石油化学-第四章

1、（2课时）课时）（2课时）课时） 1、了解燃料油的使用要求；、了解燃料油的使用要求； 2、理解各评定指标的基本概念；、理解各评定指标的基本概念； 3、掌握各评定指标的意义、测定方法和、掌握各评定指标的意义、测定方法和计算方法，形成单项测定的操作技能。计算方法，形成单项测定的操作技能。 u蒸发性能？蒸发性能？ 又称为气化性能，它是指液体在一定的又称为气化性能，它是指液体在一定的温度下能否迅速蒸发为蒸气的能力。温度下能否迅速蒸发为蒸气的能力。u对于内燃机燃料，为什么要测试燃料的蒸对于内燃机燃料，为什么要测试燃料的蒸发性能呢？发性能呢？ 内燃机内燃烧前要经过雾化，气化及与内燃机内燃烧前要经过雾化，气

2、化及与空气形成可燃混合气的过程，蒸发性能是保空气形成可燃混合气的过程，蒸发性能是保障。障。一、测定馏程的意义一、测定馏程的意义 1馏程馏程 物质在一定温度下具有恒定的蒸物质在一定温度下具有恒定的蒸气压。温度越高，蒸气压？温度越高，蒸汽气压。温度越高，蒸气压？温度越高，蒸汽压与外界大气压相等的时候。压与外界大气压相等的时候。 当饱和蒸气压与外界压力相等时，液体表当饱和蒸气压与外界压力相等时，液体表面和内部同时出现气化现象，这一温度称面和内部同时出现气化现象，这一温度称为该液体物质为该液体物质在此压力下的沸点在此压力下的沸点。 通常所说的沸点是指液体物质在压力为通常所说的沸点是指液体物质在压力为1

3、01.325kpa下的沸点，又称为下的沸点，又称为正常沸点正常沸点。沸程沸程 石油是一个沸点连续的多组分混合物。石油是一个沸点连续的多组分混合物。在外压一定时，油品的沸点范围，称为在外压一定时，油品的沸点范围，称为沸沸程程。馏程馏程 在规定条件下，在规定条件下，蒸馏蒸馏100ml试油建立的试油建立的馏出体积百分数与所对应的馏出温度的关馏出体积百分数与所对应的馏出温度的关系，从初馏点到终馏点这一系，从初馏点到终馏点这一温度范围温度范围，叫，叫做做馏程馏程。 馏分馏分 在某一温度范围蒸出的馏出物，称为在某一温度范围蒸出的馏出物，称为馏分馏分，如汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分及润滑油如汽油馏分、煤油馏

4、分、柴油馏分及润滑油馏分等。温度范围窄的称为馏分等。温度范围窄的称为窄馏分窄馏分，温度范，温度范围宽的称为围宽的称为宽馏分宽馏分。初馏点初馏点终馏点终馏点馏程馏程馏分馏分 2馏分组成馏分组成 例如，初馏点，例如，初馏点，10点、点、50点、点、90点点和终馏点等，和终馏点等，生产实际中常统称为馏程。生产实际中常统称为馏程。 馏分组成是石油产品蒸发性大小的主要指馏分组成是石油产品蒸发性大小的主要指标。标。 3测定馏程的意义测定馏程的意义 （1）馏程是判断石油馏分组成，可作）馏程是判断石油馏分组成，可作为建厂设计的基础数据。为建厂设计的基础数据。 （2）馏程是装置生产操作控制的依据）馏程是装置生产

5、操作控制的依据 （3）根据馏程可以评定汽油发动机燃料的）根据馏程可以评定汽油发动机燃料的蒸发性，判断其使用性能。蒸发性，判断其使用性能。 10%馏出温度可以判断汽油中轻组馏出温度可以判断汽油中轻组分的含量，分的含量，它反映汽油发动机燃料的低温它反映汽油发动机燃料的低温启动性能和形成气阻的倾向。启动性能和形成气阻的倾向。 冬天：低温启动性能（冬天：低温启动性能（ 10%馏出温度馏出温度上限上限） 夏天：形成气阻（蒸汽压指标，下限）夏天：形成气阻（蒸汽压指标，下限） 汽油规格中规定汽油规格中规定10%馏出温度不能高于馏出温度不能高于70，汽油，汽油10%馏出温度越低，越能保证发馏出温度越低，越能保

6、证发动机的低温启动性。动机的低温启动性。 在相同的气温条件下，汽油在相同的气温条件下，汽油10%馏出温馏出温度越低，所需启动的时间越短，耗油越少。度越低，所需启动的时间越短，耗油越少。 表表4-1 车用汽油车用汽油10%馏出温度与保证发动机易馏出温度与保证发动机易于启动的最低大气温度的关系于启动的最低大气温度的关系10%馏出温度馏出温度/546066717782大气温度大气温度/21 17 13 962表表4-2 车用汽油车用汽油10%馏出温度与发动机启动时馏出温度与发动机启动时间及汽油消耗量的关系间及汽油消耗量的关系试验温度试验温度/启动时间启动时间/s启动时汽油消耗量启动时汽油消耗量/ml

7、10%馏出馏出温度温度7910%馏出馏出温度温度7210%馏出馏出温度温度7910%馏出温馏出温度度720610.5459.42910488.730 车用汽油的车用汽油的50%馏出温度表示其馏出温度表示其平均蒸发性能，平均蒸发性能，它影响发动机启动后的它影响发动机启动后的升温时间和加速性能升温时间和加速性能。规定车用汽油的。规定车用汽油的50馏出温度不高于馏出温度不高于120。 车用汽油的车用汽油的90%馏出温度表示表馏出温度表示表示其重质组分的含量，示其重质组分的含量，它关系到燃料的它关系到燃料的燃烧完全性。燃烧完全性。一般，燃料一般，燃料90%馏出温度馏出温度低些好，我国规定车用汽油的低些

8、好，我国规定车用汽油的90%馏出馏出温度不高于温度不高于190。 终馏点表示燃料中最重馏分的沸点。试终馏点表示燃料中最重馏分的沸点。试验表明，使用终馏点为验表明，使用终馏点为225的汽油，发动机的汽油，发动机的磨损比使用终馏点为的磨损比使用终馏点为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%。我国规定车用汽油的终馏点。我国规定车用汽油的终馏点不高于不高于205。 （4）评定车用柴油的蒸发性，判断其使用）评定车用柴油的蒸发性，判断其使用性能性能 车用柴油的馏程是保证其在发动机燃烧车用柴油的馏程是保证其在发动机燃烧室内室内迅速蒸发和燃烧迅速蒸发和燃烧的重要指标。为保证的重要指标。为

9、保证良好的低温启动性能，需要有一定的轻质良好的低温启动性能，需要有一定的轻质馏分，保证蒸发快，油气混合均匀，燃烧馏分，保证蒸发快，油气混合均匀，燃烧状态好，油耗少。状态好，油耗少。 馏分越轻越好吗（压燃式发动机）？馏分越轻越好吗（压燃式发动机）？ 表表4-3 车用柴油车用柴油50馏出温度与启动性的关系馏出温度与启动性的关系车用柴油车用柴油50馏馏出温度出温度/200225250275285发动机启动时间发动机启动时间/s810276090 重馏分特别是碳链较长的烷烃自燃点低，容易重馏分特别是碳链较长的烷烃自燃点低，容易燃烧，但馏分组成过重，气化困难，燃烧不完全，燃烧，但馏分组成过重，气化困难，

10、燃烧不完全，不仅油耗增大，还易形成积炭，磨损发动机，缩不仅油耗增大，还易形成积炭，磨损发动机，缩短使用寿命。短使用寿命。 我国车用柴油指标规定，我国车用柴油指标规定，50%馏出温度不得高馏出温度不得高于于300，90%馏出温度不得高于馏出温度不得高于355，95%的的馏出温度不高于馏出温度不高于365。表表4-4 车用柴油车用柴油300馏出量与耗油率的关系馏出量与耗油率的关系单位耗油率单位耗油率 /300馏出量馏出量 /131114100203439二、馏程测定方法概述二、馏程测定方法概述 1恩氏蒸馏恩氏蒸馏 按照按照gb/t 2551977（1988）石油产品石油产品馏测定法馏测定法（恩氏蒸

11、馏）和（恩氏蒸馏）和gb/t 65361997石油产品蒸馏测定法石油产品蒸馏测定法标准方法进行。标准方法进行。 该两种标准试验方法适用于该两种标准试验方法适用于测定发动机燃测定发动机燃料、溶剂油和轻质石油产品料、溶剂油和轻质石油产品的馏分组成。的馏分组成。图图4-1 石油产品馏程测定器石油产品馏程测定器托架；托架；2喷灯；喷灯；3支架；支架；4下罩；下罩；5石棉垫；石棉垫；6上罩；上罩；6上罩；上罩；7蒸馏烧瓶；蒸馏烧瓶；8温度计；温度计；9冷凝管；冷凝管；10排水支排水支管；管；11水槽；水槽；12进水支管；进水支管；13量筒量筒图图4-2采用电加热的手工蒸馏装置总装图采用电加热的手工蒸馏装

12、置总装图1量筒；量筒；2吸水纸；吸水纸；3温度计；温度计；4蒸馏烧瓶；蒸馏烧瓶；5石棉板；石棉板；6电加热元件；电加热元件；7蒸馏烧瓶支架平台；蒸馏烧瓶支架平台；8蒸馏烧瓶调节旋钮；蒸馏烧瓶调节旋钮；9热量调节盘；热量调节盘；10开关；开关；11无底罩；无底罩；12冷凝器；冷凝器；13冷凝管；冷凝管；14金属罩金属罩 测试步骤：测试步骤：蒸馏过程中的最高气相温度，称为蒸馏过程中的最高气相温度，称为终馏点终馏点。蒸馏烧瓶底部最后一滴液体气化的瞬间所蒸馏烧瓶底部最后一滴液体气化的瞬间所测得的气相温度称为干点，测得的气相温度称为干点，此时不考虑蒸此时不考虑蒸馏烧瓶壁及温度计上的任何液滴或液膜。馏烧瓶

13、壁及温度计上的任何液滴或液膜。由于终馏点一般在蒸馏烧瓶底部全部液体由于终馏点一般在蒸馏烧瓶底部全部液体蒸发后才出现，故与干点往往相同。蒸发后才出现，故与干点往往相同。蒸馏结束后，以装入试样量为蒸馏结束后，以装入试样量为100%减去馏出减去馏出液体和残留物的体积分数，所得之差值称为蒸液体和残留物的体积分数，所得之差值称为蒸发损失。发损失。生产实际中常称上述这套生产实际中常称上述这套完整数据完整数据称为称为馏程，馏程，它是轻质燃料油的质量指标（附录它是轻质燃料油的质量指标（附录1-4）。）。 gb/t 65361997石油产品蒸馏测定法石油产品蒸馏测定法其其蒸馏装置有蒸馏装置有手工蒸馏手工蒸馏（采

14、用喷灯加热或电加热）（采用喷灯加热或电加热）和和自动蒸馏自动蒸馏，但有争议时，仲裁试验应采用手，但有争议时，仲裁试验应采用手工蒸馏。工蒸馏。 测定时根据使用蒸馏仪器的不同，要求观察测定时根据使用蒸馏仪器的不同，要求观察记录的回收体积分数（量筒内蒸馏所得冷凝液体记录的回收体积分数（量筒内蒸馏所得冷凝液体占蒸馏油品的体积分数）和对应温度计读数（回占蒸馏油品的体积分数）和对应温度计读数（回收温度）的精确度也不同，收温度）的精确度也不同，手工蒸馏手工蒸馏要求精确至要求精确至0.5ml、0.5，自动蒸馏自动蒸馏要求精确至要求精确至0.1 ml、0.1。 恩氏蒸馏测定操作简单、迅速，结果易恩氏蒸馏测定操作

15、简单、迅速，结果易重合，对评定石油产品特别是评定重合，对评定石油产品特别是评定轻质油品轻质油品的的使用性质，控制产品质量和检查操作条件使用性质，控制产品质量和检查操作条件等都有着重要的实际意义。等都有着重要的实际意义。 实验演示：实验演示： 三、影响恩氏蒸馏测定的主要因素三、影响恩氏蒸馏测定的主要因素 （1）试样及馏出物）试样及馏出物量取温度量取温度的一致性的一致性 要求量取试样、馏出物及残留液体积时，要求量取试样、馏出物及残留液体积时，温度要尽量保持一致，通常要求在温度要尽量保持一致，通常要求在203下进行。下进行。 （2）冷凝温度冷凝温度的控制的控制 测定不同石油产品的馏程时，冷凝器内水测

16、定不同石油产品的馏程时，冷凝器内水温控制要求不同。汽油：温控制要求不同。汽油：0-5；含蜡液体：；含蜡液体：50-70？ （3）加热速度和馏出速度的控制）加热速度和馏出速度的控制 （两个影响）（两个影响） 标准中规定蒸馏标准中规定蒸馏汽油汽油时，从开始加热到初馏时，从开始加热到初馏点的时间为点的时间为510min； 航空汽油，航空汽油，78min； 喷气燃料、煤油、车用柴油，喷气燃料、煤油、车用柴油，015min； 重质燃料油或其他重质油料，重质燃料油或其他重质油料，1020min。 馏出速度应保持馏出速度应保持45ml/min（每（每10s约约2025滴）。当总馏出量达滴）。当总馏出量达90

17、ml时，需调整加时，需调整加热速度，使热速度，使35 min内达到干点，否则会影响干内达到干点，否则会影响干点测定的准确性。点测定的准确性。 （4）蒸馏损失量的控制）蒸馏损失量的控制 测定汽油时，量筒的口部要用棉花塞住，测定汽油时，量筒的口部要用棉花塞住，减少馏出物的挥发损失，使其充分冷凝，同时减少馏出物的挥发损失，使其充分冷凝，同时还能避免冷凝管上凝结的水落入量筒内。还能避免冷凝管上凝结的水落入量筒内。 （5）石棉垫的选择）石棉垫的选择 通常的考虑是，蒸馏终点的油品表面要高通常的考虑是，蒸馏终点的油品表面要高于加热面。轻油大都要求测定终馏点，为防止于加热面。轻油大都要求测定终馏点，为防止过热

18、可选择较小的石棉垫。过热可选择较小的石棉垫。sh/t0121-1992石油产品馏程测定技术条件石油产品馏程测定技术条件。 （6）试样的脱水）试样的脱水 测定前必须对含水试样进行脱水处理，测定前必须对含水试样进行脱水处理，并加入沸石，以保证试验安全及测定结果并加入沸石，以保证试验安全及测定结果的准确性。的准确性。 如何脱水？如何脱水？ 新煅烧并冷却的食盐或无水氯化钙新煅烧并冷却的食盐或无水氯化钙一、测定饱和蒸气压的意义一、测定饱和蒸气压的意义 1饱和蒸气压饱和蒸气压 在一定的温度下，气液两相处于平衡状在一定的温度下，气液两相处于平衡状态时的蒸气压力称为态时的蒸气压力称为饱和蒸气压饱和蒸气压，简称

19、，简称蒸气蒸气压压。 2影响饱和蒸气压的因素影响饱和蒸气压的因素 （1）温度）温度 温度升高，油品的蒸气压增大，温度降低，温度升高，油品的蒸气压增大，温度降低，油品的蒸气压减小油品的蒸气压减小。（相同物质，不同温度）。（相同物质，不同温度） （2）物质的种类和组成）物质的种类和组成 在一定温度下，油品的馏分越轻，越容易在一定温度下，油品的馏分越轻，越容易挥发，蒸气压越大挥发，蒸气压越大。（不同物质，相同温度）。（不同物质，相同温度） 3测定饱和蒸气压的意义测定饱和蒸气压的意义 （1）评定汽油气化性）评定汽油气化性 较高的蒸气压能保证汽油正常燃烧，较高的蒸气压能保证汽油正常燃烧，发动机启动快，效

20、率高，油耗低。发动机启动快，效率高，油耗低。 （2）判断汽油在使用时有无形成阻的）判断汽油在使用时有无形成阻的倾向。倾向。 汽油用于发动机燃料时，希望具有较汽油用于发动机燃料时，希望具有较高的蒸汽压，但也并不是无止境的。高的蒸汽压，但也并不是无止境的。 蒸气压过高蒸气压过高容易使汽油在输油管路中容易使汽油在输油管路中形成气阻，使供油不足或中断，造成发动形成气阻，使供油不足或中断，造成发动机功率降低，甚至停止运转。机功率降低，甚至停止运转。 蒸汽压过低又会影响启动性能。蒸汽压过低又会影响启动性能。 表表4-5： 随着大气温度的升高，应控制汽随着大气温度的升高，应控制汽油保持较低的蒸气压，才能保证

21、汽油发动机油保持较低的蒸气压，才能保证汽油发动机供油系统不发生气阻。我国对车用汽油的蒸供油系统不发生气阻。我国对车用汽油的蒸气压按季节规定了不同指标。气压按季节规定了不同指标。 （3）估计汽油贮存和运输中的蒸发）估计汽油贮存和运输中的蒸发损失损失 当贮存、灌注及运输发动机燃料时，当贮存、灌注及运输发动机燃料时，油品含轻组分越多，蒸气压越大，蒸气油品含轻组分越多，蒸气压越大，蒸气损失也越大，这不仅易造成油料损失，损失也越大，这不仅易造成油料损失，污染环境，而且还有发生火灾的危险性。污染环境，而且还有发生火灾的危险性。二、石油产品蒸气压测定方法概述二、石油产品蒸气压测定方法概述 gb/t 8017

22、1987石油产品蒸汽压测石油产品蒸汽压测定法（雷德法）定法（雷德法）标准方法的蒸气压测定标准方法的蒸气压测定装置由蒸汽压测定器、压力计和水浴三部装置由蒸汽压测定器、压力计和水浴三部分组成，测定器又分空气室和汽油室，二分组成，测定器又分空气室和汽油室，二者的体积比为（者的体积比为（3.84.2） 1。 测定适用范围？测定适用范围？图图4-10 雷德法蒸气压测定器（蒸气压弹）雷德法蒸气压测定器（蒸气压弹）三、影响测定的主要因素三、影响测定的主要因素 （1）压力表的读数及校正）压力表的读数及校正 在读数时，必须保证压力表处于垂直位置，在读数时，必须保证压力表处于垂直位置，要轻轻敲击后再读数。要轻轻敲

23、击后再读数。 （2）试样的空气饱和）试样的空气饱和 必须按规定剧烈摇荡盛放试样的容器，使必须按规定剧烈摇荡盛放试样的容器，使试样与容器内的空气达到饱和，所测得的最试样与容器内的空气达到饱和，所测得的最大蒸气压才是雷德蒸气压。大蒸气压才是雷德蒸气压。 （3）检查泄露）检查泄露 在试验前和试验中，应仔细检查全部仪在试验前和试验中，应仔细检查全部仪器是否有漏油和漏气现象，任何时候发现有器是否有漏油和漏气现象，任何时候发现有漏油漏气现象则舍弃试样，用新试样重做试漏油漏气现象则舍弃试样，用新试样重做试验。验。（4）取样和试样管理）取样和试样管理 取样和试样的管理应严格执行标准中的取样和试样的管理应严格执行标准中的规定，避免试样蒸发损失和轻微的组成变化，规定，避免试样蒸发损失和轻微