第五章 燃料的使用要求与规格-1

第一节汽油第二节柴油第三节喷气燃料第四节灯用煤油第五节溶剂油第六节燃料油第五章燃料的使用要求和规格

2/3/2023储运油料学

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）。类别各类别的含义

类别各类别的含义F燃料，80%～90%

S溶剂和化工原料

L润滑剂及有关产品W蜡

B沥青

C焦2/3/2023储运油料学《石油产品燃料（F类）分类·总则》将燃料分为以下四组

燃料的分组识别字母

燃料类型

GLDR

气体燃料：主要由甲烷或乙烷或由它们组成的混合燃料液化气燃料：主要由C3、C4烷烃或烯烃组成馏分燃料：汽油、煤油、柴油，重馏分油可含少量残油残渣燃料：主要由蒸馏残油组成的石油燃料2/3/2023储运油料学第一节汽油

一、汽油机(点燃式发动机)的工作过程及其对燃料的使用要求二、汽油的蒸发性能三、汽油的抗爆性四、汽油的安定性五、汽油的腐蚀性六、国产汽油的品种与质量标准七、醇类汽油机燃料2/3/2023储运油料学汽油是点燃式发动机燃料，此类发动机又称汽化器式发动机。按用途可以分为车用汽油和航空汽油两类。各种汽油均以辛烷值（OctaneNumber，ON）作为牌号。我国生产汽油的工艺以催化裂化为主，辅以催化重整、烷基化和醚化等工艺。航空汽油则是由催化裂化汽油、烷基化油、工业异丙苯和异戊烷等高ON组分调合而成。汽油的使用要求和质量标准主要来源于汽油机的工作要求。2/3/2023储运油料学一、汽油机的工作原理及对燃料的使用要求按燃料供给方式的不同，汽油机又可分为化油器式及喷射式两大类。汽油机通常由曲轴连杆机构、配气机构、燃料系统、润滑、冷却和点火系统所组成。图所示为化油器式汽油机的结构示意图，图中只表明汽油机工作原理的部分。2/3/2023储运油料学上止点：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发动机排量：是发动机各汽缸工作容积的总和，一般用升(L)表示。

2/3/2023储运油料学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，排气阀关闭，活塞下行，气缸内压力逐渐下降到0.7~0.9×105Pa空气和汽油在混合室形成可燃性气，经进气阀吸入汽缸进气终了温度可达85～130℃

2/3/2023储运油料学2．压缩过程进气阀关闭，活塞由下止点向上止点运动，可燃性混合气被压缩

当活塞上行接近上死点、压缩过程终了时，压力可达0.7～1.5MPa，温度可达300～450℃

压缩混合气体的温度、压力取决于发动机的压缩比

2/3/2023储运油料学3．作功过程(点火燃烧和膨胀作功)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20～50m/s的速度迅速向四周传播燃烧，同时产生大量热能

最高温度可达2000～2500℃，最高压力达3.0～4.0MPa高温高压燃气，推动活塞下行，将燃料燃烧放出的热能转变为机械能

终了时温度约为900～1200℃，压力为0.4～0.5MPa

2/3/2023储运油料学4．排气过程活塞下行到下死点时，作功过程结束排气阀开启，活塞由下止点向上运动，排出废气废气排出温度700～800℃

2/3/2023储运油料学

当活塞再次到达上死点时，排气结束，这样完成一个工作循环，继而重复上述工作循环。如此周而复始，活塞不断上、下作直线往复运动，经连杆使曲轴不断旋转，对外作功。

一般汽油机有四个或六个气缸，按一定顺序排列，使不连续的点火燃烧和膨胀作功过程变成连续的经连杆带动曲轴旋转的过程。

2/3/2023储运油料学近年来，越来越多的汽油机尤其是小型轿车采用喷射进油系统来取代化油器进油系统。在此类汽油机中，汽油可在进气口喷射，也可在进气冲程期间直接向气缸内喷射。喷油过程由计算机程序控制。在喷射式汽油机中，燃料可更均匀地分配给各个气缸；同时，由于不需要喉管而减少了进气的阻力等，可提高气缸内的平均有效压力和热效率；此外，还可以减弱或避免爆震燃烧。2/3/2023储运油料学压缩比是汽油机的最重要技术指标，它是混合气被压缩前后的体积比，即活塞在下死点时气缸体积V1与活塞在上死点时气缸体积V2之比V1/V2。压缩比越大的汽油机，其功率、热效率越高，油耗量和单位马力金属重量均有所下降，也就是越经济。压缩比越大，对汽油机的材质和汽油ON的要求也越高。压缩比对功率的影响，%对耗油量的影响，%6.07.08.09.0

10.0100108114118

120100938885

822/3/2023储运油料学根据汽油机的工作条件，对汽油的使用要求主要有：在所有的工况下，具有足够的挥发性以形成可燃混合气和可靠的燃料供给性能；

燃烧时没有爆震、噪音和早燃现象；

储存安定性好，生成胶质的倾向小；对发动机和金属没有腐蚀作用；

排出的污染物少2/3/2023储运油料学

1、馏程2、蒸气压二、汽油的蒸发性能

2/3/2023储运油料学汽油在发动机气缸内，必须要迅速汽化并与空气形成均匀的可燃混合气，这主要是由汽油的本身蒸发性所决定。

当汽油具有良好的蒸发性时，它就较容易与空气形成均匀的可燃混合气，进入气缸后燃烧也较完全，使发动机能正常运转。

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，还会造成起动和加速(尤其是冬季)的困难。

反之，如果汽油的蒸发性太强，则汽油易在导油管中因气化过早而形成气阻，最终造成供油不足，在夏季尤其容易发生。反映汽油蒸发性能的指标是其馏程和饱和蒸气压。2/3/2023储运油料学1、馏程

按照规格标准规定的设备和方法将汽油试样进行蒸馏，可得到试样的馏出温度和馏出体积分数之间的关系，也就是馏程。馏程能大体表示该汽油的沸点范围和蒸发性能。其10%、50%、90%各馏出温度和干点的意义如下：(1)10%馏出温度

它表示汽油中所含低沸点馏分的多少，对汽油机起动的难易有决定性影响，同时，也与产生气阻的倾向有密切关系。保证汽油具有良好的启动性能

10%馏出温度越低，表明汽油中所含低沸点馏分越多、蒸发性越强，能使汽油机在低温下易于起动，但是，该馏出温度若过低，则易于产生气阻。

2/3/2023储运油料学表5-3汽油10%馏出温度与保证发动机冷起动最低气温间的关系10%馏出温度/℃4859687586大气温度/℃-26～-27-21～-22-16～-17-12～-13-7～-82/3/2023储运油料学汽油10%馏出温度与开始产生气阻温度之间的关系见表5-4表5-4汽油10%馏出温度与形成气阻时油温的关系

汽油的10%馏出温度/℃4050607080开始产生气阻时的油温/℃－13+7+27+47+67我国车用汽油质量标准中要求其10%馏出温度不高于70℃

2/3/2023储运油料学(2)50%馏出温度

它表示汽油的平均蒸发和加速性能，与汽油机起动后升温时间的长短以及加速是否及时均有密切关系。

汽油的50%馏出温度低，在正常温度下便能较多地蒸发，从而能缩短汽油机的升温时间，同时，还可使发动机加速灵敏、运转柔和。

如果50%馏出温度过高，当发动机需要由低速转换为高速，供油量急剧增加时，汽油来不及完全气化，导致燃烧不完全，严重时甚至会突然熄火。

我国车用汽油质量标准中要求50%馏出温度不高于120℃。

2/3/2023储运油料学(3)90%馏出温度和终馏点(或干点)

这两个温度是表示汽油中重馏分含量的多少,表明汽油蒸发的完全程度。

如该温度过高，说明汽油中含有重质馏分过多，不易保证汽油在使用条件下完全蒸发和完全燃烧。

这将导致气缸积炭增多，耗油率上升；同时蒸发不完全的汽油重质部分还会沿气缸壁流入曲轴箱，使润滑油稀释而加大磨损。

90%馏出温度≯190℃终馏点≯205℃2/3/2023储运油料学表5-6汽油终馏点对发动机磨损和耗油量的影响*

*以终馏点为200℃的汽油为基准。

汽油终馏点/℃活塞磨损/%汽油耗量/%17520022525097l0020050098100107140实际上,馏程规定了汽油不能太重2/3/2023储运油料学2、蒸气压

汽油馏程中规定10%馏出温度不高于某一数值，以保证汽油的起动性。

但10%馏出温度过低时，易产生气阻。

汽油形成气阻的倾向用蒸气压表示更为直接，因而汽油同时规定了蒸汽压这一质量要求。2/3/2023储运油料学汽油的饱和蒸汽压是用规定的仪器，在燃料蒸汽与液体的体积比为4：1以及在38℃的条件下测定的。

国外将此指标称为雷德蒸汽压(RVP)，它是衡量汽油在汽油机燃料供给系统中是否易于产生气阻的指标，同时还可相对地衡量汽油在储存运输中的损耗倾向。汽油的饱和蒸汽压越大，蒸发性也就越强，这样，发动机易于冷起动，但产生气阻的倾向增大，蒸发损耗也越大。我国用雷德蒸气压作为汽油蒸汽压的指标9月16日至3月15日使用的汽油的饱和蒸气压不高于88kPa3月16日至9月15日使用的汽油的饱和蒸气压不高于74kPa2/3/2023储运油料学表5-7大气温度与不产生气阻的最高蒸气压间的关系

对航空汽油来说，由于高空气压低，燃料中轻质馏分更易蒸发，因此要求其饱和蒸汽压比车用汽油的要低得多。我国航空汽油质量标准中规定其饱和蒸汽压为27～48kPa。大气温度/℃10223349不产生气阻的最高蒸气压×105Pa0.970.760.560.37实际上,蒸汽压规定了汽油不能太轻2/3/2023储运油料学

1、汽油抗爆性的表示方法2、汽油抗爆性与其组成的关系3、提高汽油辛烷值的方法三、汽油的抗爆性

2/3/2023储运油料学

汽油在发动机中的抗爆震能力称为抗爆性，是汽油最重要的质量指标之一。用辛烷值、抗爆指数、品度等的大小来表示抗爆性的优劣。一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率，我国车用汽油以辛烷值作为其牌号。

2/3/2023储运油料学正常情况下，发动机压缩终了时的混合气温度达300～450℃和压力7～15×105

Pa，气体中的烃类被氧化并生成一些过氧化物，经火花塞点燃后，火焰呈球面状以20～50m/s速度向四周扩散，此时火焰经过的区域，温度、压力均衡上升，活塞工作正常。在有些情况下，当火花塞点燃混合气后，在火焰尚未传播到的混合气中，因受高温高压影响已形成大量自燃点较低的过氧化合物，在多个部位猛烈自燃，出现许多燃烧中心；同时燃烧是以爆炸方式进行，使火焰速度高达1500～2500m/s，温度、压力剧增，形成冲击波，敲击活塞和气缸各部件，发出金属撞击声，此时由于火焰瞬间经过，使得某些部位的燃料燃烧不完全，排出带黑烟废气，此即爆震现象爆震燃烧是汽油在汽油机中的一中不正常燃烧。

什么是爆震燃烧？2/3/2023储运油料学指标正常爆震火焰传播速度m/s30～60500～1000(轻)1500～2000(强)最高温度，℃2000～2500℃2000～3000最高压力，MPa3.0～4.0MPa10MPa2/3/2023储运油料学主要原因是与汽油化学组成和馏程有关，如果汽油中含有过多容易氧化的组分，形成的过氧化物又不易分解，自燃点低，就很容易产生爆震现象。另外与发动机的工作条件和机械结构（主要是压缩比）、驾驶操作和气候条件等。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。一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率。

爆震产生的原因？2/3/2023储运油料学1、汽油抗爆性的表示方法

汽油的抗爆性是表示汽油在一定压缩比发动机中无爆震运行的性能。车用汽油的抗爆性用辛烷值(ON)来表示。

辛烷值分马达法和研究法两种。马达法辛烷值(MON)反映在重负荷、高转速时汽油的抗爆性；而研究法辛烷值(RON)表示低转速时汽油的抗爆性。因为马达法辛烷值测定条件比研究法苛刻，所得辛烷值低于研究法辛烷值，两者差数一般为7～12，这个差数称为汽油的敏感性。

一些国家引用抗爆指数(ONI)这一指标来表示汽油抗爆性能。抗爆指数等于马达法辛烷值和研究法辛烷值的平均值。2/3/2023储运油料学我国车用汽油以研究法辛烷值和抗爆指数作为抗爆性指标。航空汽油的抗爆性除用辛烷值表示外，同时还必须用品度表示。这主要是辛烷值只能反映飞机在巡航时，发动机用贫混合气(过剩空气系数α=0.8～1.0)工作时的抗爆性。

当飞机起飞、爬高或战斗时，为了得到最大功率，发动机必须用富混合气(α=0.6～0.65)工作，此时需用品度来衡量汽油的抗爆性。2/3/2023储运油料学汽油辛烷值的测定是在标准试验用的可调压缩比的单缸发动机中测得的。将待测汽油与正标准燃料试样的抗爆性进行对比实验而测得的。所用的标准燃料是异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）和正庚烷的混合物。人为规定异辛烷的辛烷值为100，正庚烷的辛烷值为0，将这两种标准燃料按不同体积比混合就得到了不同抗爆性等级的正标准燃料混合物，以异辛烷的体积百分数作为正标准燃料混合物的辛烷值。

汽油的辛烷值表示与被测汽油抗爆性相同的正标准燃料混合物中纯异辛烷的体积百分数。汽油的辛烷值并不表示汽油中的异辛烷含量。

2/3/2023储运油料学航空汽油的品度测定是以纯异辛烷为标准燃料，规定异辛烷的品度为100。在规定的发动机和操作条件下，将待测航空汽油在富混合气条件下无爆震地所能发出的最大功率和纯异辛烷所能发出的最大功率之比，规定为航空汽油的品度。例如某汽油的品度为130即表明该汽油在富混合气下无爆震工作时所能得到的最大功率比异辛烷发出的最大功率大30%。2/3/2023储运油料学2．汽油的抗爆性与组成的关系汽油由各种烃类组成，对分子量大致相同的不同烃类

正构烷烃<环烷烃<正构烯烃<异构烷烃和异构烯烃<芳烃含芳香烃、异构烷烃多的轻质汽油辛烷值高

烷烃分子的碳链上分支越多，排列越紧凑，辛烷值越高。对于烯烃，双键位置越接近碳链中间位置，辛烷值越高。同族烃类，分子量越小，沸点越低，辛烷值越大。汽油的干点降低，辛烷值会升高。2/3/2023储运油料学族类五碳烃辛烷值六碳烃辛烷值七碳烃辛烷值八碳烃辛烷值正构烷烃n-C5H1261.9n-C6H1426n-C7H160n-C8H18-17烯烃C—C=C—C—C80C=C—C563C—C=C—C555环烷烃85777241异构烷烃90739596104100芳香烃106124＞1001462/3/2023储运油料学

汽油主要由含5～11个碳原子的烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃组成的，一般烷烃和环烷烃含量约为50%(体)，芳香烃含量小于30%，烯烃低于35%。表5一10中列出各族单体烃辛烷值的例子，从中可以看到，碳原子数相同的不同族烃类，其辛烷值以正构烷烃最低，具有高度分支侧链的异构烷烃、异构烯烃和芳香烃最高，环烷烃和带侧链较少的异构烷烃介于二者之间。正构烷烃、烯烃等在结构形式相同情况下，随着碳数增加，其辛烷值逐渐减小。族类五碳烃辛烷值六碳烃辛烷值七碳烃辛烷值八碳烃辛烷值正构烷烃n-C5H1261.9n-C6H1426n-C7H160n-C8H18-17烯烃C—C=C—C—C80

C=C—C563C—C=C—C555环烷烃85777241异构烷烃9073

95

96

104

100芳香烃

106124＞100

146族类五碳烃辛烷值六碳烃辛烷值七碳烃辛烷值八碳烃辛烷值正构烷烃n-C5H1261.9n-C6H1426n-C7H160n-C8H18-17烯烃C—C=C—C—C80

C=C—C563C—C=C—C555环烷烃85777241异构烷烃9073

95

96

104

100芳香烃

106124＞100

146(1)汽油抗爆性与其化学组成的关系2/3/2023储运油料学不同烃类辛烷值的差别是因为各族烃的氧化特点不同所造成的。正构烷烃所生成的过氧化物容易分解成两个新自由基，因而过氧化物积累速度快，易自燃。芳香烃和高度分支的异构烷烃所形成的过氧化物分解时不易形成新自由基。而环烷烃介于两者之间。因而烃类抗爆性以芳香烃和高度分支侧链的异构烷烃最好，环烷烃和烯烃次之，正构烷烃最差。

汽油的理想组分：高度分支的异构烷烃2/3/2023储运油料学汽油的族组成不同，其抗爆性差别很大。直馏汽油含芳香烃和异构烷烃量少，其辛烷值一般为35～60；含芳香烃和异构烷烃数量较多的催化裂化汽油，辛烷值较高，MON约为80左右,RON约为90左右。各种烃类调和时，其调和辛烷值不一定与其调和比例呈线性关系。烷烃与烷烃或与环烷烃的调和辛烷值与组分呈线性关系；而烷烃与芳香烃或与烯烃的调和辛烷值与组分没有线性关系，而且多数情况下有增值效应。2/3/2023储运油料学(2)汽油抗爆性与馏分组成的关系

正构烷烃中碳数C4

C5

C6

C7

C8

沸点/℃-0.536.568.798.4125.7辛烷值(马达法)90.561.9260-17

同一类烃中，随分子中碳原子数增加，沸点升高，抗爆性变差。同一原油的汽油馏分越轻，辛烷值越高。因此汽油在使用和储存过程中，轻组分的蒸发损失会引起汽油辛烷值的明显降低。2/3/2023储运油料学项目组成辛烷值大小MON数值直馏汽油正构烷烃多较低40～60催化裂化汽油异构烷烃、烯烃和芳烃较多较高～80催化重整汽油芳烃、异构烷烃高83～90烷基化汽油大量异构烷烃最高90～1002/3/2023储运油料学3、提高汽油辛烷值的方法

(1)改变加工工艺提高汽油辛烷值的根本方法是改变汽油的化学组成，增加高辛烷值的芳香烃和异构烷烃的含量。这可以通过与高辛烷值组分调合或经催化裂化、催化重整、异构化和烷基化等炼制过程来达到。直馏汽油辛烷值40～50；热裂化汽油辛烷值60～70；催化裂化汽油辛烷值70～80；催化重整汽油辛烷值80～90；烷基化汽油辛烷值90～100。

经过调合可满足不同的需要2/3/2023储运油料学（2）加入抗爆剂由于爆震是一种链反应，因而也可以用加入阻化剂的方法来抑制链反应，使反应链中断，防止爆震的产生。这是一种行之有效、成本低廉、普遍采用的另一种方法。这类阻化剂称为抗爆剂。曾使用的抗爆剂有四乙基铅、四甲基铅、甲基环戊二烯三羰基锰和不含金属的有机化合物。为了保护环境、保障人体健康，近年来各国都严格限制汽油中的含铅量，逐步禁止使用含铅汽油，推广使用无铅汽油。现在主要是非铅抗爆剂（如MMT等）甲基环戊二烯三羰基锰,18mg/L2/3/2023储运油料学汽油中掺入部分甲醇或乙醇可以提高汽油辛烷值并能部分代替汽油，也有采用叔丁醇与等体积甲醇的混合物作为掺配组分，其掺合辛烷值高达105～113。为了使汽油既达到从环境保护角度提出的要求，又具有较好的抗爆性，目前所采取的措施主要是掺如一定量的醚类化合物。

2/3/2023储运油料学表5-12两种醚类化合物的性质

MTBE和TAME这两种醚类的辛烷值都很高，其中目前最常用的是MTBE。这些醚类化合物都能与烃类完全互溶，具有良好的化学稳定性，蒸气压也不高，它加入汽油后并不改变汽油的基本性质，它可以改善汽油的蒸发性能，特别是改善了50%的馏出温度。加入汽油中还有助于降低汽油机排放废气中的污染物的含量。性质甲基叔丁基醚(MTBE)叔戊基甲基醚(TAME)相对密度0.7410.750RON118115MON101100(MON+RON)/2109.5107.5氧含量(质量分数)/%18.215.7沸点/℃55.386.3蒸汽压/kPa51222/3/2023储运油料学1、评定汽油安定性的方法和指标2、汽油组成对其安定性的影响3、储存条件对汽油安定性的影响4、改进汽油安定性的方法四、汽油的安定性

2/3/2023储运油料学汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性，简称安定性。安定性不好的汽油，在储存和输送过程中容易发生氧化反应，生成胶质，使汽油的颜色变深，甚至会产生沉淀。例如，在油箱、滤网、汽化器中形成粘稠的胶状物，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、排气阀门上会结焦，导致阀门关闭不严；沉积在气缸盖和活塞上将形成积炭，造成气缸散热不良、温度升高，以致增大爆震燃烧的倾向。由此可见，汽油的安定性不好会严重影响发动机的正常工作。2/3/2023储运油料学1．影响汽油安定性的因素化学组成：影响汽油安定性的根本原因

各种不饱和烃和非烃类化合物的存在是影响汽油安定性的根本因素储存条件：温度、阳光、空气、金属表面的催化作用。烯烃，二烯烃，苯烯烃，苯硫酚、吡咯及其同系物

2/3/2023储运油料学2、评定汽油安定性的方法和指标

由于汽油氧化变质与油中存在不饱和烃和非烃化合物有关，氧化反应经历一定的过程，氧化结果生成胶质。因而用不饱和烃含量、硫含量、氧化难易和胶质含量等表示汽油安定性的优劣。具休指标有：(1)碘值碘值表示汽油中不饱和烃的含量。不饱和烃与碘起加成反应，不饱和烃分子中的一个双键定量地消耗一个碘分子，测定结果以100g油样所消耗碘的克数表示，即gI2/100g，称为碘值。汽油的碘值大，表明不饱和烃含量多，其抗氧化定定性差。航空汽油(包括喷气燃料)规定碘值不能大于l2gI2/100g。测定方法为SH/T0234-92。2/3/2023储运油料学(2)硫含量

汽油中的硫化物易氧化促使油品变质，并会引起设备腐蚀等问题，因此必须限制汽油的硫含量。汽油等轻质油品的硫含量采用燃灯法测定【GB/T380-77（88）】，将油品在规定仪器的小灯中燃烧，用碳酸钠水溶液吸收燃烧生成的二氧化硫，并用容量分析法测定硫含量。2/3/2023储运油料学(3)酸度

成品汽油中所含有机酸极少，但在储存和使用中，由于汽油中不安定组分氧化而生成过氧化物，过氧化物分解，部分生成有机酸。汽油储存中酸度的增长是汽油变质的一个重要标志。酸度也是一个表示汽油安定性的重要质量标准。测定方法GB/T258。2/3/2023储运油料学(4)实际胶质

实际胶质是液体燃料在储存过程中重要的质量控制指标之一。实际胶质是指100mL燃料在试验条件下所含胶质的mg数，用mg/l00mL表示。测定方法GB/T8019模拟气化器的条件，经脱水和过滤的25mL试油放在150℃的油浴中，用150℃热空气吹扫油面，直至全部蒸发、残留物重量不变为止。残留物即为汽油的实际胶质。国产汽油要求实际胶质不超过5mg/100mL。2/3/2023储运油料学实际胶质通常表明燃料在使用过程中，在进气道和进气阀上可能生成沉积物的倾向。使用实际胶质小于10mg/l00mL汽油的汽车发动机，无故障行驶的里程数是无限制的；但汽油实际胶质为26～50mg/l00mL时，无故障行驶里程缩短到不能超过5000km。因此，储存中如发现汽油实际胶质有增长的趋势时，应尽快发出使用。2/3/2023储运油料学(5)诱导期

诱导期是保证汽油在储存中不迅速生成胶质和酸性物质而变质的指标。诱导期的测定方法GB/T8018是把一定量汽油置于100℃±1℃和686.5kPa±4.9kPa氧气流条件下，将汽油未被氧化所经历的时间(min)规定为诱导期。汽油中的二烯烃和非烃化合物是影响诱导期的主要因素。但诱导期长也不一定就说明汽油的安定性一定好2/3/2023储运油料学对于形成胶质过程来说，若以消耗氧的氧化反应为主，则汽油的诱导期愈长，表明汽油生胶倾向愈小。而有的汽油，形成胶质过程是以聚合反应和缩合反应为主，氧化反应居于次要地位，它们的诱导期虽然很长，但安定性并不好。例如某催化裂化汽油的诱导期虽然大于720min，但在320min时，油中的实际胶质已高达93mg/l00mL，大大超过质量标准的5mg/l00mL，表明其安定性很差。现在已经采用能更好地反映汽油储存安定性的测定方法SH/T0237一92来评定汽油的储存安定性，它是在93℃下把汽油储存16小时后，测定其吸氧量和生成的总胶质、用不安定指数BZ16值表示，BZl6值越小，汽油的储存安定性越好。2/3/2023储运油料学3、汽油组成对其安定性的影响

影响汽油安定性的最根本原因是其化学组成，汽油中的烷烃、环烷烃和芳香烃在常温下均不易发生氧化反应，而其中的各种不饱和烃则容易发生氧化和叠合等反应，从而生成胶质。汽油中所含有的不饱和烃是导致其性质不安定的主要原因之一。2/3/2023储运油料学在不饱和烃中，由于化学结构的不同，氧化的难易也有差异。其产生胶质的倾向依下列次序递增：

链烯烃﹤环烯烃﹤二烯烃在链烯烃中，直链的α一烯烃比双键位于中心附近的异构烯烃更不稳定。在二烯烃中，尤以共轭二烯烃、环二烯烃(如环戊二烯)最不安定，燃料中如含有此类二烯烃，除它们本身很容易生成胶质外，还会促使其它烃类氧化。此外，带有不饱和侧链的芳香烃也较易氧化。2/3/2023储运油料学除不饱和烃外，汽油中的含硫化合物，特别是硫酚和硫醇，也能促进胶质的生成。含氮化合物的存在也会导致胶质的生成，使汽油在与空气接触中颜色变红变深，甚至产生胶状沉淀物。催化裂化汽油和焦化汽油中含有微量酚类，酚本身能在空气中氧化，颜色逐渐由红色变为深褐色。汽油在储存过程中，不安定的烃类所氧化生成的醛、酮等类氧化物，与酚类能起缩合反应，生成树脂状深色不可溶物质。直馏汽油馏分不含不饱和烃，所以它的安定性很好；而二次加工生成的汽油馏分(如裂化汽油等)由于含有大量不饱和烃以及其他非烃化合物，其安定性就较差。2/3/2023储运油料学4、储存条件对汽油安定性的影响

汽油的变质除与其本身的化学组成密切相关外，还和许多外界条件有关，例如温度、金属表面的作用、与空气接触面积的大小等。

(1)温度

储存温度对汽油氧化速度影响很大。试验表明，温度每升高10℃，氧化生胶速度增加2.4～2.6倍。地面油罐每经历一个夏季，所储汽油质量明显下降，其原因是气温高，更重要的是夏季日夜温差大，储罐呼吸量增加，使储罐空间具有较高的氧浓度，加速了氧化反应过程。为了减少气温影响，常采用洞库或半地下库储存汽油，洞库常年气温变化很少，日夜温差也小，通常油温能保持在l0～15℃之间，从而也减少了因温差引起的油罐呼吸作用。2/3/2023储运油料学(2)金属表面的作用汽油在储存、运输和使用过程中不可避免地要和不同的金属表面接触，很多金属对汽油氧化有明显的催化加速作用。实验证明，汽油在金属表面的作用下，不仅颜色易变深，而且胶质的增长也加快。在各种金属中，铜的影响最大，它可使该汽油的诱导期降低75%，其他的金属如铁、锌、铝和锡等也都能使汽油的安定性降低。如果汽油中含有腐蚀性酸或碱，并与水和金属共存，则大大增加了金属离子的浓度，从而加剧了金属的催化氧化作用。2/3/2023储运油料学(3)与空气的接触面积及氧浓度汽油的氧化变质开始于其与空气接触的表面。燃料与空气的接触面积越大，氧化的倾向自然也越大。汽油能溶解一定量的氧气，溶解氧促使汽油氧化，所以储存过程中汽油的胶质生成量与储罐空间中气体的氧浓度密切相关。例如用浮顶油罐储存某种汽油，经16周以后，储罐空间中氧浓度近似零，此时汽油实际胶质为9mg/100mL；而同一汽油储存在有呼吸阀的油罐中，油罐上层空间的氧浓度经常保持在7%以上，经16周后，汽油实际胶质达17mg/100mL，比浮顶油罐储存汽油的实际胶质大一倍，继续储存到32周以后，增加到106mg/100mL。2/3/2023储运油料学因此汽油在储存中应尽量隔绝空气，有的在长期储存中采用以氮气置换油罐空间中空气的措施，氮气还具有置换汽油中溶解氧的作用，使汽油储存期可达十年以上。在一般储存条件下，难以做到油罐充氮，为了减少空间氧浓度，应尽量减少储罐呼吸次数，储罐应装到最大安全容量，以减少油面上方空间容积，也可以采用相对密封等措施。光照对氧化有加速作用。汽油在阳光照射下，吸收能量，烃类分子被活化，开始新的氧化链反应，其中以紫外光的影响最大。鉴于温度、光照以及与空气的接触状况均对汽油的安定性有明显的影响，因此在储存汽油时应采取避光、降温及降低与空气的接触面积等措施。2/3/2023储运油料学4、改进汽油安定性的方法汽油的氧化变质决定于汽油的化学组成，同时又被各种外界条件所加速。采用降低储油温度、减少温差变化、降低储罐空间氧浓度，避免与金属接触和避光储存等措施可以延缓汽油变质，但不能解决根本问题。而选用不同精制方法除去汽油中不安定组分的根治方法又很难完全实现。通常采用较经济的方法是适当精制汽油，然后加入添加剂来改进汽油的安定性。2/3/2023储运油料学汽油中一般同时加入几种作用不同的添加剂，彼此相互补充，表现出一种总的稳定效能，并能减少添加剂的总用量。二次加工汽油中加入的添加剂通常有抗氧剂和金属钝化剂。抗氧剂能中断氧化链反应，金属钝化剂分子能与金属离子结合，使金属失去催化氧化作用。这类添加剂加入的时间对添加效果影响很大，一般在油品精制后尚未与空气接触的情况下加入效果最好。当汽油已与空气接触，不安定组分已开始氧化以后再加入添加剂，则加入量需大大增加或甚至无效。2/3/2023储运油料学常用的抗氧剂有2,6-二叔丁基对甲酚(代号为T501)、N,N’-二仲丁基对苯二胺(又名5号防胶剂)等。金属钝化剂有N，N’-工业水杨己二胺，常与5号防胶剂复合使用。含有乙基液的航空汽油，加入少量的对羟基二苯胺抗氧剂，是防止四乙基铅分解的有效措施之一。2/3/2023储运油料学五、汽油的腐蚀性

汽油在使用和储运过程中均与金属相接触，为此要求控制汽油及其燃烧产物对金属的腐蚀性。汽油中会引起腐蚀的物质主要有硫及含硫化合物、有机酸和水溶性酸或碱等。

2/3/2023储运油料学1、硫及含硫化合物

硫及各类含硫化合物在燃烧后均生成SO2及SO3，他们对金属有腐蚀作用，特别是当温度较低遇冷凝水形成亚硫酸及硫酸后，更具有强烈腐蚀性。目前，国内在车用汽油质量标准中规定其硫含量不大于0.05%。从保护环境考虑，欧美发达国家对硫含量规定不大于0.005%。元素硫在常温下即对铜等有色金属有强烈的腐蚀作用，当温度较高时它对铁也能腐蚀。2/3/2023储运油料学汽油中所含的含硫化合物中相当一部分是硫醇，硫醇不仅具有恶臭还有较强的腐蚀性。当汽油中不含硫醇时，元素硫的含量达到0.005%会引起铜片的腐蚀；而当汽油中含有0.001%的硫醇时，只要有0.001%的元素硫就会在铜片上出现腐蚀。为此，在汽油的质量标准中不仅规定了硫含量指标，同时还规定硫醇含量不大于0.001%，以及铜片腐蚀试验(50℃，3h)符合要求。2/3/2023储运油料学2、有机酸

汽油中的有机酸一般情况下主要是原油中原来就含有的环烷酸，在储存过程中也可能由于氧化而生成少量的有机酸。这些有机酸对金属有腐蚀作用，其中相对分子质量较小的有机酸腐蚀性更强。汽油中有机酸的含量用酸度来表示。2/3/2023储运油料学3、水溶性酸或碱

正常生产出的汽油本不应该含有水溶性酸或碱，但是，如果生产中控制不严，或在储存运输过程中容器不清洁，均有可能混人少量水溶性酸或碱。水溶性酸对钢铁有强烈腐蚀作用，水溶性碱则对铝及铝合金能强烈地腐蚀。汽油的质量指标中规定不允许含有水溶性酸或碱。2/3/2023储运油料学六、国产汽油的品种与质量标准

所谓产品标准，就是指国家或主管部门(部或总公司)或企业规定各个产品必须达到的各项质量指标。质量标准分为国家标准(代号GB)、中国石油化工总公司标准(代号SH)和企业标准(代号Q)三个等级。石油产品的标准是以油品的使用要求为依据，兼顾我国原油性质、现有生产技术水平和经济合理性，统一权衡，由一定级别的主管单位制定。正式颁布的产品标准具有一定的“法令性”，是生产、运销和使用等各个部门所必须遵循的统一准则。但产品标准也不是一成不变的。随着发动机的发展，油品使用条件变化和环保要求，对油品使用要求也随之改变，产品标准也须作相应的调整，这种调整必须由制定标准的主管部门颁布新标准来加以确认。2/3/2023储运油料学现在我国石油产品标准正在不断地同国际标准(ISO)接轨，尽可能采用国际标准，因而近年来标准变化较多。目前我国生产的汽油机燃料有航空汽油【GBl787-79（88）】、车用无铅汽油(GB17930-99)。根据辛烷值的不同，航空汽油分为75号、95号和100号三种牌号，其代号分别为RH-75、RH-95/130、RH-100/130，车用汽油分为90号和93号97号三种。2/3/2023储运油料学

产品标准和牌号前的字母是汉语拼音字的第一个字母合并而成的。例如GB表示“国标”，即中华人民共和国标准局批准发布的国家标准；SH为部(或石化总公司)批准发布的标准。RH表示燃料类航空汽油，其余类推。标准代号后面的第一组数字例如1787、17930等分别表示该标准的顺序号。第二组数字如88、99分别表示该标准审定颁布的年份。

2/3/2023储运油料学表5-15车用无铅汽油的质量标准

GB17930-99

项目90号93号95号质量指标抗爆性研究法辛烷值(RON)不小于抗爆指数(MON十RON)/2不小于908593889590GB/T5487GB/T503铅含量①/（g/L）不大于0.0050.0050.005GB/T8020馏程l0%蒸发温度/℃不高于50%蒸发温度/℃不高于90%蒸发温度/℃不高于97.5%蒸发温度/℃不高于终馏点℃不高于残留量及损失量φ/%不大于残留量φ/%不大于70120190—205—270120190—205—270120190—205—2GB/T65362/3/2023储运油料学续表5-15车用无铅汽油的质量标准

GB17930-99蒸气压/kPa从9月16日至3月15日不大于从3月16日至9月15日不大于—8874—8874—8874GB/T257GB/T8017实际胶质②/(mg/l00mL)不大于555GB/T509诱导期/min不小于480480480GB/T256硫含量ω/%不大于0.100.100.10GB/T380硫醇(需要满足下列要求之一)博士试验硫醇硫含量ω/%不大于通过0.001通过0.001通过0.001SH/T0174GB/T17920.052/3/2023储运油料学续表5-15车用无铅汽油的质量标准

GB17930-99铜片腐蚀(50℃，3h)/级不大于111GB/T5096水溶性酸或碱无无无GB/T259机械杂质及水分无无无目测苯含量φ/%不大于2.52.52.5ASTMD3606—1996芳烃含量φ/%不大于404040GB/T11132烯烃含量φ/%不大于353535GB/T111322/3/2023储运油料学规格世界燃油规范Ⅰ类世界燃油规范Ⅱ类世界燃油规范Ⅲ类世界燃油规范Ⅳ类中国2006年研究法辛烷值>91>95>98>90,93,95硫，ppm<1000200305～10500苯，%(体积分数)<5.02.51.01.02.5芳烃，%(体积分数)<5040353540烯烃，%(体积分数)<2010.010.035氧，%(质量分数)<2.72.72.72.72.7世界燃油规范与我国车用无铅汽油新标准的比较2/3/2023储运油料学七、醇类汽油机燃料

为了应付石油危机、提高燃料供应的安全性，改善我国的能源结构(我国能源结构的一大特点是煤多油少，地区分布不平衡。在这种情况下，以煤为原料生产甲醇，再以甲醇代替汽油是改善能源结构的重要措施。),

为石油资源枯竭后燃料品种的平稳过渡作准备，减少污染，保护环境等。应付石油危机是替代燃料研究的重要动力。除了上述目的意义之外，替代燃料的研究在军事上也有重要意义，替代燃料的研究成果为战时应急代用提供依据。2/3/2023储运油料学(1)

具有较高的热值，特别是混合气的热值应能满足发动机的动力性要求；(2)适当的蒸发性，能满足车辆启动、行驶、加速、怠速等工况的要求；(3)良好的材料适应性，对金属、橡胶等材料无腐蚀，对发动机寿命和可靠性无不良影响；(4)能量密度高，贮存、运输方便；(5)发动机结构变动小，技术上可行；(6)最好能够利用现有的燃料储运分配系统；对人类健康、环境保护和安全防火等无有害影响。

可用作燃料的物质种类很多，但作为发动机燃料，必须具备一定的性能。优良的发动机替代燃料应该具备以下性能要求：2/3/2023储运油料学替代燃料种类很多，来源和加工方法各异，理化性质和使用性能差别很大，要求替代燃料完全满足上述所有要求是不现实的。事实上，只要能够满足主要性能要求，并能通过采取可行的技术措施，如发动机适当改造或燃料中加添加剂，能满足其他方面的要求，就不失为优良的替代燃料。除了上述性能方面的要求外，作为发动机替代燃料还必须具备资源丰富、生产制造技术可行、价格便宜等前提条件，否则性能再好也不可能广泛使用。2/3/2023储运油料学用作发动机替代燃料的醇类主要是甲醇和乙醇。甲醇和乙醇作发动机替代燃料的一大优点是制造原料丰富，生产工艺成熟。甲醇可以从煤、天然气、木材等原料制取，乙醇既可以从农作物(谷物、甘蔗等)的发酵生产，也可以用化工原料(乙烯、乙炔)制备。这就避免了像原油那样因分布过分集中而使其供应受到各种因素制约。2/3/2023储运油料学醇类燃料最主要的优点还在于能够达到比烃类燃料低得多的排放标准，对减少大气污染大有好处。另外醇类辛烷值高，甲醇的RON/MON为114/95，乙醇为111/94，其调和辛烷值则更高。作点燃式发动机燃料时可以用于压缩比较高的发动机，提高发动机的热效率。当然醇类燃料也存在一些不足：首先醇类燃料热值较低，燃料消耗量大。但它们的混合气的热值还比较高，并可通过提高发动机压缩比，从而保证发动机的动力性。其次，甲醇和乙醇的低温蒸发性差，蒸发潜热高，不利于低温冷启动。2/3/2023储运油料学目前国家规定了以淀粉质、糖质为原料，经发酵、蒸馏制得乙醇，脱水后，再添加变性剂（车用无铅汽油）变性的燃料乙醇。它可以按规定的比例与汽油混合作为车用点燃式内燃机的燃料。燃料乙醇为未加变性剂的、可作为燃料用的无水乙醇。变性剂为添加到燃料乙醇中使其不能饮用，而适于作为车用点燃式内燃机燃料的无铅汽油。2/3/2023储运油料学表5-16变性燃料乙醇标准GB18350-2001

项目质量指标外观清澈透明，无肉眼可见悬浮物和沉淀物乙醇φ/%≥92.1甲醇φ/%≤0.5实际胶质/(mg/l00mL)≤5.0水分φ/%≤0.8无机氯（以Cl—计）/（mg/L）≤32酸度（以乙酸计）/（mg/L）≤56铜/（mg/L）≤0.08pHe值①

6.5～9.02/3/2023储运油料学在不添加含氧化合物的液体烃类中加入一定量变性燃料乙醇及改善使用性能的添加剂后，组成的车用乙醇汽油，适用于作为车用点燃式内燃机燃料，其标准列于表5-16。

注：应加入有效的金属腐蚀抑制剂，以满足车用乙醇汽油铜片腐蚀的要求。

2/3/2023储运油料学表5-16车用乙醇汽油标准（GB18351-2001）

项目90号93号95号质量指标抗爆性研究法辛烷值(RON)不小于抗爆指数(MON十RON)/2不小于908593889590GB/T5487GB/T503铅含量①/（g/L）不大于0.0050.0050.005GB/T8020馏程l0%蒸发温度/℃不高于50%蒸发温度/℃不高于90%蒸发温度/℃不高于终馏点℃不高于残留量/%不大于701201902052701201902052701201902052GB/T65362/3/2023储运油料学续表5-17车用乙醇汽油标准（GB18351-2001）蒸气压/kPa从9月16日至3月15日不大于从3月16日至9月15日不大于—8874—8874—8874GB/T257GB/T8017实际胶质②/(mg/l00mL)不大于555GB/T8019诱导期/min不小于480480480GB/T8018硫含量ω/%不大于0.100.100.10GB/T380硫醇(需要满足下列要求之一)博士试验硫醇硫含量ω/%不大于通过0.001通过0.001通过0.001SH/T0174GB/T17920.052/3/2023储运油料学续表5-17车用乙醇汽油标准（GB18351-2001）铜片腐蚀(50℃，3h)/级不大于111GB/T5096水溶性酸或碱无无无GB/T259机械杂质及水分无无无目测苯含量/%不大于2.52.52.5ASTMD3606—1996芳烃含量/%不大于404040GB/T11132烯烃含量/%不大于353535GB/T111322/3/2023储运油料学续表5-17车用乙醇汽油标准（GB18351-2001）⑥不得人为加入，但允许加入作为助溶剂的高级醇。⑦锰含量是指汽油中以甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）形式存在的锰含量，含锰汽油在储存、运输和取样时应避光。⑧铁不得人为加入。水分φ/%不大于0.150.150.15SH/T0246乙醇含量φ/%10.0±2.010.0±2.010.0±2.0SH/T0663其他含氧化合物φ/%未检出⑥

未检出⑥

未检出⑥

SH/T0663锰含量⑦/(g/L)不大于0.0180.0180.018SH/T0711铁含量⑧/(g/L)不大于0.0100.0100.010SH/T070122/3/2023储运油料学

一、柴油机的工作原理及对燃料的要求二、柴油的燃烧性能和蒸发性能三、柴油的雾化性能和供油性能四、柴油的热氧化安定性和储存安定性五、柴油的腐蚀性和磨损六、柴油的种类和质量标准第二节柴油

2/3/2023储运油料学柴油是压燃式发动机的燃料，也是目前国内消费量最大的发动机燃料，分为馏分型和残渣型两种。

轻柴油：>1000r/min的高速发动机，按凝点划分牌号10#、5#、0#、-10#、-20#、-35#和-50#

重柴油：中速、低速（<500r/min）发动机，按黏度分级

（10#、

20#、

30#）残渣型：大功率、低速船用柴油机，按黏度划分牌号

2/3/2023储运油料学(1)具有较高的经济性。柴油机的压缩比可达14～22，热功效率高，其单位功率燃料消耗量比汽油机低30%～40%，功率大、耗油少；(2)所用燃料的沸点高、馏程宽、来源多、成本低。在没有合适的柴油时，容易用其他燃料暂时代替；(3)具有良好的加速性能，不需经过预热阶段即可以转入全负荷运转；(4)工作可靠耐久，使用保管容易；(5)柴油闪点比汽油高，使用管理中着火危险性较小，这对于在船舶、舰艇和坦克等装备中使用具有重要意义。柴油机得到日益广泛的应用，大量用于载重汽车、公共汽车、拖拉机、机车、船舶和各种农业、建筑、矿山、军用机械作为动力设备。柴油机所以能如此广泛地被应用，与汽油机相比，主要有以下几个优点：2/3/2023储运油料学一、柴油机的工作原理及对燃料的要求

柴油机和汽油机都是内燃机，两者有相似之处，但工作原理有着本质的不同。柴油机比较笨重，单位功率所需金属比汽油机多：高速柴油机单位功率所需金属为5～10Kg，低速柴油机为30～50Kg；而汽油机仅为3～8Kg柴油机主要由曲轴连杆机构、配气机构、润滑系统、冷却系统和燃料系统构成，它与汽油机不同之处在于没有气化器和电点火系统，但有一套专门的柴油高压喷射装置。2/3/2023储运油料学2/3/2023储运油料学1．与汽油机的相同之处都有四冲程：进气、压缩、燃烧膨胀、排气都是内燃机

2．与汽油机的不同之处柴油机压缩的只是空气，压缩比可以更大汽油机电火花点燃→点燃式发动机；

柴油机自燃→压燃式发动机

汽油机：汽油在气化室气化后与空气一起进入燃烧室(气缸)压缩，在压缩阶段末点火燃烧；

柴油机：空气进入气缸，被压缩升温，在压缩阶段末喷入柴油而自燃。

2/3/2023储运油料学汽油机、柴油机的主要区别汽油机柴油机吸入油气(汽油+空气)，预先混合只吸入空气，预先不混合油气一同压缩只压缩空气压缩比低（8-10），受燃料性质影响压缩比高（13-24），不受燃料性质影响电点火，燃料自燃点高有利自燃，燃料自燃点低有利热功效率低（21%-28%）热功效率高（35%-43%）汽油机单位马力耗油多柴油机单位马力耗油少汽油闪点低，危险性大柴油闪点较高，危险性较小2/3/2023储运油料学

根据柴油机的工作特点，对燃料提出一系列要求。对于轻柴油来说，其主要使用性能有以下几方面：

(1)具有良好的燃烧性能，保证柴油机工作平稳，经济性好；(2)在柴油机工作环境下，具有良好的燃料供给性能；(3)良好的雾化和汽化性能；(4)良好的热安定性和储存安定性；(5)对机件没有磨损和腐蚀性。2/3/2023储运油料学

1、评定柴油抗爆性的指标2、影响柴油燃烧性能的因素3、柴油组成与其燃烧性能的关系二、柴油的燃烧性能和蒸发性能

2/3/2023储运油料学柴油的燃烧性能表示它的燃烧平稳性，又称为柴油的抗爆性，通常用十六烷值来衡量。柴油经喷油嘴喷入气缸后，在高温高压空气中迅速雾化、蒸发，与高温高压空气形成混合气，烃类分子与氧反应生成过氧化合物，当过氧化物积累到一定浓度后便自燃着火，开始燃烧。从柴油喷入气缸到着火燃烧要经历一段时间，这段时间称为滞燃期。各种柴油的滞燃期不同，从百分之几秒到千分之几秒。自燃点低的柴油，其滞燃期短，发动机工作平稳、柴油的燃烧性好。柴油的自燃点高，滞燃期长，在自燃着火前喷入的柴油就多，开始自燃时，大量柴油在气缸内同时燃烧，气缸内压力、温度急剧增大，导致出现敲击气缸的声音、发动机过热等问题，即产生爆震现象。结果使发动机功率下降，零件磨损增加，甚至损坏机件。2/3/2023储运油料学柴油机和汽油机的爆震现象相似，但产生的原因却完全不同。汽油机是由于燃料自燃点太低，太容易氧化，过氧化物积累过多，以致电火花点火后，火焰尚未到达的区域中的混合气体便已自燃，形成爆震。柴油机的爆震原因怡恰相反，由于燃料自燃点过高，不易氧化，过氧化物积累不足，迟迟不能自燃，以致在自燃开始时，气缸中燃料积累过多而出现爆震现象。因此，柴油机要求自燃点低的燃料，而汽油机要求使用自燃点高的燃料。

2/3/2023储运油料学1、评定柴油抗爆性的指标

表示柴油自燃倾向和爆震情况的指标是十六烷值，是柴油的重要质量指标。十六烷值在标准的试验用单缸柴油机(十六烷值机)中测定。标准燃料是由正十六烷和α-甲基萘(或七甲基壬烷)按不同体积比例调配而成。正十六烷具有很短的发火延迟期，自燃性能很好，规定其正十六烷的十六烷值为100。而α-甲基萘的发火延迟期很长，自燃性能很差规定其十六烷值为0(七甲基壬烷的十六烷值为15)。把所测燃料与标准燃料进行对比，与其发火性能相同的标准燃料的十六烷值即为所测燃料的十六烷值。2/3/2023储运油料学例如十六烷值为52的柴油，其抗爆性与由52%正十六烷和48%α-甲基萘配成的标准燃料相同。应注意十六烷值并不表明柴油中所含的正十六烷数量，例如乙醚的十六烷值为52，但它并不含正十六烷。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。使用十六烷值过低的柴油，很容易引起爆震，结果降低了发动机功率，增大了柴油消耗量。例如在同一发动机中，使用馏分相同而十六烷值分别为35和46的两种柴油工作，结果表明前一种柴油的耗油量比后一种多6.5%。同时十六烷值高的柴油，起动性能也好。2/3/2023储运油料学两种馏分相同的柴油在相同工作条件下，十六烷值为53的柴油，3秒钟内就可以使柴油机起动，而十六烷值为38的柴油却需要45秒钟。柴油的十六烷值并不是越高越好。当十六烷值从50提高到70或更高时，滞燃期的缩短有限，对燃烧状况改善不多。但因烃类在高温下裂化反应加快，在气缸内形成大量游离碳，来不及完全燃烧而形成黑烟随废气排出，反而增大耗油量，降低柴油机功率。不同转速的柴油机对柴油十六烷值要求不同，不应过高或过低，有些柴油（如舰艇专用柴油）要求控制十六烷值，以免过高。柴油机转速与柴油十六烷值相应关系列于表5-18中。2/3/2023储运油料学表5-18不同转速柴油机对柴油十六烷值的要求

柴油机转速/（转/分）要求柴油的十六烷值﹤10001000～1500﹥150035～4040～4545～602/3/2023储运油料学柴油的十六烷值除采用十六烷值机测定外，在没有条件直接测定燃料的十六烷值的情况下，可用下列经验公式从柴油的理化性质来关联其燃烧性能。比较普遍采用柴油指数（DieselIndex)简称DI作为柴油抗爆性的一种指标。（5-1）

式中DI-柴油指数；tA-柴油的苯胺点，℃；-柴油在15.6℃时的相对密度。2/3/2023储运油料学式中CN-计算十六烷值。

（5-2）

2/3/2023储运油料学对于直馏和催化裂化柴油，以及二者的混合物，我国现提出也可用十六烷指数来定量其抗爆性，十六烷指数是表示柴油抗爆性能的一个计算值，它是用来预测馏分燃料的十六烷值的一种辅助手段。其计算按GB/T11139-89《馏分燃料十六烷指数计算法》标准方法进行，该标准参照采用了ASTMD976-80标准方法。当试样量很少或不具备发动机试验条件时，计算十六烷指数是估计十六烷值的有效方法。当原料和生产工艺不变时，可用十六烷指数检验柴油馏分的十六烷值，进行生产过程的质量控制。

2/3/2023储运油料学试样的十六烷指数按下式计算：

CI=431.29-1.586.88ρ20+730.97（ρ20）2+12.392（ρ20）3+0.0515（ρ20）4-0.554B+97.803（lgB）2

(5-3)式中CI－试样的十六烷指数；

ρ20－试样在20℃时的密度，g/mL；B－试样的中沸点，℃。式(5-3)的应用有一定的局限性，它不适用于计算纯烃、合成燃料、烷基化产品、焦化产品以及从页岩油和油砂中提炼的燃料的十六烷指数，也不适用于计算加有十六烷改进剂的馏分燃料的十六烷指数。2/3/2023储运油料学目前，十六烷指数已列入我国车用柴油的质量指标。十六烷指数还可按GB/T11139或SH/T0694一2000《中间馏分燃料十六烷指数计算法(四变量公式法)》来计算。虽然十六烷指数和柴油指数的计算简捷、方便，很适用于生产过程的质量控制，但也不允许随意替代用标准发动机试验装置所测定的试验值，柴油规格指标中的十六烷值必以实测为准。2/3/2023储运油料学2、影响柴油燃烧性能的因素

(1)柴油机的压缩比：提高柴油机压缩比，可以提高压缩终了时空气的温度和压力，加快喷入柴油细滴的蒸发和氧化速度，从而缩短了滞燃期，改善了柴油的燃烧情况。(2)柴油的供油量和雾化、蒸发状态：供油量的多少，决定于柴油的滞燃期和工作行程。供油量过多，柴油燃烧不完全，增大耗油量，并会发生爆震燃烧。若柴油喷入气缸后雾化的液滴细小而均匀，则容易蒸发，与空气混合容易均匀，燃烧条件好，不容易产生爆震。

柴油在柴油机中燃烧情况和是否容易产生爆震，与柴油使用条件和柴油质量有关，主要影响因素为：2/3/2023储运油料学

(3)进气条件和空气运动状态：采用增压机提高进入气缸的空气压力和空气的进入量，改善柴油的着火燃烧条件。改善气缸中空气运动状态，增加涡流运动，可以加速柴油的分散雾化，有助于同空气形成均匀的混合气，有利于柴油的氧化和着火燃烧。因而高速柴油机结构中采用了相应措施，出现了涡轮增压柴油机。(4)柴油的质量（化学组成和馏分）：影响柴油燃烧性能的主要因素是柴油的自燃点，它决定了柴油的滞燃期长短。自燃点低的柴油，滞燃期短，发动机工作平稳。其它因素还有柴油的蒸发性能和雾化性能，将在后面分别讨论。2/3/2023储运油料学3、柴油组成与其燃烧性能的关系

与柴油燃烧性能密切相关的滞燃期和自燃点主要决定于柴油的化学组成。不同烃类的氧化速度和产物是有差别的，正构烷烃在热的作用下，氧化反应速度最快，生成过氧化物和自燃点很低的不完全氧化物，芳香烃则相反，环烷烃介于两者之间。烷烃的十六烷值最高，环烷烃次之，芳香烃最低。2/3/2023储运油料学表5-19柴油化学组成对十六烷值的影响

柴油编号柴油的化学组成，重%十六烷值烷烃环烷烃芳香烃12345

858075674591012152261013183366635545322/3/2023储运油料学柴油的馏分组成对自燃点也有影响，随着烃类沸点升高，相对分子质量增加，其自燃点降低，十六烷值相应变大，这也是柴油馏程通常应比汽油高的原因之一。柴油的蒸发性能影响其燃烧性能：柴油的蒸发速度取决于其所处的温度高低、蒸发面的大小和馏分组成。由于柴油喷入气缸后先气化并与空气形成可燃性混合气后才能自燃，所以形成混合气速度越快，越有利于燃烧。而混合气形成的速度决定于柴油的蒸发速度。2/3/2023储运油料学馏分组成较轻的柴油蒸发速度快，有利于混合气的形成，使其燃烧速度快，启动性好；但如果馏份组成太轻，因自燃点过高而易出现爆震现象。馏份过重的柴油，在气缸中不能很快气化形成均匀的可燃混合气，以致在膨胀过程中燃料还在继续燃烧，末蒸发的油滴裂解而产生气体烃和炭粒，使积炭量和耗油量增加，经济性能变差。

2/3/2023储运油料学研究证明，柴油中小于300℃馏分的含量，对单位耗油量和启动性有决定性影响。同一柴油机使用燃烧性能相同而馏程不同的三种柴油，其单位耗油量和启动性情况分别列于表5-20和表5-21中。

柴油在300℃时馏出量/%393120柴油机单位耗油量/%100114131表5-20柴油馏程与单位耗油量的关系2/3/2023储运油料学表5-22柴油50%馏出温度同启动性的关系国产轻柴油标准(GD/T19147一2003)中规定馏程中50%馏出温度不能高于300℃。不同转速柴油机对柴油馏程要求不同，轻柴油规定了馏程要求。低速柴油机使用的重柴油因要求不高，不要求馏程，只限制了残炭量。总的说来，对柴油的馏分要求不如对汽油的馏分要求那么严格。

柴油50%馏出温度/℃200225250275285柴油机启动时间/s8102760902/3/2023储运油料学柴油标准中规定了闪点要求，这是因为柴油的馏程要求只规定柴油馏分组成不能太重，以保证柴油的蒸发性能，但并未规定馏分不能过轻的界限温度。为了控制柴油蒸发性不要太强，规定-20#以上轻柴油的闪点不得低于55℃；-50#和-35#轻柴油的闪点不得低于45℃闪点过低的柴油，蒸发损失大，储存和使用的安全性能差，所以闪点也是确保安全的质量标准。2/3/2023储运油料学三、柴油的雾化性能和供油性能

柴油机以较重的馏分作为燃料，柴油的粘度和凝点都比汽油高。在各种外界条件下，要确保柴油机都能向气缸中连续、定量地供给雾化良好的燃料，这就要求比汽油机供应燃料要复杂得多。为此，柴油的产品标准中规定了粘度、凝点、机械杂质和水分等一系列保证柴油雾化和供油性能的指标。2/3/2023储运油料学1、粘度

柴油的粘度直接影响向气缸的供油量、雾化状态、燃烧情况和高压油泵的磨损程度，是一个重要的质量指标。在柴油机气缸中形成可燃性混合气的条件比汽油机苛刻。对于同样转速为2000转/分的柴油机来说，这段时间仅为0.002～0.003秒，几乎只有汽油机的1/10。因而柴油必须具备良好的雾化、供油性能，以保证形成必要的可燃混合气。2/3/2023储运油料学柴油的粘度过大，影响油泵抽油效率，减少了供油量，同时喷入气缸时的喷射角小，射程远，此时雾化形成的油滴平均直径大，蒸发总表面积小而气化不良，以致与空气混合不均匀；由于射程远，油滴可能落在气缸壁和活塞头上，燃烧时易形成积炭，结果增大了耗油量，降低了柴油机功率。如果柴油粘度过小，雾化状态虽有所改善，但喷油时喷射角大而射程近，油滴集中在喷油嘴附近，同样也不能与气缸中全部压缩空气混合，因而柴油燃烧时空气不足，燃烧不完全，也导致功率下降，耗油率增大