含量加以控制 47 苯是致癌物质 不论是汽油中所含的苯 还是汽车中汽油燃烧所形成的苯 都会严重污染空气 危害健康 必须尽量除去 所以要控制汽油中的苯含量 苯含量 国 不高于1 0 体 2 苯含量 48 芳烃高的汽油燃烧不容易完全 使电控喷嘴堵塞或沉积在进气阀及燃烧室内 同时使废气中有害组分苯含量增加 所以要控制汽油中的芳烃含量 芳烃含量 国 均要求不大于40 3 芳烃含量 49 4 氧含量 含氧量过高时 使理论当量空燃比 A F 超出闭环电子控制单元自适应功能所及的调节范围 14 7 则会因富氧而干扰闭环控制 使TWC的转化效率下降 所以要控制汽油中的氧含量不大于2 7 m O2含量 国 均要求不大于2 7 m 50 5 硫含量 汽油中硫的燃烧产物SOx不仅污染大气造成酸雨 还会使尾气三元催化转化器中的催化剂中毒 失效 S大于200ppm时 所以要控制汽油中的硫含量 硫含量 国 分别要求硫不高于0 015 0 005 0 001 即150 50 10ppm 51 6 金属含量 含铅汽油易造成电控喷嘴堵塞 同时 铅会使氧传感器中毒 三元催化转化器中的贵金属失活 严重时导致传感器失灵 汽油中含有铁 锰 磷和硅等物质不仅会提高废气中CO HC和NOx的排放 而且会不完全燃烧沉积在三元催化转换器表面 使催化剂中毒 或使车载故障诊断系统失效 所以要要求金属和非金属含量低 锰Mn含量 g L 国 要求不大于0 016 0 008 0 002 甲基环戊二烯三羰基锰MMT 铅含量不大于0 005g L 铁含量不大于0 01g L 52 7 对蒸气压要求严格的原因 车用汽油在生产 运输 储存及使用过程中总有少量挥发到大气中 对大气造成污染 蒸气压越大 挥发性越强 国 汽油蒸气压要求不大于88kpa 冬春 和 71kpa 夏秋 国 汽油蒸气压要求 冬春为42 85kpa 夏秋为40 68kpa 国 汽油蒸气压要求 冬春为45 85kpa 夏秋为40 65kpa 如何回收汽油蒸气 53 6 清净剂 清净剂的加入可减少汽油发动机汽化器 喷油嘴 进气阀 火花塞及燃烧室的存积 延长发动机的使用寿命 使用电子喷射装置的汽车应加入清净剂 54 思考题 1 车用汽油的质量指标中 仅限定了10 溜出 回收 温度 但没有限定初馏点温度 原因何在 2 国 车用汽油的蒸汽压指标中 仅仅限定了上限值 不大于72或88kPa 为啥不限定下限值 3 车用汽油没有闪点指标的要求 为什么 55 三 汽油产品的品种和牌号 按用途分车用汽油和航空汽油 车用汽油的商品牌号按RON划分 车用汽油分90 93 97 三个牌号 56 汽车汽油牌号的选用 发动机压缩比低于8 5 1 选用90号汽油 发动机压缩比8 6 1 10 0 1 选用93号汽油 发动机压缩比10 1 1 11 5 1 选用97号汽油 发动机压缩比高于11 5 1 先用98号汽油 天然气发动机压缩比往往高于11 57 五 醇类汽油机燃料 醇类 以甲醇和乙醇为主 优点 可从天然气 煤或植物转化而得 辛烷值高 甲醇RON MON为114 95 乙醇为111 94 而其调和辛烷值更高 使用后排污少 其动力性能接近一般汽油 缺点 发热值远小于汽油 沸点低 易产生气阻 蒸发潜热大 冬季冷启动困难 醇类对金属有一定腐蚀性 对橡胶和塑料部件也有不良影响 使用醇类超过15 的醇类汽油时 发动机须作相应改装 58 早在20世纪20年代 巴西就开始了乙醇汽油的使用 由于巴西石油资源缺乏 但盛产甘蔗 于是形成了用甘蔗生产蔗糖 醇的成套技术 目前 巴西这个国家是世界上最用乙醇汽油中乙醇含量已达到20 美国是世界上另一个燃料乙醇的消费大国 20世纪30年代在内布拉斯加州地区乙醇汽油就首次面市 1978年含10 乙醇汽油 E10汽油 在内布拉斯加州大规模使用 此后 美国联邦政府对E10汽油实行减免税 燃料乙醇产量从1979年的3万吨迅速增加到1990年的269万吨 2000年美国燃料乙醇产量达到500万吨 随着MTBE在美国使用量的减少和最终的禁用 燃料乙醇将成为MTBE最佳含氧化合物的替代产品 59 燃料乙醇产业链 改善能源消费结构促进农业产业化发展保护环境有利于能源安全 燃料乙醇产业链及使用意义 60 六 航空汽油的使用要求 1 汽化性2 抗爆性 辛烷值 品度值3 安定性4 低温性能 结晶点5 热值 61 第三节柴油 dieselfuel 1893年德国人笛塞尔 RudolfDiesel 发明了压燃式内燃机的工作原理柴油用于压燃式发动机 轻柴油用于高速柴油机 1000转 分 重柴油用于中低速柴油机 1000转 分 62 一 压燃式发动机的工作过程柴油 flv 1 工作过程 进气 压缩 燃烧膨胀 排气 63 柴油机原理构造示意图 64 2 柴油机的特点 柴油机的压缩比高 16 21 汽油机压缩比6 2 11柴油机压缩比16 5 21 可达24 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 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 65 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25 50 柴油发动机重量大柴油机单位马力金属重量大5 15Kg 马力 66 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 67 二 柴油的燃烧性能 燃烧的整个过程约需0 002 0 08秒 喷油时间0 002 0 003秒 雾粒直径0 002 0 005mm 在0 0005 0 002秒内雾粒蒸发完全 发火性 ignitionproperties 表示柴油发火难易的能力 68 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 物理延迟和化学延迟柴油的自燃点越低 则其发火性能越好 滞燃期越短 69 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 70 柴油机的燃烧过程 71 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 72 2 柴油抗爆性能的评定指标 CN 柴油的抗爆性 发火性能 用柴油的十六烷值表示 十六烷值 centanenumber CN 代表柴油在发动机中发火性能的一个约定量 十六烷值测定与辛烷值测定相似 正十六烷与 甲基萘组成标准燃料十六烷值测定机 73 正十六烷 发火性能很好 CN 100 甲基萘 发火性能很差 CN 0七甲基壬烷 CN 15 74 柴油十六烷值与其化学组成关系 柴油十六烷值与其化学组成和馏分组成有关 十六烷值 正构烷烃 异构烷烃 烯烃 环烷烃 芳烃柴油的理想组成 烷烃 环烷烃十六烷值 柴油指数 2 3 14柴油指数 1 8tA 32 141 5 131 5d 100d我国柴油CN与密度的关系 CN 442 8 462 9d420 CNI 75 柴油发动机转速与十六烷值 高速柴油机 CN 45 60 一般45 55 中速柴油机 CN 30 35CN大于65后 由于滞燃期太短 燃料没有与空气均匀混合即着火自燃 柴油还没有燃烧完全就被排出 功率反而下降 76 柴油机与汽油机爆震的区别 柴油机与汽油机某些参数的比较 柴油机与汽油机某些参数的比较 续 79 三 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180 365 内 80 2 评定柴油蒸发性的指标 柴油的蒸发性用馏程和闪点 及残炭 表示 1 馏程 50 馏出温度 不高于300 50 馏出温度高低表明柴油中轻馏分的多少 与发动机起动性有关 90 馏出温度和95 馏出温度 不高于355和365 90 馏出温度与95 馏出温度反映了柴油中重组分含量的多少 用来控制汽油的蒸发完全性及燃烧完全性 控制生成积炭及防止发动机磨损 81 残炭是油品在规定条件下加热气化 分解缩合而形成的焦黑色残余物 重组分越多 其残炭值越大 燃烧后生成的积炭越多 积炭会影响柴油机喷油嘴的喷散能力 并增大机件磨损 柴油的残炭是柴油中胶状物质和容易叠合的不饱和烃含量的间接指标 因此 残炭大小 可间接反映油中重组分的多寡重柴油规定了残炭的要求 轻柴油中重组分少 因此要求10 蒸余物残炭 轻柴油要求10 蒸余物残炭 0 3 重柴油 残炭 0 5 82 我国轻柴油的馏程指标 t50 不高于300 t90 不高于355 t95 不高于365 柴油沸点范围 180 360 或160 360 碳数 C10 C23 83 2 闪点 闪点的使用意义 控制柴油的蒸发性不致过强 保证柴油在储存和运输中的蒸发损失不致过大 也是保证安全性的指标 我国轻柴油的闪点指标 闭口闪点规定 35 50 轻柴油的闭口杯法闪点不低于45 其余牌号不低于55 过去65 84 四 柴油的流动性 1 粘度柴油粘度对柴油机中供油量的大小及雾化质量的好坏有密切关系 柴油粘度大 雾化成油滴直径大 喷射的射程远 喷油射角小 蒸发慢 混合气不均匀 燃烧不完全 粘度过大还会造成供油困难 柴油粘度小 雾化成油滴直径小 喷射的射程近 喷油射角大 也不利于形成均匀混合气 粘度过小 也会造成高压油泵的润滑不足 柴油粘度过大过小都不好 最好是喷出的油滴能分布到燃烧室全部容积中以保证燃烧完全 85 柴油粘度与雾化质量 粘度偏大粘度偏小正常 柴油20 的运动粘度一般为3 0 8 0mm2 s 0号 5号 10 20号为3 0 8 0mm2 s 86 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 馏分重 流动性也差 柴油牌号以凝点高低来划分 分为5 0 10 20 35 50号6个 2 冷滤点用冷滤点作为柴油的最低使用温度 冷滤点一般比凝点高3 5 87 五 柴油的安定性 腐蚀性和洁净度 1 腐蚀性指标 水溶性酸碱酸度硫含量水分铜片腐蚀 88 2 安定性指标 氧化安定性总不溶物 10 蒸余物残炭提高安定性方法 使用抗氧剂 分散剂 金属钝化剂 3 洁净度指标 机械杂质 水分 89 六 柴油产品的品种和牌号 1 品种 轻柴油用于高速柴油机 重柴油 用于中低速柴油机 目前我国仅分为车用柴油和普通柴油 2 牌号 1 按凝点划分为10号 0号 10号 20号 35号 50号 车用柴油没有10号 2 重柴油 按50 运动粘度 mm2 s 划分10号 20号 30号 90 车用柴油的技术要求 1 我国车用柴油的规格 GB19147 2009 国 车用柴油 柴油是我国产量最大的石油产品之一 2010年柴油消费量1 5729亿吨 其中车用柴油消费量7915万吨 而车用汽油的消费量为7118万吨 车用柴油占柴油量比例已达50 车用柴油用于压燃式柴油发动机汽车 不适用于GB19755中规定的三轮汽车和低速货车 91 国 车用柴油 GB19147 2009 与国 比较 牌号减少1个 7个改为6个 5 0 10 20 35 50 去掉了10号 硫含量 0 050 降低到0 035 质 350ppm 十六烷值 5 0 10 CN不小于49 原45 增加了多环芳烃含量 要求不高于11 质 密度要求 5 0 10 密度要求810 850 原820 860 增加了脂肪酸甲酯含量要求 不高于0 5 体 92 普通柴油 GB252 2011与GB252 2003比较 名称改变 由轻柴油改为普通柴油 硫含量要求更低 2013年7月1日后由现在的0 2 降低到0 035 适用范围变小 适用于拖拉机 内燃机车 工程机械 船舶和发电机组的压燃式发动机和GB19755规定的三轮汽车或低速货车 低速货车 时速小于70km h的具有四个轮子的货车 三轮汽车 指最高设计车速小于或等于50km h的 具有三个车轮的货车 93 思考题 为什么不能将柴油掺入到入汽油中作车用汽油使用 同时也不能将汽油掺入到轻柴油中使用 控制车用柴油密度 多环芳烃含量目的何在 车用柴油的CN为啥要求比普通柴油的要高 车用柴油及普通柴油的质量指标中 没有初馏点及10 馏出温度的控制要求 请说明原因 普通柴油有10号 而车用柴油没有10号 请你分析原因 如何能有效控制不把普通柴油用作为车用柴油用 94 95 第四节喷气燃料 航空煤油 jetfuel 喷气燃料用于喷气式飞机发动机 活塞式发动机飞机 航速500Km h 最高速度755Km h 高度 5000m 喷气式发动机 航速可超音速 1200Km h 马赫数M最大可达3 5 高度 20000m 最大起飞重量达322吨 最大自重达146 5吨 最多带燃料130吨 载客490人 四发动机耗油10吨 时 96 97 98 A380 空中巨无霸 机舱 A380标准布局为555个座位 其中设22个头等舱座位 96个公务舱座位和437个经济舱座位 油箱 A380的油箱容量为31万升 约245吨 要21辆油罐车的油才能喂饱它 百千米每乘客耗油量为2 9升 满载乘客广州飞到北京按3小时计算 距离1967公里 则耗油达3万多升即25吨航煤 A380是目前民用飞机历史上最大的飞机 最大起飞重量达到123 5千磅 560吨 A380的机翼面积845平方米 有半个足球运动场大 99 一 喷气式发动机的工作过程 1 涡轮喷气发动机工作原理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 100 喷气发动机工作原理 101 102 2 喷气式发动机的工作条件 103 3 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 空气流速35 40m s 燃料混合和燃烧在高速流动条件下进行 燃速必须 40m s 做功是尾喷管排气时产生推力 104 4 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 105 二 喷气燃料的使用要求 1 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 异构烷烃的重量热值与正构烷烃相近 而其体积热值比正构烷烃明显增大 RP 3 密度0 775 0 830 净热值大于42 8MJ Kg 106 2 燃烧性能 燃速要快 否则燃烧不连续造成熄火 火焰短 否则会使火焰进入涡轮烧坏叶片 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 107 燃烧性能评定指标 1 烟点烟点 无烟火焰高度 smokepoint 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 RP 3要求不小于25mm 燃料含芳烃量越多无烟火焰高度越小 2 萘系烃含量萘系烃 容易产生积炭 RP 3要求不大于3 108 3 辉光值 luminometernumber LN 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 RP 3要求其大于45 109 2 启动性能 1 粘度影响雾化质量 从而影响供油量和燃烧的完全程度 也是润滑性的指标 RP 3要求20 黏度大于1 25mm2 s 20 时要求小于8 0mm2 s 2 蒸发性保证快速与空气形成均匀可燃混合气RP 3要求t10不大于205 t50不大于232 FBP不大于300 RP 3馏程一般为150 280 110 3 安定性 1 储存安定性实际胶质诱导期碘值2 热安定性 111 4 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 正构烷冰点最高 烃环烷较低 含水量 芳烃的吸水性好 应限制其含量 馏分越重 冰点越高 RP 3要求冰点不高于 47 思考 航煤冰点高 生产上如何调整 112 5 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 113 6 洁净度 水 影响腐蚀性 低温性 影响润滑生成絮状物微生物生长表面活性物质 油水乳化 脱水困难促使杂质在过滤器聚集固体杂质微生物 加速腐蚀堵塞过滤器 114 7 起电性与着火危险性电导率闪点8 润滑性 运动黏度 115 喷气燃料的质量标准 P94表3 12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 116 第五节润滑油及润滑脂 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 117 润滑油的基本性能及常用质量指标 P96润滑剂和有关产品的分类见P97表3 14 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 工业设备用油润滑油基础油分类及代号 118 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 119 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 两粘度级号之差至少等于15 如 10W 30 20W 40 不可为10W 20 20W 20 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 多级油又称冬夏两用油或四季用油 通用油指汽 柴油机两用油 120 第六节其他石油产品 一 燃料油燃料油用作船用内燃机燃料 锅炉燃料 冶金炉燃料和其它工业锅炉燃料 八个牌号 1号 2号 4号轻 4号 5号轻 5号重 6号和7号 主要质量指标 粘度 闪点 凝点 灰分 水分 含硫量 机械杂质部分燃料油规格见P109表3 30 121 二 炼厂气 表3 31炼厂气产品 122 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 表3 32主要牌号溶剂油的馏程及用途 124 表3 33主要石油芳烃产品及用途 表3 34主要化工轻油原料及用途 126 四 石油酸 石油酸是石油炼制过程中的副产品 以石油馏分碱渣经加温 破乳 沉降分油后酸化 水洗和沉降脱水而制得 按石油酸含量分为55号 65号 75号 85号等牌号 可用于生产各种环烷酸或某些环烷酸盐 用作生产防锈剂及燃料抗磨添加剂 润滑油极压添加剂的原料 用作油漆涂料催干剂 各种漆胶及苯胺染料的溶剂 用作木材和电缆的防腐剂 粗石油酸再经提纯 精制 精馏等工艺可生产得到质量要求很高的喷气燃料抗磨剂 127 五 石油固体产品 一 石油蜡 二 石油沥青 三 石油焦 四 工业硫磺 128 一 石油蜡 石油蜡包括液蜡 石油脂 石蜡和微晶蜡 液蜡一般是指C9 C16的正构烷烃 它在室温下呈液态 液蜡可以制成 烯烃 氯化烷烃 仲醇等 以生产合成洗涤剂 农药乳化剂 塑料增塑剂等化工产品 石油脂又称凡士林 通常是以残渣润滑油料脱蜡所得的蜡膏为原料制成 129 1 石蜡 石蜡又称为晶形蜡 它是从减压馏分中经精制 脱蜡和脱油而得到的固态烃类 石蜡的主要组成是正构烷烃 其烃类分子的碳原子数为C17 C35 平均相对分子质量为300 450 1 石蜡的主要性能指标 熔点 含油量 安定性 2 石蜡产品的品种和用途石蜡产品按其精制程度及用途 可分为粗石蜡 半精炼石蜡 全精炼石蜡 食品用石蜡等 130 1 粗石蜡和精炼石蜡 按精炼程度分为粗石蜡 半精炼石蜡 全精炼石蜡 按其熔点分52 54 56 58 60 62 64 66 68 70号等10个牌号 此类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 131 2 食品用石蜡 食品用石蜡分为食品石蜡和食品包装石蜡两种 食品包装石蜡普遍用作糖果 食品的包装纸的涂层以及中药丸的蜡壳等 此外 食品用石蜡还广泛应用于化妆品 由于涉及人体健康 所以对食品用石蜡的质量有严格的规定 限制稠环芳香烃的含量 砷含量 重金属含量等 132 2 微晶蜡 微晶蜡是从石油减压渣油中脱出的蜡 经脱油和精制而得 微晶蜡的主要成分是带有正构或异构烷基侧链的环状烃 尤其是环烷烃 它的碳原子数为30 60 平均相对分子质量为400 800 微晶蜡无明显的熔点 一般用滴点或滴熔点表示其耐热性能 滴熔点一般比滴点高1 2 微晶蜡的滴熔点取决于其化学组成和含油量 其范围为70 95 微晶蜡不象石蜡那样容易脆裂 具有较好的延性 韧性和粘附性 微晶蜡的密度 粘度与折光率均明显高于石蜡 而其安定性较石蜡差 133 微晶蜡的品种 微晶蜡以产品颜色为分级指标 分为合格品 一级品和优级品 按其滴熔点分为70号 75号 80号 85号 95号等5个牌号 134 微晶蜡的主要用途之一是作润滑脂的稠化剂 因其粘附性和防护性能好 可制造密封用的烃基润滑脂 微晶蜡的质地细腻 柔润性好 经深度精制后是优质的日用化工原料 可制成软膏及化妆品等 微晶蜡是制造电子工业用蜡 橡胶防护蜡 调温器用蜡 军工用蜡 冶金工业用蜡等特种蜡的基本材料 微晶蜡还可作为石蜡的改质剂 向石蜡中添加少量微晶蜡 即可改变石蜡的晶型 提高其塑性和挠性 使石蜡更适用于防水 防潮 铸模 造纸等各领域 微晶蜡的用途 135 石油蜡的分类及质量标准 1 石油蜡1 半精炼石蜡 GB254 87 按熔点大小划分为52 54 56 58 60 62六个牌号 适用于蜡烛 蜡笔 蜡纸 一般电子器材及轻 化工原料 2 全精炼石蜡 GB446 93 按熔点大小划分52 54 56 58 60 62 64 68 70十个牌号 按含油量 色度 分为优级品和一级品 用于高频瓷 复写纸 铁笔 蜡纸 精密铸造 装饰音板等产品 3 粗石蜡 GB T1202 87 按熔点分50 52 54 56 58 60六个牌号 用于橡胶制品 篷帆布 火柴及其他工业原材料 4 食品用石蜡 GB7819 94 按用途分食品石蜡 食品包装石蜡两类 按熔点分52 54 56 58 60 62 六个牌号 12个 食品石蜡用于食品的药物组分 脱模 压片 打光等直接接触食品和药物的用蜡 食品包装石蜡用于与食品接触的容器 包装材料的浸渍用蜡 以及药物封口和涂敷用蜡 5 化妆用石蜡 SH0009 90 按熔点分50 62七个牌号 用于化妆品工业原料 制作冷霜 唇膏和皮蜡等 137 2 微晶蜡 SH0013 90 按滴点 滴熔点 分75 80 85三个牌号 以产品颜色分合格品 一级品和优级品 用途 适用于防潮 防腐 粘结 上光 钝感铸模 绝缘 橡胶 医药 化妆 食品及食品包装 主要指标 滴点 针入度 含油量 色度 稠环芳烃 优级品 3 皂用蜡 SH0014 90 分优级品 一级品和合格品 用于催化氧化制取合成脂肪酸的原料 138 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 按加工方法不同 可分为生焦和熟焦 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 煅烧焦再在2300 2500 下进行石墨化 使微小的石墨结晶长大 最后可以加工成电极 139 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 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 与海绵焦有显著差别 具有密度高 强度高 热膨胀系数低等