第四章石油产品的质量要求(2) (1)

1、第四章 石油产品的质量要求主讲：张睿 1某一石油馏分的相对密度d15.6是0.8452g/cm3，中平均沸点是300，则它的API是 35.92 ，特性因数是 11.95 ，反映该馏分油的 烷烃 含量高。 2毛细管粘度计测定的油品的粘度是 运动 粘度，其单位是 mm2/s 。 3油品的粘温性好，其粘度指数 大 ，粘度随温度的变化 小 。 4重质油油品的蒸汽压 小 ，其燃点 高 ，自燃点 低 。 5我国汽油产品标准中主要规定了汽油的指标有 辛烷值、蒸汽压、烯烃、芳烃、苯、硫含量、馏程、实际胶质、酸度、铜片腐蚀 等性质。3汽油 汽油机的工作原理如何？ 汽油应具备哪些主要的使用性能？ 汽油机发生爆震

2、的原理是什么？ 什么是汽油的辛烷值？ 汽油的抗暴性与原料组成有什么关系？4美国清洁汽油规格标准5欧盟清洁汽油的规格标准6世界燃油规范车用无铅汽油的主要质量指标美国发动机制造商协会、美国汽车制造商联盟、欧洲汽车制造商美国发动机制造商协会、美国汽车制造商联盟、欧洲汽车制造商协会、日本汽车制造商协会协会、日本汽车制造商协会“世界燃料委员会世界燃料委员会”，2000年年4月公布。月公布。7我国汽油质量提高历程2010年 全国执行车用汽油（GB 17930-2006）国三标准北京市2007年国三（芳烃40%，烯烃35%，S0.015%)2008年国四（芳烃 + 烯烃60%，S0.005%)2012年国五

3、（S1000 r/min轻柴油中速柴油机转速5001000 r/min重柴油低速柴油机转速500 r/min重柴油一、柴油机的工作过程1.进气：活塞下行，进气阀打开，空气经滤清器被吸入气缸，活塞行至下死点，进气阀关闭。2.压缩：活塞上行，空气被压缩。压缩终了温度可达500700，压力可达3.44.5MPa3.膨胀作功(喷入燃料、自燃)：当活塞上行接近上死点时，燃料由雾化喷嘴喷入气缸，并自燃。温度高达15002000，压力可达4.612.2MPa。高温高压的气体迅速膨胀，推动活塞下行、作功。4.排气：活塞上行，排气阀打开，将燃烧废气排出气缸外汽油机与柴油机工作过程对比高压缩比：16-30 热效率

4、高在柴油机气缸中吸入和压缩的只是空气，而在汽油机中吸入和压缩的是空气和燃料的混合气。柴油机是用高压油泵将柴油直接喷散在高温高压的热空气中，不需点火，即能迅速自燃；而汽油机需用电火花塞点火才能燃烧。柴油机对燃料的使用要求 (1) 良好的燃烧性能(自燃性) (2) 良好的蒸发性能 (3) 适当的粘度和良好的低温流动性 (4) 安定性好 (5) 对发动机没有腐蚀性二、柴油的燃烧性能1、燃料在柴油机中的燃烧过程(1) 滞燃期：喷油开始到混合气开始着火之间的时间。(2) 急燃期：发动机气缸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)：从气缸内压力不再急剧升高时起，到压力开

5、始迅速下降时的这一段时间。缓燃期是燃烧过程的主要阶段，大约有5060%的燃料是在该时期内烧掉的。(4) 后燃期：燃烧的最后阶段，从压力下降到燃烧结束为止。图4-4分为四个阶段分为四个阶段滞燃期滞燃期急燃期急燃期缓燃期缓燃期后燃期后燃期 柴油机的爆震燃烧：当柴油的自燃点过高时，会造成滞燃期过长，着火前气缸中积累燃料太多，急燃期压力升高太猛，因而使燃烧粗暴，导致敲缸，这种情况发生在燃烧阶段的初期；而汽油机的爆震则是由于汽油的自燃点过低而引起的，这种情况并不发生在燃烧阶段的初期，而是出现在火焰的传播过程中。图4-5爆震爆震2、表示柴油抗爆性的指标十六烷值十六烷值是衡量燃料在压燃式发动机中发火性能的指

6、标柴油的十六烷值（Cetane Number, CN）也是在标准的试验用柴油机中测定的标准燃料-甲基萘 CN0 （七甲基壬烷 CN = 15）正十六烷 CN100燃料十六烷值的测定方法和十六烷值的确定与辛烷值相似。标准燃料中正十六烷的体积百分含量即为所测油品的十六烷值柴油十六烷值v十六烷值高，发火性能好，自燃期短，燃烧均匀完全，发动机工作平稳。v十六烷值低则表明燃料发火困难，滞燃期长，发动机工作状态粗暴。 高速柴油机的燃料其十六烷值应在4060，一般使用4045的燃料； 中速柴油机可使用具有3035的燃料； 低速柴油机，即使用十六烷值低于25的燃料，其燃烧也不会发生特殊的困难。v但十六烷值过高

7、，也将会由于局部不完全燃烧，而产生少量黑色排烟3柴油的十六烷值与化学组成的关系q正构烷烃的十六烷值最高，并且，相对分子质量越大，十六烷值越高。q正构烯烃有相当高的十六烷值，但稍低于相应的正构烷烃。q环烷烃的十六烷值低于碳数相同的正构烷烃和正构烯烃，有侧链的环烷烃的十六烷值比无侧链的环烷烃的更低。q无侧链或短侧链的芳香烃的十六烷值最低，且环数越多，十六烷值越低。204、十六烷值与自燃点的关系 烃类十六烷值的不同，主要是反映其自燃性质的差别 正构烷烃的十六烷值高是由于其自燃点低，而芳香烃的十六烷值低则是由于其自燃点高十六烷值与自燃点的关系曲线十六烷值与自燃点的关系曲线21各类原油中柴油馏分的十六烷

8、值三、柴油的蒸发性1柴油的蒸发性对柴油机工作的影响2评定柴油蒸发性的指标(1)馏程50馏出温度越低，说明柴油中的轻馏分越多，使柴油机易于起动。90馏出温度及95馏出温度越低，说明柴油中的重馏分越少。我国国家标准规定轻柴油的90馏出温度不高于355，95馏出温度不高于365。柴油中300馏分含量与耗油量的关系柴油中柴油中 异构烷烃异构烷烃 单环环烷烃单环环烷烃 双环环烷烃双环环烷烃 单环芳烃单环芳烃 双环芳烃双环芳烃喷气燃料中芳烃的体积分数不能大于喷气燃料中芳烃的体积分数不能大于2020 2 2、积炭的倾向、积炭的倾向 积炭的倾向取决于燃烧室的构造、发动机的工作条积炭的倾向取决于燃烧室的构造、发

9、动机的工作条件和燃料性质，特别是化学组成。件和燃料性质，特别是化学组成。各种烃类在燃烧室中生成积炭的比较各种烃类在燃烧室中生成积炭的比较烃类烃类积炭，克积炭，克正庚烷正庚烷很少很少异辛烷异辛烷很少很少环己烷环己烷0.450.45苯苯1.641.64甲基萘甲基萘2.792.79 表征积炭倾向的指标是：萘系烃的含量、烟点和辉光值。表征积炭倾向的指标是：萘系烃的含量、烟点和辉光值。 烟点烟点：又称无烟火焰高度，是指油料在标准灯具中作点灯：又称无烟火焰高度，是指油料在标准灯具中作点灯试验所能达到的无烟火焰的最大高度试验所能达到的无烟火焰的最大高度单位单位mm，指标，指标 25mm3、热值和密度、热值和

10、密度 喷气燃料的热值有喷气燃料的热值有质量热值质量热值（kJ/kg）、）、体积热值体积热值（ kJ/dm3 ）。）。 质量热值大，发动机的推力就大，耗油率低；该热值质量热值大，发动机的推力就大，耗油率低；该热值与与H/C有关。有关。 体积热值大，可以延长航程；它与体积热值大，可以延长航程；它与密度密度有关。有关。 H/C: 烷烃烷烃环烷烃环烷烃芳烃，密度则相反。芳烃，密度则相反。 兼顾质量热值和体积热值，环烷烃是理想组分。兼顾质量热值和体积热值，环烷烃是理想组分。C10烃类的密度、重量热值和体积热值烃类的密度、重量热值和体积热值烃类烃类相对密度相对密度重量热值重量热值kJ/kg体积热值体积热值

11、kJ/dm3正葵烷正葵烷0.72994425432300丁基环己烷丁基环己烷0.79924343834716丁基苯丁基苯0.86464150435884三、喷气燃料的安定性三、喷气燃料的安定性 1 1、储存安定性、储存安定性 喷气燃料在储存过程中易起变化的指标有胶质、酸度和喷气燃料在储存过程中易起变化的指标有胶质、酸度和颜色等。颜色等。 胶质和酸度的变化受少量不安定组分如烯烃、带不饱和胶质和酸度的变化受少量不安定组分如烯烃、带不饱和侧链的芳烃和非烃的影响。侧链的芳烃和非烃的影响。 温度、空气、金属和水分，都能促进喷气燃料的变质。温度、空气、金属和水分，都能促进喷气燃料的变质。 2 2、热安定性

12、、热安定性 飞机在超音速飞行时，油箱温度达飞机在超音速飞行时，油箱温度达100 100 以上；燃以上；燃料中的不安定组分容易氧化生成胶质和沉淀。料中的不安定组分容易氧化生成胶质和沉淀。 燃料中的芳烃、胶质和含硫化合物会使热安定性燃料中的芳烃、胶质和含硫化合物会使热安定性明显变差。明显变差。四、喷气燃料的低温性能四、喷气燃料的低温性能 是指在低温下燃料在飞机燃料系统中能否顺利泵送和过是指在低温下燃料在飞机燃料系统中能否顺利泵送和过滤的性能，用结晶点或冰点来表示。滤的性能，用结晶点或冰点来表示。 不同烃类的结晶点相差悬殊，分子量较大的正构烷烃及不同烃类的结晶点相差悬殊，分子量较大的正构烷烃及某些芳

13、烃的结晶点较高，而环烷烃和烯烃的较低。某些芳烃的结晶点较高，而环烷烃和烯烃的较低。 燃料中如果含有水分，在低温下会形成冰晶，造成过滤燃料中如果含有水分，在低温下会形成冰晶，造成过滤器堵塞，影响供油。水在不同烃类中的溶解度是不同的。器堵塞，影响供油。水在不同烃类中的溶解度是不同的。水在各种烃类中的溶解度水在各种烃类中的溶解度烃类烃类温度，温度，溶解度，溶解度，正戊烷正戊烷250.011正庚烷正庚烷250.015苯苯220.066甲苯甲苯220.052二甲苯二甲苯220.038五、喷气燃料的腐蚀性五、喷气燃料的腐蚀性 1 1、液相腐蚀、液相腐蚀 喷气燃料对储运设备和发动机燃料系统产生的腐蚀。喷气燃

14、料对储运设备和发动机燃料系统产生的腐蚀。 主要原因是燃料中的含氧、含硫化合物和水分。如硫化主要原因是燃料中的含氧、含硫化合物和水分。如硫化物对发动机的镀银部件的腐蚀。物对发动机的镀银部件的腐蚀。 2 2、气相腐蚀、气相腐蚀 是指喷气燃料在高温条件下产生的燃气对金属的侵蚀。是指喷气燃料在高温条件下产生的燃气对金属的侵蚀。 六、喷气燃料的洁净度六、喷气燃料的洁净度 由于喷气发动机的精密度很高，即使较细的颗粒也会造由于喷气发动机的精密度很高，即使较细的颗粒也会造成故障，对燃料的洁净度要求较高，影响洁净度的有水分、成故障，对燃料的洁净度要求较高，影响洁净度的有水分、表面活性物质、固体物质及微生物。表面

15、活性物质、固体物质及微生物。 水分除了对燃料的腐蚀性和低温性能产生不良影响，还水分除了对燃料的腐蚀性和低温性能产生不良影响，还会破坏燃料在系统部件中所起的润滑作用，并导致絮状物的会破坏燃料在系统部件中所起的润滑作用，并导致絮状物的生成和微生物的滋长。燃料中游离水的含量低于生成和微生物的滋长。燃料中游离水的含量低于30ppm30ppm。 表面活性物质会增强油水乳化，使油中的水分不易表面活性物质会增强油水乳化，使油中的水分不易分离，并促使一些细微杂质聚集在过滤器表面，大大缩分离，并促使一些细微杂质聚集在过滤器表面，大大缩短过滤器的使用周期。短过滤器的使用周期。 固体物质主要是腐蚀产生的氧化铁和尘土

16、等。固体物质主要是腐蚀产生的氧化铁和尘土等。七、喷气燃料的起电性七、喷气燃料的起电性 机场采用高速加油，机场采用高速加油，4m3/min,燃料与管路的摩擦会产燃料与管路的摩擦会产生大量的静电，如遇可燃气，就会爆炸起火。生大量的静电，如遇可燃气，就会爆炸起火。 燃料的导电率会影响静电荷的积累，导电率大的燃料燃料的导电率会影响静电荷的积累，导电率大的燃料静电荷消失快。静电荷消失快。 质量标准中要求电导率为质量标准中要求电导率为50450Ps/m。八、喷气燃料的品种和牌号八、喷气燃料的品种和牌号 喷气燃料喷气燃料（生产方法分类）（生产方法分类）二次加工喷气燃料二次加工喷气燃料直馏喷气燃料直馏喷气燃料

17、喷气燃料喷气燃料（馏分分类）（馏分分类）煤油型：煤油型：140280重煤油型：密度重煤油型：密度0.83g/cm3宽馏分型：宽馏分型：60280亚音速亚音速超音速超音速喷气燃料喷气燃料的牌号的牌号RP-3:较重煤油型，较重煤油型，180280，结晶点不高于，结晶点不高于-47；RP-4:宽馏分型，宽馏分型，60280，结晶点不高于，结晶点不高于-40；RP-1:煤油型，煤油型，150250，结晶点不高于，结晶点不高于-60；RP-2:煤油型，煤油型，150250，结晶点不高于，结晶点不高于-50； 燃料油是家用和工业燃烧器所用的液体燃料。燃料油是家用和工业燃烧器所用的液体燃料。一、燃料油的使用

18、性能一、燃料油的使用性能 燃料油应具有良好的雾化性能和低腐蚀性，含胶质燃料油应具有良好的雾化性能和低腐蚀性，含胶质和沥青质较少，能充分燃烧并较少结焦。和沥青质较少，能充分燃烧并较少结焦。 第四节第四节 燃料油燃料油1 1、粘度、粘度 粘度是燃料油的主要指标，直接影响燃料的雾化和粘度是燃料油的主要指标，直接影响燃料的雾化和燃烧完全程度，使用粘度较大的燃料油要经过预热。燃烧完全程度，使用粘度较大的燃料油要经过预热。2 2、低温性能、低温性能 一般用倾点来表示。一般用倾点来表示。 燃料油的倾点与含蜡量有关，含蜡多则倾点较高。燃料油的倾点与含蜡量有关，含蜡多则倾点较高。 3、硫含量、硫含量 硫含量一般

19、不大于硫含量一般不大于0.5%。4、安定性、安定性 高粘度燃料油一般由减粘渣油为原料调合而来，使高粘度燃料油一般由减粘渣油为原料调合而来，使用条件不当会出现沉淀、分层，影响输送供油，要求用条件不当会出现沉淀、分层，影响输送供油，要求具有较好的热储存安定性。具有较好的热储存安定性。 二、燃料油的分类二、燃料油的分类 燃料油分燃料油分1号、号、2号、号、4号轻、号轻、4号重、号重、5号轻、号轻、5号重、号重、6号号、7号共八个牌号。号共八个牌号。 1号、号、2号是馏分燃料油，适用于家用和工业小型燃烧器。号是馏分燃料油，适用于家用和工业小型燃烧器。 4号轻、号轻、4号重是重质馏分燃料油，或是由馏分燃

20、料油与残号重是重质馏分燃料油，或是由馏分燃料油与残渣燃料油调合而成。渣燃料油调合而成。 5号轻、号轻、5号重、号重、6号、号、7号是残渣燃料油。号是残渣燃料油。第五节第五节 润滑油润滑油 润滑油通常是将不同规格的基础油进行调合并调入相润滑油通常是将不同规格的基础油进行调合并调入相应的添加剂后制成。应的添加剂后制成。一、润滑油的基础油一、润滑油的基础油 基础油是石油馏分或残渣油经过脱沥青、精制、脱蜡基础油是石油馏分或残渣油经过脱沥青、精制、脱蜡和补充精制后制成的油品，占润滑油组成的和补充精制后制成的油品，占润滑油组成的8585以上。炼以上。炼油厂制成基础油后可以直接出售，也可调成产品出售。油厂制成基础油后可以直接出售，也可调成产品出售。1 1、润滑油基础油的分类、润滑油基础油的分类 基础油根据适用范围分为基础油根据适用范围分为通用基础油通用基础油和和专用基础油专用基础油，根据根据粘度指数粘度指数分类，根据分类，根据赛式通用粘度分级赛式通用粘度分级。 一般把从原油减压馏分制取的低粘度等级组分称为中一般把从原油减压馏分制取的低粘度等级组分称为中性油，粘度等级以性油，粘度等级以4040赛式通用粘度表示；从减压渣油制赛式通用粘度表示；从减压渣油制取的高粘度组