课程2：石油基础知识：石油及其产品性质、组成及使用性能(谢海峰)

1、新员工入职石油根底知识培训石油及其产品性质、组成及使用性能2021 年 7 月提 纲1. 石油性质简介2. 石油产品概述 3. 石油产品性能及组成 石油是许多分子大小不同的烃类、非烃类化合物的混合物；石油的沸点不像单体化合物那样是个恒定的值，是随着汽化过程在一定范围内逐步升高的，这个沸点范围称为沸程；石油的馏程测定：将100ml20下油品放入标准的蒸馏瓶中按规定的速度进行加热，其馏出第一滴凝液时的气相温度成为初馏点。随后，其温度逐渐升高，依次记下馏出液达10、20.90ml的气相温度，成为10%、20%.90%馏出温度。当气相温度升高到一定数值后，它不再上升反而回落，称这个最高的气相温度为干点

2、或终馏点。在大多数液体燃料规格中，只要求测定具有代表性的10%、50%和90%的馏出温度及干点。石油性质简介 石油沸点及馏程油品的密度和相对密度在生产和储运中有着重要意义，在原料及产品的计量及炼油装置的设计方面都是必不可少的；油品的密度是该油品单位体积的质量，单位为g/cm3或kg/m3，由于油品的体积随温度的升高而膨胀、密度相应变小，所以密度还应标明温度，如油品的相对密度是密度与规定温度下水的密度之比，无量纲， 如 石油的密度石油性质简介石油性质简介 石油的热性质比热容：单位质量物质温度升高1所需要的热量成为比热容，其单位是KJ/(Kg ；蒸发热：单位质量物质在一定温度下一般是常压沸点下由液

3、态转化为气态的热量，单位为KJ/Kg；熔化热：单位质量物质在熔点时由固态转化为液态所需要的热量，单位为KJ/Kg；燃烧热：热值一般均指单位质量燃料完全燃烧所放出的热量，单位为KJ/Kg。如燃烧产物中的水以液态计，所得为高热值或称总热值，如燃烧产物中的水以气态计，那么得低热值也称净热值。烃类的燃烧热与其氢碳比有关，氢碳比大的烷烃热值最高，氢碳比小的芳香烃热值最低。就石油馏分而言，沸程温度越高，其氢碳比越低，热值随之下降。石油性质简介浊点、结晶点、倾点、凝点浊点：在测定条件下的降温过程中，由透明变为浑浊时的温度；结晶点：在测定条件下冷却时，能用肉眼观察到其中有结晶晶粒出现时的最高温度；倾点：在规定

4、的试管中不断冷却，直到将试管平放5秒钟而试样无流动时的温度再加3度所得到的温度值；凝点：将试管倾斜45度经1分钟后液面无移动的最高温度。石油性质简介闪点、燃点和自燃点闪点：在规定条件下，加热到它的蒸气与火焰接触时会发生闪火现象的最低温度；这种闪火的现象实质是爆炸，其必要的条件是混合气中燃料蒸汽的浓度要在一定的范围之内，这个范围称为该燃料的爆炸极限爆炸上限，爆炸下限。油品的闪点主要与其馏分组成有关，油品的沸程越高，其闪点一般也越高。燃点：在规定条件下，加热到接触火焰能点燃，并燃烧不少于5秒钟时的最低温度；油品越轻，其燃点也越低。自燃点：在无外界火源的情况下，油品能被空气剧烈氧化而导致自行燃烧的最

5、低温度；自燃点一方面与油品的沸程有关，但与闪点和燃点相反，油品越轻、相对分子质量越小，其自燃点越高。高温重质油品，一定要防止泄漏。石油性质简介石油性质简介石油的黏度黏度：黏度是评定油品流动性的指标，黏度值就是用以表示流体运动时分子间摩擦阻力大小的指标；黏度与化学组成的关系：对于同一系列的烃类，除个别情况外，化合物相对分子质量越大，其黏度也越大；环状结构的分子的黏度大于链状结构的，而且分子中的环数越多，其黏度也就越大；黏温性质：油品的黏度是随其温度的升高而减小的；石油性质简介思考汽油、航煤、柴油、减压馏分油、渣油的馏程的大小关系；汽油、航煤、柴油、减压馏分油、渣油的热值的大小关系；汽油、航煤、柴

6、油、减压馏分油、渣油的闪点、燃点的大小关系；汽油、航煤、柴油、减压馏分油、渣油的自然点的大小关系；汽油、航煤、柴油、减压馏分油、渣油黏度的大小关系。提 纲1. 石油性质简介2. 石油产品概述 3. 石油产品性能及组成 石油产品概述燃料包括汽油、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石油产品概述石油沥青用于道路、建筑和防水等方面，产量约占石油产品总量的

7、3石油蜡是轻工、化工和食品工业的原料，产量约占总量的1 。石油焦用于制造炼铝和炼钢用电极，其产量约为2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产 品 （万吨/年）1.液化气58.612.丙烯9.303.苯35.864.对二甲苯（PX）85.365.邻二甲苯（OX）8.126.混合二甲苯12.607.石脑油79.878.汽油125.409.航煤210.5510.柴油356.4411.加氢尾油35.2512.硫磺2.7813.液氨1.9614.燃料油25.0315.焦炭107.611154.73惠州炼油产品目录石油产品概述提 纲1. 石油性质简介2. 石油产

8、品概述 3. 石油产品性能及组成 不同使用场合对石油产品提出不同的使用要求，而油品的使用性能与其组成之间有着密切的内在联系，随着社会经济情况的变化和科学水平的提高，石油产品的品种和质量指标不断变化。石油产品性能及组成 汽油的作用和汽油机地工作原理作用：可用作点燃式发动机燃料的石油轻质馏分汽油机工作原理：进气、压缩、燃烧膨胀做功、排气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。进气排气汽油的性能及组成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。汽油的性能

9、及组成 汽油蒸发性的影响汽油要与空气在极短的时间内形成均匀的可燃混合气，除了取决于汽油机的构造和操作条件外，更主要的是由汽油的本身蒸发性所决定的；当汽油具有良好的蒸发性时，汽油会在气缸内迅速蒸发和扩散，就能较容易地与空气形成均匀的可燃混合气，使发动机正常运转；如果汽油的蒸发性太差，它就不能在气缸中完全气化，使汽油机功率降低，还会造成启动和加速尤其是冬季的困难； 如果汽油的蒸发性太强，那么汽油易在输油管中因汽化而形成气阻，最终造成供油缺乏，在夏季尤其容易发生。汽油的性能及组成 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。 馏程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

10、动难易程度，我国要求7050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12090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饱和蒸汽压雷德蒸汽压RVP：衡量汽油产生气阻、储存运输中的损耗指标11月1日-4月30日：RVP 88kPa 5月1日-10月30日：RVP 65kPa汽油的性能及组成 汽油的安定性 油品在贮存和使用条件下保持其原有质量不变的性质，称为其安定性。反映的是汽油在常温、液相条件下抵抗氧化的能力。汽油安定性的影响安定性不好的汽油，在储存和输送过程中容易发生氧化反响，生成胶质，使汽油的颜色变深，甚至产生沉淀，严重影响

11、发动机的正常工作；在油箱、滤网和管路中形成的黏稠的胶状物，严重时会影响供油；沉积在火花塞上的胶质在高温下会形成积炭而引起短路；沉积在进、排气阀上的胶质会结焦，导致阀门关闭不严；沉积在气缸盖和活塞上的胶质将形成积炭，造成气缸散热不良、温度升高，以致增大暴震燃烧的倾向。汽油的性能及组成安定性与化学组成的关系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响，生成胶质。在各种汽油中，直馏汽油不含有不饱和烃，所以它的安定性很好；催化裂化汽油中虽含有烯烃，但二烯烃很少，因而性质较安定；而热加工生成的汽油如焦化汽油那么由于含有大量不饱和烃，包括二烯烃及其他非烃化合物，其安定性很差；硫化合物，如硫酚和

12、硫醇，促进胶质的生成氮化合物导致胶质的生成；汽油在空气中变红变深，产生沉淀影响安定性的外界因素温度：每升高10，胶质生成速度快2.5倍金属的催化作用，汽油颜色变深，胶质增长速度也特别快；与空气的接触面积，接触面积越大，氧化的倾向自然也越大。汽油的性能及组成评定汽油安定性的指标碘值：利用碘与不饱和烃分子中的双键进行加成反响，以测定汽油中不饱和烃的含量,它是以100g样品中消耗的碘的质量g来表示的；碘值越大，说明其中不饱和烃含量越多，汽油的安定性也就越差；实际胶质：指在150温度下，用热空气吹过汽油外表使其蒸发至干所留下的棕色或黄色的残留物。它是以100ml试油中所得剩余物的质量mg表示的；我国车

13、用汽油的实际胶质要求不大于5mg/mL;诱导期：把一定量油样放入标准的钢筒中，充入氧气至0.7MPa压力下，然后放入100水中。氧化初期，由于反响速度很慢，耗氧很少，氧压根本不变。经过一段时间后，氧化反响明显加速，耗氧量也就显著增大。从油样放入100 水中开始到氧压明显下降所经历的时间成为诱导期，以min为单位。我国车用汽油的诱导期要求不小于480min。汽油的性能及组成 汽油的抗爆性 汽油发动机中燃烧不正常时，会出现机身强烈震动的情况，并发生金属敲击声，同时发生发动机功率下降，排气管冒黑烟，严重时会导致机件的损坏，这种现象便是“爆震。衡量燃料是否易于发生爆震燃烧的性质。对于结构已确定的发动机

14、，如果燃料的自燃点低，就比较容易产生爆震现象。反映汽油抗爆性的指标辛烷值ON，分为马达法辛烷值MON、研究法辛烷值RON，如93、97。RON通常比MON高5-10个单位抗爆指数 ONIMON+RON)/2改善抗暴性能的方法：调和高辛烷值组分，如烷基化油、MTBE、TAME；参加抗爆剂，如四乙基铅TEL汽油的性能及组成 汽油的质量标准和品种牌号汽油质量标准增高的原因：一是为了提高热效率，汽油机地压缩比不断地增大，对辛烷值的要求越来越高，一步步地提高到接近100；而是为了保护环境，控制污染物的排放，从而对铅、硫、芳香烃、烯烃等的含量限制得越来越严格；高辛烷值汽油调和组分：烷基化油和异构化油由异构

15、烷烃组成、催化重整汽油富含芳烃、催化裂化汽油含有较多的烯烃、异构烷烃和芳香烃、醚类甲基叔丁基醚MTBE；我国车用汽油的牌号：按研究法辛烷值RON，分为90号、93号及97号。出于环保考虑，要求无铅，对硫、芳烃、烯烃和苯的含量均作了相应的限制。汽油的性能及组成 柴油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。 柴油机的工作循环和汽油机根本一样，也有进气、压缩、膨胀和排气四个过程。 柴油机的工作过程柴油的性能及组成 柴油机与汽油机的主要差异压缩比不同：柴油机压缩后气体的温度、压力比较高500700，压力35MPa，汽油机：300450，压力0.71.5MPa点燃方式不同：柴油是自

16、燃发火自燃点200250；汽油是电火花点火；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。柴油的性能及组成 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。柴油的性能及组成 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。柴油的燃烧过程可分为：滞燃期、急燃期、缓燃期主燃期、后燃期。汽油自燃点不能太低，不能易燃，否那么容易出现爆震现象；柴油自燃点不能太高，要易燃，否那么造成滞燃期过长，着火前汽缸中积累燃料太多，急燃期压力升高太猛，因而使燃烧

17、粗暴，导致敲缸。柴油的性能及组成柴油燃烧性能的评定指标十六烷值 十六烷值是衡量燃料在压燃式发动机中发火性能的指标。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；十六烷值低，那么燃料发火困难，滞燃期长，发动机工作状态粗暴；十六烷值过高，也将会由于局部燃烧不完全而产生少量的黑烟；为了保证柴油有良好的燃烧性能，高速柴油机所用燃料的十六烷值在45-55之间为宜；我国石油产品标准中规定轻柴油的十六烷值一般不低于45.柴油的性能及组成柴油的蒸发性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；蒸发速度由燃烧室内空气的温度和馏分轻重决定；柴油馏分越轻，蒸发速度越

18、快；柴油馏分过重，蒸发慢，燃烧不完全，功率下降，油耗增加；馏分过轻，蒸发太快导致气缸内压力急剧上升，发动机工作不稳定柴油的性能及组成柴油蒸发性能评定指标1、馏程 150馏出温度 表示柴油中所含轻馏分的多少，决定柴油机的启动难易程度，我国要求300。290及95馏出温度 表示柴油所含重馏分的多少，我国要求前者355，后者365 。50馏出温度提高，启动时间延长，环烷烃芳烃，密度那么相反。 兼顾质量热值和体积热值，环烷烃、异构烷烃是理想组分。喷气燃料的性能及组成喷气燃料的安定性 1、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、酸度和颜色等，温度、空气、金属和水分，都能促进喷气燃料变质：当

19、温度升高时，燃料氧化的速度加快，使胶质增多及酸度增大，同时也使燃料的颜色变深。与空气的接触、与金属外表的接触以及水分的存在，都能促进喷气燃料氧化变质。 2、热安定性 飞机在超音速飞行时，油箱温度达100 以上；燃料中的不安定组分容易氧化生成胶质和沉淀。喷气燃料的性能及组成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，造成过滤器堵塞，影响供油。喷气燃料的性能及组成喷气燃料的起电性 机场采用高速加油，4m3/m

20、in,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。 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。 质量标准中要求电导率为50450Ps/m。喷气燃料的性能及组成 在喷气发动机中，燃料泵的润滑依靠的是自身泵送的燃料。当燃料的润滑性能缺乏时，燃料泵的磨损增大，这不仅降低油泵的使用寿命，而且影响油泵的正常工作，引起发动机运转失常甚至停车等故障，威胁飞行平安。 燃料的润滑性是由它的化学组成决定的。燃料组分的润滑性能： 非烃化合物多环芳烃单环芳烃环烷烃烷烃 非烃化合物具有较强的极性，易被金属外表吸附，形成牢固的油膜，可有效地降低金属间的摩擦和磨损。喷气燃料的性能及组成喷气燃料的润滑性 喷气燃料又称航空煤油，由于是在高空使用，必须十分平安可靠，因此对其有严格的要求。我国有6各牌号的喷气燃料：1号与2号喷气燃料均为煤油型燃料，馏程约为150250,两者均可用于军用飞机和民航飞机；3号喷气燃料为较重煤油型燃料，馏程约为150280,冰点不高于-47 ，两者均可用于军用飞机和民航飞机；4号喷气燃料为宽馏分燃料，馏程约为60280,一般用