石油产品的质量要求概述

1,本资料来源,2,第四章石油产品的质量要求,3,从石油中能得到上千种产品，我国现将石油产品分为以下六大类：,（1）燃料包括汽油、柴油、喷气燃料（航空煤油）等发动机燃料以及灯用煤油、燃料油等。燃料的数量约占石油产品的80，其中发动机燃料占60%；柴油和汽油的比例为1.3：1。,4,（2）润滑剂包括润滑油和润滑脂，主要用于降低机械部件的摩擦和防止磨损，以减少能耗、延长机械寿命。产量不多，仅占石油产品总量的2左右，但品种达数百种之多。,（3）石油沥青用于道路、建筑和防水等方面，产量约占石油产品总量的3。,5,（4）石油蜡是轻工、化工和食品工业的原料，产量约占总量的1。,（5）石油焦用于制造炼铝和炼钢用电极，其产量约为2。,（6）溶剂和化工原料占石油产品产量的10，包括制取乙烯的原料轻油、石油芳烃和各种溶剂油。,6,汽油机又称点燃式发动机，主要用于轻型汽车、摩托车、小型飞机和快艇。,一、汽油机的工作原理,4.1汽油,1、汽油机的构造及工作原理,7,8,上止点和下止点：压缩比：V1/V2，表征发动机性能的重要指标；冲程：从上止点到下止点的直线距离。,9,冲程1：进气过程混合气温度：85130,冲程2：压缩过程混合气温度：300450混合气压力：0.71.5MPa,10,冲程3：点火燃烧（作功过程）气体最高温度：20002500气体最高压力：3.04.0MPa,冲程4：排气过程废气温度：700800,11,一、汽油机的工作原理,4.1汽油,2、汽油机对燃料的使用要求,所有工况下，具有足够挥发性以形成可燃混合气；燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象；储存安定性好，生成胶质的倾向小；对发动机没有腐蚀作用；排出的污染物少。,12,二、汽油的蒸发性反映蒸发性的主要指标是馏程和饱和蒸汽压。,（2）50馏出温度表示汽油的平均蒸发性能，对汽油机的加速性能有影响，我国要求120。,1、馏程（1）10馏出温度表示汽油中所含低沸点馏分的多少，决定汽油机的启动难易程度，我国要求70。,13,（3）90馏出温度和干点表示汽油中所含重馏分的多少，我国要求90馏出温度190，干点205。,2、饱和蒸汽压雷德蒸汽压（RVP)：GB257，燃料气：液4：1，38。衡量汽油产生气阻、储存运输中的损耗指标。车用汽油：秋冬季：RVP8088kPa春夏季：RVP6774kPa,14,三、汽油的安定性反映汽油在常温、液相条件下抵抗氧化的能力。,1、安定性与化学组成的关系汽油中的不饱和烃是导致性质不安定的主要原因，易发生氧化和叠合反应，生成胶质。产生胶质的倾向：链烯烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃和环烷烃正构烷烃；,24,烷烃分子的碳链上分枝越多、排列越紧凑，抗爆性越好；,25,烯烃比同碳数直链烷烃好，双键越接近中间，抗爆性越好；,26,环烷烃比同碳数的正构烷烃好得多，但比异构烷烃的差；如环上带侧链则抗爆性变差，链越长，辛烷值越低，侧链有分枝，改善；,27,芳烃的抗爆性最好，带侧链稍差，其辛烷值随侧链的加长而降低。,28,4、改善汽油抗爆性的方法调和高辛烷值的催化裂化汽油或催化重整汽油；调和高辛烷值组分，如烷基化油、MTBE、TAME；加入抗爆剂，如四乙基铅（TEL）。,29,MTBE的性质辛烷值高，RON=118，MON101；无毒，稳定性好；加入后不改变汽油的性质；可以改善汽油的馏程；可以减少NO、CO的排放。,30,5、压缩比与爆震燃烧的关系汽油机的压缩比越大，所需汽油辛烷值越高；1920s，压缩比只有45，现已达810，相应的辛烷值也从80提高到90甚至97。,31,五、汽油的腐蚀性影响汽油腐蚀性的物质：（1）硫及含硫化合物；（2）有机酸主要是环烷酸；（3）水溶性酸碱。,32,六、汽油的品种与牌号,用途,航空汽油：按辛烷值/品度分为100/130、95/130、75,车用汽油,车用汽油：按RON分为90、93、95,含铅汽油：按RON分为90、93、97,33,无铅汽油标准（2000.7.1）抗爆性:研究法辛烷值（RON）不小于909395GB/T5487抗爆指数（RON+MON）/2不小于858890GB/T503，GB/T5487铅含量,g/l不大于0.005GB/T8020馏程:10%蒸发温度,不高于7050%蒸发温度,不高于120GB/T653690%蒸发温度,不高于90终馏点,不高于205残留量,%（V/V）不大于2蒸气压,kpa从9月16日至3月15日不大于88GB/T8017从3月16日至9月15日不大于74,34,实际胶质,mg/100ml不大于5GB/T8019诱导期,min不小于480GB/T8018硫含量,%（m/m）不大于0.10GB/T3807硫醇（满足下列要求之一）:博士试验通过硫醇硫含量,%（m/m）不大于0.001GB/T1792铜片腐蚀（50,3h）,级不大于1GB/T5096水溶性酸或碱无GB/T259机械杂质及水分无目测苯含量,%（V/V）不大于2.5芳烃含量,%（V/V）不大于40GB/T11132烯烃含量,%（V/V）不大于35GB/T11132,35,七、醇类汽油机燃料在各种可以替代汽油的各种物质中，甲醇和乙醇是最有希望的燃料，它们可从天然气、煤或植物中转化而来。,1、优点（1）辛烷值高，甲醇114/95，乙醇111/94;（2）不易积碳、冒黑烟，发动机清洁；（3）污染物排放少，对保护环境有利。,36,2、缺点（1）热值比汽油小很多，掺入量15；（2）沸点低，易挥发，易产生气阻；（3）醇类对金属有一定的腐蚀性；（4）有毒性。,37,八、新配方汽油汽油组成的变化趋势：1930s1970s：轻馏分（芳香烃、异构烷烃和烯烃）四乙基铅丁烷1980s：环境保护日益受到重视，四乙基铅有剧毒，苯和其它芳烃有毒，丁烷等轻组分经阳光照射与氧化氮氧化反应生成臭氧，烯烃有害。,38,1990年美国提出空气净化法修正案：严格限制汽车对SOX、NOX、CO、挥发性有机物（VOC)、微粒等污染物的排放；要求汽油显著降低芳烃、硫含量及蒸汽压；要求限制汽油中的烯烃含量而抗爆指数仍保持在87以上。,39,新配方汽油：汽油的蒸汽压夏季不超过51.7-55.8kpa；苯含量不大于1（体积）；氧含量不小于2。主要措施：加入一定量的醚类化合物甲基叔丁基醚（简称MTBE）和叔戊基甲基醚（简称TAME）,40,优点：辛烷值高，RON分别为118和115；与烃类完全互溶，化学稳定性良好；蒸汽压不高，有利于降低污染物的排放；争议：MTBE可能危害人体健康。,41,第二节柴油柴油是柴油机（又称压燃式发动机）的燃料，根据柴油机转速的不同，使用不同类型的柴油：转速1000rpm:轻柴油转速5001000rpm：重柴油,42,一、柴油机的工作原理柴油机又称压燃式发动机，主要用于农用机械、重型车辆、铁路机车、船舶、工程和矿山机械。,1、柴油机的工作原理工作循环和汽油机基本一样，也有进气、压缩、膨胀和排气四个过程。,43,主要差别：（1）压缩比不同柴油机约为1620，压缩后气体的温度、压力比较高。500700，压力35MPa（汽油机：300450，压力0.71.5MPa）（2）点燃方式不同柴油是自燃发火（自燃点200250）汽油是电火花点火,44,（3）热效率不同柴油机的热效率高于汽油机，功率相同时可节省燃料2030。,2、柴油机对燃料的使用要求具有良好的雾化、蒸发和燃烧性能；良好的燃料供给性能；对发动机没有腐蚀和磨损作用；良好的储存和热安定性。,45,二、柴油的燃烧性柴油的燃烧性好是指喷入燃烧室内与高温空气形成可燃混合气后，能在较短的时间内发火自燃并完全燃烧。,1、柴油机内燃料的燃烧过程分为四个阶段：滞燃期、急燃期、缓燃期、后燃期。,46,47,滞燃期（发火延迟期）：A-B,从喷油开始到混合气开始着火燃烧之间的时间，13ms。物理延迟：喷油、雾化、受热、蒸发、扩散成可燃气；化学延迟：燃料受热开始氧化链反应，生成过氧化物，达一定浓度便自燃。,48,急燃期：B-C，开始燃烧，速度极快，到压力不再急剧增加的阶段；缓燃期:C-D，主要阶段，5060%燃料在这段燃烧，压力不再急剧升高，到压力开始下降。后燃期：D-E，压力迅速下降到燃烧结束。,49,汽油自燃点不能太低，不能易燃；柴油自燃点不能太高，要易燃。,50,2、柴油发火性能的评定指标十六烷值柴油的十六烷值（CetaneNumber,CN)也是在标准的试验用柴油机中测定的。,标准燃料,甲基萘CN=0,正十六烷CN100,51,十六烷值低，则燃料发火困难，滞燃期长，发动机工作状态粗暴；十六烷值高，发火性能好，滞燃期短，燃烧均匀，发动机工作平稳；十六烷值过高，局部燃烧不完全，冒黑烟。高速柴油机：4060中速柴油机：3035低速柴油机：25,52,3、十六烷值与化学组成的关系各种烃类的十六烷值显著不同，大体规律如下：,正构烷烃十六烷值最高，分子量大CN高；异构烷烃的CN低于正构烷烃；正构稀烃CN较高；环烷烃CN低；芳烃CN最低。,53,54,55,三、柴油的蒸发性,1、蒸发性对柴油机工作的影响柴油机内可燃性混合气的形成速度主要由柴油的蒸发速度决定；蒸