炼油工艺学课件

2024/1/19《》第一章绪论2024/1/19《》第一章绪论

从石油加工工程课中学到什么?国内外炼油工业的发展、现状及新世纪面临的挑战授课内容及教与学的方法几点希望和要求2024/1/19《》石油作为一个工业的发展始于19世纪中叶(1859年)，在140多年的发展中，石油工业经历了三个时期：石油主要用作照明的“灯油”时代--19世纪末石油主要用作发动机燃料的“动力燃油”时代-20世纪中叶石油既作燃料、又作化工原料的“综合利用”时代，即当今的石油化工时代--20世纪后半叶开始

二.国内外炼油工业的发展与现状2024/1/19《》世界能源消费结构(%)变化煤炭石油与天然气其他1900年1950年1970年1990年2001年95.059.3(95.0)32.627.3(76.2)24.71(~70)4.039.1(3.39)65.360.2(18.7)62.18(~25)1.01.62.112.513.11括号内数据为中国2024/1/19《》世界石油消费量情况石油消费水平现已成为一个国家综合国力和经济发展程度的重要标志，是国家安全、经济繁荣的关键和社会文明的基础年人均消费量kg/人：世界~580

美国4200日本2040

韩国1500台湾1200

中国1592024/1/19《》我国是最早发现和利用石油的国家之一，在古代曾一度处于世界领先地位北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中第一次使用“石油”这一名称：“夫（同音字）延境内有石油，生于水际沙石，与泉水相杂，颇似淳漆，燃之如麻，但烟甚浓”，并预言“此物后必大行于世”解放前，由于长期封建、半封建、半殖民地统治，石油的开发及加工生产发展极为缓慢。49年以前，全国石油累计生产67.7万吨，炼油能力只有17万吨2024/1/19《》我国石油工业1949年后发展迅速。发现了以大庆、胜利为代表的342个油田(储量1亿吨以上的有26个)，110个气田(储量100亿立方米的有17个)。2002年我国原油产量1.6475亿吨（世界第四）我国炼油工业1965年后发展突飞猛进。目前两大集团公司共有95个炼油厂，炼油能力已达22641万吨，仅次于美国(82822)、俄罗斯(27177)和日本(23932)，居世界第四中国现已成为世界产油大国和炼油大国2024/1/19《》我国炼油能力增长情况

年炼油能力/万吨/a1949171952991965142319841075019941810019972000020022264120103.0~3.5亿吨2024/1/19《》炼油企业规模、生产装置规模偏小，经济效益受影响装置利用率（负荷率或开工率）较低(国外>80%，国内~80%)，且难以适应原油品种结构变化炼油装置结构不太合理，导致产品质量、档次低，综合商品率低(~90%)，产品结构与市场的矛盾突出，缺乏市场竞争力装置生产周期短，物耗、能耗较高，劳动生产率低轻质油收率较低(~66%)，加工损失率较高(~1.39%)市场需要清洁燃料，标准越来越高

我国炼油工业面临的主要问题2024/1/19《》炼化企业规模现状（截止2002年）

世界

中国

炼厂个数

73295平均规模（万吨/年）

554238>1000万吨/年

100座4坐>2000万吨/年

15座无最大规模（万吨/年）

47001800（镇海）

单套能力（万吨/年）一般>1000<500

最大125010002024/1/19《》炼油装置结构状况装置名称中国美国世界

催化裂化

34.533.016.6

加氢精制

10.264.745.2(含加氢处理)

催化重整

5.221.813.9

烷基化

0.616.72.3

异构化

03.81.72

醚化

0.020.80.32024/1/19《》国内外炼厂技术经济指标对比

国外平均中石油股份中石化股份平均规模/万吨

540379480开工率/%>9073.6581.0综合商品率/%>92~9390.9291.78加工损失率/%0.501.051.12轻油收率/%>7368.5370.10单位能耗

10.013.9013.91

千克标油/吨2024/1/19《》

上述问题也正是我国炼化企业与世界先进水平存在的主要差距。加入WTO后，我国炼油工业将面临来自全球市场前所未有的压力和挑战目前，我国炼化企业将以结构调整为重点，加大投资力度、加快技术创新和技术改造，以提高市场竞争能力和满足环保要求为目的，加快发展2024/1/19《》20世纪被称为工业经济时代，其发展模式是高增长、高投入、高消耗、高排放、高污染。21世纪世界已由工业经济时代跨入知识经济时代，其发展模式是高智力、高效益、高增长、低消耗、低排放、低污染，世界各国都将以可持续发展战略来发展经济，这一大趋势必将对炼油工业产生重大影响2024/1/19《》世界炼油工业面临的挑战和机遇挑战：经济全球化、市场国际化、竞争白热化炼化企业如何提高竞争实力？生态环境日益恶化，环保要求日益强劲，生产清洁、超清洁优质石油产品大势所趋炼油工业如何发展绿色技术，生产绿色产品？石油产品需求量持续增长，原油质量逐渐变差（高硫、高金属、高残炭），传统炼油技术已难以适应炼化企业如何靠改革、技术创新、管理创新提高生存能力？2024/1/19《》世界炼油工业面临的挑战和机遇机遇：丰富的油砂沥青和天然气资源，为炼油工业提供了巨大的发展空间高新技术（如膜技术、生物技术、纳米技术等）的快速发展为炼油工业提供了坚实的技术支持2024/1/19《》新世纪炼油工业的发展方向调整企业结构，采取兼并、联合、重组措施，充分发挥规模优势，增强竞争实力炼油-化工一体化，优化资源配置，提高经济效益发展深度加工，提高资源利用率采用清洁技术、生物技术、合成技术，生产清洁和超清洁油品，减少污染、降低成本、满足未来需求2024/1/19《》我国石化行业“十五”发展目标以结构调整为主线，以提高竞争力为核心全国炼油综合能力达2.7亿吨，其中加工进口原油7500万吨以上建成8~9个千万吨级炼油基地乙烯生产能力超过900万吨，建成上海、杨子2个百万吨级乙烯基地提升炼油、发展乙烯，实现石化大国走向石化强国的重大转变2024/1/19《》

第一章绪论

从石油加工工程课中学到什么?国内外炼油工业的发展、现状及新世纪面临的挑战授课内容及教与学的方法几点希望和要求2024/1/19《》教材：寿德清、山红红主编《石油加工概论》参考教材：《石油炼制工程》，林世雄主编，第三版，石油工业出版社授课内容：基础知识：介绍石油和石油产品的性质、组成，产品质量标准和使用性能、加工方案等，约10学时。原油的主要加工过程（原油蒸馏、催化裂化、催化重整、催化加氢、热加工等），约20学时因学时有限，其他章节不单独作课堂讲授三.授课内容及教与学的方法2024/1/19《》课程特点化学工程的一个分支，即化学工程理论在炼油工艺技术中的具体应用。综合性、实践性强，发展变化快教学方法

突出专业课特点“浅、广、新、精”

多种教学方式并行，主要以课堂讲授为主自学，知识更新的必由之路，也是学好一门课的关键

课堂测验，检查听课效果和出勤率

现场参观学习，理论联系实际的好办法

三.教与学的方法2024/1/19《》学习方法

重视理论联系实际

—

学习专业课的重要原则既要重视实践经验（如经验公式、经验数据）的总结，也要重视应用所学的专业理论作指导，善于从生产现象、实验数据或操作数据的分析出发，解决生产实际问题，培养工程能力

注意前后知识的贯通和联系

—

学习专业课的基本方法

课程接触专业术语较多，要在理解的基础上学习掌握不要孤立的学习和记忆

三.教与学的方法2024/1/19《》第一章绪论

从石油加工工程课中学到什么?国内外炼油工业的发展、现状及新世纪面临的挑战授课内容希望和要求2024/1/19《》通过本课程的学习，希望在三方面得到锻炼和提高：

对炼油的基础知识和主要加工工艺能有所了解

自学能力综合运用专业基础知识，分析解决工程实际问题能力

CH.1

四.几点希望和要求2024/1/1925一：石油的一般性状

1．颜色及密度石油通常是黑色、褐色或黄色的流动或半流动的粘稠液体

多数原油的密度集中在800～980kg/m3之间，但也有个别原油的相对密度在1000kg/m3以上或800kg/m3以下2．我国主要原油的特点大多数原油的相对密度（d204）>0.86，属较重原油；凝点(CP)高，含蜡量高；含硫量较低含氮量偏高，大部分原油N>0.3%2024/1/1926二、石油的元素组成原油中的主要元素是C、H

83～87%

11～14%

原油中除C、H外，还有S、N、O及其他微量元素(1～5%)

原油中的微量金属元素有V、Ni、Fe、Cu、As等石油中的非碳氢原子称为杂原子。与国外原油相比，我国原油的含硫低、含氮量高

2024/1/1927碳氢比：是用来反映原油的属性的一个参数，与原油的化学结构有关系各种烃类碳氢原子比大小顺序是：烷烃<环烷烃<芳香烃

各种油品的H/C天然气液化气汽油柴油轻质油

3.902.201.90～2.201.60～1.801.80～2.0

普通原油重质油减压渣油沥青石油焦1.50～1.90～1.501.40～1.701.10～1.200.30～0.402024/1/19282024/1/19292024/1/1930

特点：我国主要油区原油的凝点及蜡含量较高、庚烷沥青质含量较低、相对密度大多在0.85～0.95之间，属于较（偏）重的常规原油。

石油在外观上之所以会有很大差别，关键在于石油的化学组成的区别。2024/1/1931三、石油的馏分组成1.馏分：是指用分馏方法把原油分成的不同沸点范围的组分石油是一个多组分的复杂混合物，每个组分有其各自不同的沸点

用分馏的方法，可以把石油馏分分成不同温度段，如<200℃、200～350℃等，称为石油的一个馏分

馏分不等同于产品2.馏分与产品的区别：石油产品是石油的一个馏分，但馏分并不等同于产品。石油产品要满足油品的规格要求，馏分要变成产品还必须对其进一步加工

2024/1/19323.直馏馏分：从原油直接分馏得到的馏分。它基本保留了石油化学组成的本来面目，如：不含不饱和烃，在化学组成中含有烷烃、环烷烃、芳香烃等4.石油中含有的馏分，一般规定：

小于180℃的馏分为汽油馏分（也称为低沸点馏分，轻油或石脑油馏分）180～350℃的馏分为煤、柴油馏分（也称中间馏分，AGO）350～500℃的馏分为减压馏分（也称高沸点馏分或润滑油,VGO）大于500℃的馏分为减渣馏分(VR)naphthaAtmosphericgasoilVacuumgasoilVacuumresidue2024/1/1933原油名称＜200℃200～350℃350～500℃＞500℃大庆11.519.726.042.8胜利7.617.527.547.4孤岛6.114.927.251.8辽河9.421.529.239.9华北6.119.934.939.1中原19.425.123.232.3新疆15.426.029.929.7沙特（混合）20.724.523.231.6也门（麦瑞波）31.530.623.214.7英国（北海）29.027.625.418.0印尼（米纳斯）11.930.224.833.12024/1/1934不同原油的各馏分含量差别很大。与国外原油相比，我国主要油田原油中＞500℃的减压渣油含量都较高，＜200℃的汽油馏分含量较少（一般低于10%）。原油中的汽油馏分含量低、渣油含量高是我国原油馏分组成的又一个特点。2024/1/1935第二节石油馏分的烃类组成

含有碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合物，简称为烃(Hydrocarbon)一、石油中烃类的类型及分布规律

石油中的烃类主要有烷烃、环烷烃和芳烃原油中一般不含烯烃，炔烃更少

paraffinnaphthenearomaticsolefine2024/1/19361．石油中的烷烃石油中带有直链或支链，而无任何环结构的饱和烃称为烷烃或链烃

化学性质不活泼，C1～C4常温常压下为气态，C5～C15为液态，C16以上的正构烷烃为固态

石油中的烷烃根据石油类型的不同含量可达50～70%或低到10～15%

石油中的正构烷烃一般比异构烷烃含量高

随沸点的增高，石油中的正构烷烃和异构烷烃的含量逐渐降低

2024/1/19372．石油中的环烷烃

环烷烃是环状的饱和烃，其性质较稳定

石油中大量存在的环烷烃只有含五碳环的环戊烷系和含六碳环的环己烷系

我国的几种主要原油中一般环己烷系多于环戊烷系石油中的环烷烃除单环外，还有双环及多环环烷烃，环的连接方式以并联为主3．石油中的芳烃

芳烃在石油中普遍存在2024/1/1938C5-C10的正构烷烃原油汽油煤、柴油减压馏分单环及少量双环环烷烃单环芳烃(苯系)C10～C20左右的正构烷烃单环、双环及多环环烷烃单环、双环芳香烃C20～C36左右的正构烷烃单、双、三环以及三环以上的环烷烃单、双、多环芳烃减压渣油2024/1/1939某石油馏分中烃类分布示意图2024/1/1940二、石油中的气态烃石油气态烃天然气炼厂气伴生气非伴生气纯气田气凝析气田气天然气干气(丁烷以上液态烃<100g/m3为干气)湿气(丁烷以上液态烃>100g/m3为湿气)2024/1/1941三、石油烃类的组成表示方法1．单体烃组成单体烃组成表明了石油馏分中每一种烃(单体化合物)，目前还仅限于阐述石油气及石油低沸点馏分的组成石油中单体烃的主要类型有：天然石油中，不含有烯烃、炔烃，含有烷烃、环烷烃及芳香烃，环状烃几乎都是五元环和六元环。我国主要原油的五元环少于六元环优点：具体、直观缺点：适用范围很窄，只适用于气体、溶剂油和汽油可用气相色谱技术进行鉴定2024/1/19422．族组成

对于石油馏分，元素组成表示法太简单而单体烃表示法太复杂，而且使用范围窄。族组成介于两者之间，简单实用。所谓“族”就是化学结构类似的一类化合物石油馏分分成那些族，取决于分析方法和分析要求以及实际应用的需要对于汽油：烷烃（正构、异构）、环烷烃、烯烃和芳香烃对于煤、柴油：饱和烃（烷烃、环烷烃）、轻芳烃（单环）、中芳烃、不饱和烃和非烃组分等对于减压渣油：一般分成饱和分、芳香分、胶质、沥青质2024/1/19433．结构族组成不论石油烃类的结构多么复杂，都可以看作是由三个基本结构单元组成：芳香环、环烷环和烷基侧链，用这些基本结构单元的量来表示复杂分子混合物的组成的方法就是结构族组成表示法通常用三个基本单元上碳原子所占的百分数来描述分子的组成，然后再加上分子中的总环数RT，芳环数RA和环烷环数RN来表示石油馏分的结构族组成

2024/1/1944CA%=6÷20×100%=30%（芳碳率）

CN%=4÷20×100%=20%（环烷碳率）

CP%=10÷20×100%=50%（烷基碳率）

RT=2；RA=1；RN=1注意：石油馏分的结构族组成是把一个馏分看作是一个平均分子，该平均分子是由芳香环、环烷环和烷基侧链这三种结构单元所构成；2024/1/1945用CA%、CN%、CP%、RT

、RA

、RN来表示该平均分子的结

构参数，因此RT

、RA

、RN有可能会出现小数；结构族组成表示法仅表示上述结构单元的含量，并未考虑其结合方式；

计算过程中将烷基环侧链和环烷环看作是芳环的取代基；

石油馏分不管有多复杂，均可以用结构族组成表示法来描述其大致结构。

2024/1/1946四、石油馏分中的烃类组成1.汽油馏分的烃类组成

①直馏汽油馏分的单体烃组成组成汽油馏分的单体烃的数目相当繁多；但大多数汽油馏分中，往往20种主要的单体烃的含量就占该直馏汽油馏分总量的一半以上

②直馏汽油馏分的族组成

烷烃和环烷烃占直馏汽油馏分的大部分，芳香烃一般不超过20%(wt)。就其分布规律而言，一般随着沸点的升高，芳香烃的含量逐渐增加2024/1/19472．石油中间馏分及高沸馏分的烃类组成

石油中间馏分(200～350℃)中的烷烃主要包括从C11～C20左右(以正构烷烃计)的正、异构烷烃。环烷烃和芳香烃以单环和双环为主，三环及三环以上的环烷烃和芳香烃的含量明显减少石油高沸点馏分(350～500℃)的烃类类型和中间馏分相似，只是在烃分子中碳原子数目更多，高环数含量更多，而且环的侧链数更多或更长，高沸点馏分的烷烃主要包括从C20到C36左右(以正构烷烃计)的正、异构烷烃；环烷烃包括从单环到六环的带有环戊烷环和环己烷环的环烷烃，其结构主要是以稠合类型为主2024/1/1948四、固态烃1．地蜡与石蜡的区别石蜡微晶蜡颜色白色黄色、黄褐色结晶形态较大，成板状细微结晶(结晶小)来源从柴油、润滑油中分离出重润滑油和减渣分离出分子量300～500500～800碳原子数17～3535～60化学组成以正构烷烃为主，还有少量异构烷烃、环烷烃及很少量的芳烃以带烷基侧链的环状烃为主(～80%)，正构烷烃、异构烷烃含量约占20%2024/1/19492．蜡的不利影响及用途不利影响：温度下降时，蜡结晶析出，堵塞管道；柴油中含蜡较多，在冬天使用时，蜡会堵塞喷油嘴，使柴油机不能正常供油，影响柴油机的正常工作用途：石蜡除了可以作为裂化的原料以外，由于它具有良好的绝缘性能及化学安定性，可广泛应用于电气、化工、医药、日化；而微晶蜡可作为润滑脂的稠化剂，在电子、橡胶、军工、冶金等工业也有广泛的用途3．我国原油的蜡含量：总体来说，蜡含量较高2024/1/1950第三节石油中的非烃成分

2024/1/1951一、石油中的含硫化合物

低硫原油：S<0.5%含硫原油：0.5%<S<2.0%高硫原油：S>2.0%活性硫化物：S、H2S、低分子RSH等，性质相对较活泼，能与金属作用而腐蚀设备

非活性硫化物：硫醚(RSR’)，环硫醚，二硫化物(RSSR’)，噻吩及其同系物原油中的含硫化合物一般以硫醚类和噻吩类为主1．硫的存在形态

2024/1/19522．硫的分布硫的分布的总趋势是，随沸点升高，硫含量增加，大部分集中在重馏分及渣油中（75%～85%）汽油中馏分：H2S、硫醇、硫醚(环硫醚)及少量的二硫化物和噻吩中间馏分：仅含有比较重的硫化物，硫醚和噻吩高沸点馏分：高沸点馏分中硫的形态与中沸点馏分相似，也是硫醚与噻吩，另外还有四氢噻吩2024/1/1953腐蚀性

Fe+H2S→FeS+H2环境污染影响产品的储存安定性影响燃料的燃烧性能硫可使催化剂中毒

3．含硫化合物对石油加工及产品应用的影响2024/1/1954二、石油中的含氮化合物石油中的氮含量一般比硫含量低，质量分数通常集中在0.05～0.5%范围内随沸点的升高，含量增加，大部分在胶质沥青质中碱性氮化物：非碱性氮化物：

2024/1/1955氮的存在对整个石油加工过程也有很大的危害

1.影响产品的安定性：如柴油含氮量高，时间久了会变成胶质。是柴油安定性差的主要原因。

2.氮与微量金属作用，形成卟啉化合物。这些化合物的存在，会导致催化剂中毒，使催化剂的活性和选择性降低。

2024/1/1956三、石油中的含氧化合物

石油中的含氧量比硫、氮少，约为千分之几；个别的可高达2～3%随沸点升高，含氧化合物增加

酸性氧化物：环烷酸、脂肪酸、芳香酸、酚类(统称石油酸)中性氧化物：醛、酮、酯等，含量极少石油中的含氧化合物的含量一般用酸度(酸值)来间接表示

2024/1/1957①石油中的环烷酸（占石油酸约90%）石蜡基石油的环烷酸含量较少，中间基和环烷基石油的环烷酸含量较多石油中的环烷酸一般是一元羧酸

环烷酸的相对密度一般在0.93～1.02之间，随分子量增大，酸值降低，溶解度减小

环烷酸易溶于石油烃类和多数有机溶剂，具有普通羧酸的一切性质2024/1/1958②环烷酸的分布

中间馏分(250-400℃)含量最高，低、高沸点馏分含量较低

③危害原油含环烷酸多，容易乳化，对加工不理，且腐蚀设备产品中含环烷酸，对铅、锌等有色金属有腐蚀性，对铁、铝几乎无腐蚀；灯用煤油含环烷酸，可使灯芯堵赛，结花④环烷酸的用途2024/1/1959第四节石油中的微量元素

一、石油中的微量元素类型目前发现的石油中的微量元素有59种，可分为三类：过渡(变价)金属元素碱金属和碱土金属卤素和其他元素就世界范围来看，在石油中含量最多的微量元素是钒，其次是镍

我国大多数原油的镍含量明显高于钒含量

2024/1/1960表石油中的微量元素(ppm)石油产地铁镍铜钒砷大庆4.83.99.7＜0.1―胜利11.53.70.050.29―任丘1.815.0―0.730.22阿曼2.52.40.884.7―马来西亚1.40.40.02＜0.01―2024/1/1961二、微量元素在石油中的分布石油中的微量元素大多数也是随着沸点的升高而增加，主要集中在>500℃的渣油中

三、微量金属在石油中的存在形态

以无机盐的水溶液的盐类形式存在以油溶性的有机金属化合物形式存在2024/1/1962第四节渣油及渣油中的胶质、沥青质

渣油是原油中沸点最高、相对分子质量最大、杂原子含量最多和结构最为复杂的部分

我国大多数主要原油>500℃的减压渣油的产率在40～50%

2024/1/1963一、渣油的组成及其分析方法我国原油减渣C：85～87%(wt)H：11～12%(wt)H/C(原子比)≈1.62024/1/1964渣油正庚烷沥青质(不溶于正庚烷)含水量为1%的中性氧化铝吸附色谱柱上用不同溶剂进行冲洗

饱和分芳香分胶质2024/1/1965二、我国渣油的特点与国外原油相比，我国减渣：芳香分含量一般不太高，一般在30%左右庚烷沥青质的含量普遍较低，多小于3%减渣中的胶质含量一般较高，多在40～50%左右胶质与沥青质的比值的数值较高，是我国渣油的特点之一

2024/1/1966三、胶质、沥青质的比较

主要是根据胶状沥青状物质在不同溶剂中的溶解度来划分：沥青质：不溶于低分子(C5～C7)正构烷烃，但能溶于热苯可溶质：即能溶于苯又能溶于低分子正构烷烃

可溶质实际上包括饱和分、芳香分和胶质

2024/1/19672024/1/19682024/1/1969

胶质

沥青质外形褐色或暗褐色的粘稠而流动性很差的液体或无定型固体深褐色至黑色，无定形，脆性的固体存在形式在原油中形成真溶液胶体溶液分子量1000-30003000-10000H/C1.4-1.71.1-1.3芳香度CA/C0.2-0.40.4-0.6分布各馏分(馏分越重，含量越大)渣油溶解度溶于石油醚，受热缩合或氧化成沥青质不溶于石油醚2024/1/1970胶质、沥青质的存在使原油或渣油形成一个比较稳定的胶体分散体系

2024/1/1971胶质、沥青质的危害：石油品在使用过程中生成炭渣，造成机器零件的磨损和堵塞胶质、沥青质有利的方面：沥青中希望含胶质、沥青质多些，这样沥青的延伸度会提高2024/1/1972本章小结石油的元素组成：组成石油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧五种元素。石油的烃类组成：由碳和氢可组成烃类化合物，即烷烃、环烷烃和芳香烃，它们在原油中占绝大部分。在原油中不含不饱和烃，但在二次加工后的石油产品中有不饱和烃（烯烃）。2024/1/1973石油中的非烃化合物主要指：含硫、含氮和含氧化合物以及胶状沥青状物质。馏分组成：原油加工时通常是按照沸点高低首先将其切割成几个馏分，即汽油馏分、煤柴油馏分（中间馏分）、减压馏分和减压渣油。我国原油的特点：从元素组成上看，含硫低、含氮高是我国原油的特点之一。汽油馏分含量低、渣油含量高是我国原油馏分组成的一个特点。2024/1/1974注意事项石油及油品的理化性质与其化学组成和分子结构密切相关；石油及油品是复杂的混合物，因此它的性质是宏观的综合表现，也就是说是多种化合物总体表现出来的性质，所以它与单独一个纯化合物的性质不同；多数性质无可加性，如密度、粘度，并且测定性质时，都是条件性实验；为了便于油品之间相互比较和对照，石油及油品的绝大部分性质都是采用条件性实验进行测定。（严格规定的仪器、方法和条件），条件改变，结果也会改变；石油及油品的各种试验方法有不同的级别，如ISO、GB、SH。2024/1/1975第一节蒸汽压、沸程和平均沸点

石油和石油产品的蒸发性能是反映其汽化、蒸发难易的重要性质，用蒸汽压、沸程来描述。一、蒸汽压定义：是在某一温度下一种物质的液相与其上方的气相呈平衡状态时的压力，也称饱和蒸气压。蒸气压愈高的液体愈易于气化。对同族烃类，在同一温度下，相对分子质量较大的烃类的蒸气压较小。对某一纯烃而言，其蒸气压是随温度的升高而增大。2024/1/1976纯烃

P=f(T)烃类混合物

P=ΣPiXi=f(T,X)石油馏分

P=f(T,e)

蒸气压的表示法

雷德蒸汽压：T=38℃，气体体积∶液体体积=4真实蒸气压(泡点蒸汽压)：即e=0时的蒸汽压

蒸气压的计算两种蒸气压可通过图表进行换算。

2024/1/1977二、馏程(沸程)

定义：石油馏分的沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸程。同一油品的馏程因测定仪器和测试方法不同。其馏程数据也有差别。在油品的质量标准中，大都采用条件性的馏程测定法——恩氏蒸馏。恩氏蒸馏(ASTM蒸馏)（GB6536-86)

将100mL油品放入标准的蒸馏瓶中，按规定条件加热，流出第一滴冷凝液时的气相温度称为初馏点，馏出物为10%、20%……90%时的气相温度别别称为10%、20%……90%点，蒸馏到最后所能达到的最高气相温度称为终馏点或干点。从初馏点到干点（终馏点）的温度范围称为馏程。2024/1/1978以气相馏出温度为纵坐标，馏出体积为横坐标，可以绘得该油品的恩氏蒸馏曲线。对于轻质油品：恩氏蒸馏曲线中10%到90%这一段很接近一条直线，因此可以用恩氏蒸馏曲线的10%到90%之间的斜率来表示该油品的馏程宽窄。即恩氏蒸馏曲线的斜率越大，该油品的馏程范围越宽。

斜率S：表示从馏出10%到90%之间，每馏出1%的沸点平均升高值

由于馏程测定具有严格的条件性，因此馏程数据并不代表该油品的真实沸点范围，但可以大致判断油品中轻重组分的相对含量，或用与不同油品之间的比较。

2024/1/1979大多数液体燃料规格中，只要求测定其具有代表性的初馏点、10%、50％和90％的馏出温度及干点。汽油的馏程40～200℃，轻柴油的馏程200～350℃，润滑油的馏程350～520℃。馏程的数据基本能反映油品组分轻重的相对含量，所以在原油评价中常用。馏程是发动机燃料等的重要质量指标。2024/1/1980三、平均沸点

1．体积平均沸点用途：由tv可求得其他平均沸点

2．质量平均沸点(tw)用途：tw主要用于求定油品的真临界温度Tc2024/1/19813．立方平均沸点Teu

用途：Teu主要用于求油品的特性因数和运动粘度4．实分子平均沸点tm

用途：tm主要用于求油品的假临界温度(Tc’)和偏心因数(ω)5．中平均沸点tme用途：tme用于求油品氢含量,K,Pc,燃烧热和平均分子量2024/1/1982第二节密度、相对密度、特性因数和平均相对分子质量(组成特性)

2024/1/1983一、密度和相对密度1．定义密度是单位体积物质在真空中的质量，g/cm3，kg/m3我国规定20℃时的密度为石油产品的标准密度，ρ20在一定条件下，以一种液体的密度与另一种参考物质密度的比值来表示物质的相对密度，又称比重常用的有d420(我国)，d15.615.6(欧美)随着相对密度增大，比重指数的数值下降RelativedensitySpecificgravity2024/1/1984第12届世界石油会议规定对原油的分类：

API度>31.1的原油为轻质原油；

API度在31.1～22.3之间，为中质原油；

API度在22.3～10.0之间，为重质原油；

API度<10.0，为特重原油。

2024/1/19852．油品密度与化学组成的关系分子量相近的不同烃类之间密度有明显差别芳烃>环烷烃>烷烃如在20℃时：苯0.8774；环己烷0.7780；正己烷0.6572，分子环数越多，密度越大；同一种原油沸点增加，分子量增大，密度增大对不同原油，同样沸程，相对密度差别很大一般来说，环烷基的>中间基的>石蜡基的2024/1/19863．与温度、压力的关系同一油品，温度上升，相对密度减小在一定压力范围内，压力升高，对油品相对密度的影响可以忽略，只有当压力极大(几十兆帕)时，才考虑压力对相对密度的影响2024/1/19874．油品的混合密度

属性相近油品混合，混合密度可近似按可加性计算属性相差很大的两类组分(如烷烃和芳香烃)混合时，体积可能增大密度相差悬殊的两个组分(如重油和轻烃)混合时，体积可能收缩

2024/1/1988二、特性因数(K;Wastonfactor;Characterizationfactor)1．定义特性因数是烃类绝对温度表示的沸点的立方根对相对密度作图，所得曲线的斜率2．不同烃类K值的大小同族的烃K值相近，不同族的烃K值不同

富含烷烃的石油馏分K值为12.5～13.0，富含芳烃的石油馏分K值为10～11

2024/1/1989

对于烷烃来说，支链增加K值下降；而对于环烷烃和芳烃来说，支链数增加K值增加；对于芳烃来说，环数增加，K值减小对于石油馏分，计算K值时温度T为中平均沸点

3．用途

特性因数对于了解原油的分类和确定原油的加工方案，油品的化学组成及油品的其它特性是十分有用的。石油馏分的特性因数，结合相对密度或平均沸点可求得油品的其他物理性质，如前面讲的蒸汽压及后面将要讲的分子量等。2024/1/1990三、其他表征油品化学组成的参数

①相关指数BMCI(美国矿务局相关指数)BMCI：BureauofMinesCorrelationIndex

正构烷烃的相关指数最小，基本为0；芳香烃的相关指数最高(苯约为100)

相关指数BMCI这个指标广泛用于表征裂解乙烯原料的化学组成，希望是越小越好。2024/1/1991

特征参数KH②

对于含有大量不饱和烃或胶质、沥青质的馏分（VR），特性因数就不能很好地表征其化学组成特性。因此石油大学重质油国家重点实验室对原有的特性因数K进行了修正，提出了一个表征渣油特征的特征参数KH。

2024/1/1992通过KH可以对渣油的加工性能进行分类：

第一类：KH>7.5二次加工性能好第二类：6.5<KH<7.5二次加工性能中等第一类：KH<6.5二次加工性能差

通过多国内外10几种渣油的使用，发现KH较好地反映了渣油的特征和化学组成极其裂化性能，产品收率与KH有良好的对应关系。

2024/1/1993三、平均相对分子质量1．定义在炼油设备计算中，应用最多的是数均相对分子质量2．油品分子量的变化规律汽油：100～120

煤油：180～200

柴油：210～240

低粘度润滑油：300～360

高粘度润滑油：370～5002024/1/19943．计算混合油品的平均相对分子质量可以按加和法进行计算经验关联式2024/1/1995

第三节油品的流动性能

一、粘度1．定义流动分子的内摩擦使流体带有一定的粘滞性，从而产生流体抵抗剪切作用的能力。衡量这种能力或粘滞性的性质指标，就是粘度。粘度是评定油品流动性的指标，是喷气燃料、柴油、重油和润滑油的重要质量指标。对润滑油的分级、质量鉴定具有决定意义，也是工艺计算和工艺设计中不可缺少的物理常数。

石油和油品在处于牛顿流体状态时，其流动性能用黏度来描述；当处于低温状态时，则用各种条件性指标来评定其低温流动性：如凝点、结晶点、冰点等。

2024/1/19962．粘度的分类原油的粘度动力粘度(绝对粘度)c.g.s制泊(P,poise)

厘泊(cP)

SI制Pa.s1Pa.s=1000cP石油产品运动粘度γ=η/ρ

c.g.s制(沱，Stoke)厘斯(厘沱)SI制mm2/s

1cSt=1mm2/s

2024/1/1997专门用于表示油品粘度的指标赛氏粘度(SayboltViscosity)SUS或SFS

恩氏粘度(EnglerViscosity)条件度，E

雷氏粘度(RedwoodViscosity)RIS条件粘度

各种粘度的近似关系：运动粘度(mm2/s):恩氏粘度(条件度，E):赛氏通用粘度(SUS):雷氏粘度(RIS)=1:0.132:4.62:4.053．粘度的测定毛细管粘度计：牛顿型流体旋转粘度计：非牛顿型流体2024/1/1998二、油品粘度和化学组成的关系

黏度反映液体内部分子间的摩擦力，因此黏度必然与油品的分子结构和大小密切相关，有关υ与组成的关系，有几点结论：油品的粘度随沸程的升高和密度增大而迅速增大对于相同沸点的不同石油馏分：含环状烃多则粘度高；环数越多，粘度越大当烃类分子中的环数相同时，其侧链越长则其粘度越大相同环数和碳数的芳香烃和环烷烃：环烷烃>芳香烃上述结论说明了液体的运动黏度中包含了分子结构的信息，而且环可以认为是黏度的载体。2024/1/1999三、油品粘度与压力、温度的关系

1．与温度的关系温度升高，所有油品粘度下降；温度降低，所有油品粘度升高

①粘温性质：油品的粘度随温度变化的性质油品的粘度随温度的变化幅度小，则称为油品的粘温性质好

Relationofviscosityandtemperature2024/1/19100②粘温性质的表示法粘度比：υ50℃/υ100℃；比值越小，则粘温性质越好粘度指数(VI)

当粘度指数(VI)为0～100时：

当粘度指数等于或大于100时：

粘度指数越高，表示油品的粘温性质越好

2024/1/19101③粘温性质与分子结构的关系正构烷烃的粘温性质最好，分支程度较小的异构烷烃的粘温性质比正构烷烃稍差，随着分支程度的增大，粘温性质越来越差；环状烃(包括环烷烃和芳香烃)的粘温性质比链状烃的差；当分子中环数相同时，其侧链越长粘温性质越好，但侧链上如有分支也会使粘温性质变差2024/1/19102④石油及石油馏分的粘温性质石油各馏分的粘度都随着其沸程的升高而增大相对分子质量增大环状烃含量增多所致当石油馏分的沸程相同时石蜡基原油的粘度最小中间基居中环烷基的最大石油及其馏分的粘温性质石蜡基原油的馏分的最好中间基居中环烷基最差2024/1/191032．粘度与压力的关系压力升高，粘度增大当压力高于40atm时，需要考虑压力的影响此式不适用于压力大于70MPa的情况四、油品的混合粘度油品混合物的粘度无可加性组成、性质、粘度相差越大，离可加性相差越大2024/1/19104

五、油品的低温流动性低温下，石油及液体产品在低温失去流动性有两种情况：粘温凝固：含蜡很少或不含蜡的油品，在温度下降时，捻度迅速升高，当黏度大到一定程度后（>3×105mm2/s）,油品就会变成无定型的玻璃状物质，失去流动性，这种凝固称为粘温凝固。不是很确切，仍是可塑性物质，而不是固体。构造凝固：含蜡原油或油品，在温度下降过程中，由于蜡结晶析出而引起的凝固。低温流动性是显著影响油料输运、储存和使用条件，不同的石油产品低温流动性能有不同的评定指标。2024/1/191051.

浊点、结晶点和冰点是表征煤油、航空汽油和喷气燃料的低温性能指标。浊点：是煤油的低温指标，在规定条件下降温，当煤油出现雾状或浑浊时的最高温度。GB/T6986结晶点：是在规定条件下冷却油品，出现用肉眼可以分辨的结晶时的最高温度。SH/T0179同一油品：浊点高于结晶点。冰点：是在规定条件下冷却油品到出现结晶后，再使其升温，使原来形成的结晶消失时的最低温度。GB/T2430同一油品的冰点比结晶点高1～3℃。浊点>冰点>结晶点。

2024/1/19106这些低温指标受化学组成的影响：（1）

正构烷烃、芳香烃>环烷烃、异构烷烃和烯烃；（2）

同一族烃类，分子量增加，指标升高；（3）

油品中含水，会严重影响油品的低温指标。

2024/1/191072.凝点、倾点和冷滤点是原油、柴油、润滑油和燃料油的重要使用性能指标。目前国内正逐步采用以倾点代替凝点、用冷滤点代替柴油凝点。(CondensationPoint)对于石油产品，没有固定的“冰点”，也没有固定的“溶点”。所谓油品的“凝点”是在严格的仪器、操作条件下测得油品刚失去流动时的最高温度。而所谓失去流动性，也完全是条件性的。GB/T510-83倾点：是指油品能从规定仪器中流出的最低温度，也称为流动极限，它比凝点能更好地反映油品的低温性能，被规定作为ISO标准。(PourPoint)GB/T3535-83

2024/1/19108冷滤点：是在规定的压力和冷却速度下，测得20ml试油开始不能全部通过363目/in2的过滤网时的最高温度。冷滤点能较好地反映柴油的泵送和过滤性能，与实际使用情况有较好的对应关系，所以目前用冷滤点替换凝点指标。

SH/T0248

(Coldfilterpluggingpoint--CFPP)2024/1/19109第四节油品的燃烧性能

一、油品的闪点(flashpoint)

1．爆炸上限和下限

石油和石油产品大都是易燃易爆、作为重要燃料来使用，研究其燃烧性能，对于安全使用燃料和了解燃料的使用性能均非常重要，主要用闪点、燃点和自燃点来描述。

2024/1/19110

在加热油品时，随着油品温度的升高，油品上方空气中的油气浓度逐渐增大，当用外来火源去引燃油气混合气时，发现在一定浓度范围内，油品上方会出现瞬间闪火或爆炸现象。当油气浓度低于这一范围，油气不足，而高于这一范围，则空气不足，都不能闪火爆炸，因此称这一油气浓度范围为爆炸范围。其下限浓度称为爆炸下限，上限浓度称为爆炸上限。因此在储存油品时，应使油品上方的油气浓度在爆炸范围之外，这样在有外来火源时，才不至于发生闪火爆炸事故。

2024/1/19111

所谓闪点是指油品在常压下油气混合气相当于爆炸下限或上限时的油品温度。因此闪点可以认为是一个温度范围。而平时我们使用爆炸下限温度或者爆炸上限温度来作为油品的闪点。关于闪点有以下几点说明：汽油的闪点是相当于爆炸上限的油品温度，而煤、柴油和润滑油等的闪点是相当于爆炸下限时的油品温度。

2024/1/19112

石油产品的馏程越轻，蒸汽压越大，闪点越低。闪点越低表明其着火危险性越大。因此石油产品以其闪点作为着火危险等级的分级标准。闪点是一个严格的条件性试验参数，实验时的条件不同，闪点也不同。轻质油品采用闭口杯法测定（GB/T261）；重质油品和润滑油采用开口杯法（GB/T267）。同一油品的闪点：开口杯>闭口杯重质油品中混入少量轻质油时，闪点大大下降，而且开口杯闪点与闭口杯闪点的差别也大大增大。可以通过某种油品闪点的大小来判断其是否掺杂了其他油品。例如润滑油中混入了少量低沸点油品，则其闪点会大大降低。2024/1/19113通过油品闪点的大小来确定油品储存或使用时应采用的温度。从防火角度来看，敞开装油容器或倾倒油品时的温度应比油品的闪点低至少17℃。混合油品的闪点不具备加和性，其闪点总是低于按可加性计算的混合油闪点。2024/1/19114二、燃点和自燃点

燃点：油品在规定条件下加热到能被外部火源引燃并连续燃烧不少于5秒钟时的最低温度自燃点：把油品预热到很高温度，然后使其与空气接触，则不需引火，油品即可能因剧烈氧化而产生火焰自行燃烧，能产生自燃的最低温度称为自燃点

Burningpoint;firepoint;ignitionpointSelf-ignitionpoint2024/1/19115

通过定义我们可以看到，测闪点与燃点时需外部火源引燃；而自燃点却不需要，但它也有条件，就是油品在具有高温时才会出现自燃。象炼厂高温法兰处漏油时发生的火灾就属于油品的自燃。

2024/1/19116三、闪点、燃点和自燃点与油品的组成的关系

同族烃中，分子量增大，闪点增高，燃点增高，自燃点降低油品越轻，闪点越低，燃点越低，自燃点越高烷烃比芳烃易于自燃，所以烷烃的自燃点低(芳香烃比烷烃稳定)，但烷烃的闪点却比粘度相同而含环烷烃和芳香烃较多的油品高2024/1/19117

从安全放火的角度来说，轻质油品防明火，以防外界火源而引燃爆炸，重质油品应防止高温泄露，遇空气自燃。2024/1/19118第五节溶

解

度

在石油和天然气工业中，经常会遇到水和油品、油品与溶剂的相平衡问题，其中包括气-液和液-液平衡，大量的是溶解度问题。

一、水在油中的溶解度水在油品中溶解度很小，但对油品使用性能产生恶劣的影响。其主要原因是因为水在油品中的溶解度随温度升高而增大。油品中的微量水会使油品的低温性能变差，特别是对航空汽油或喷气燃料造成的危害最为严重；并使油品储存安定性变坏，导致设备腐蚀和磨蚀等。

2024/1/19119水在油品中的溶解度受其化学组成制约。一般来说，水在芳香烃和烯烃中的溶解度比在烷烃和环烷烃中的大。当碳原子数相同时，水在环烷烃中的溶解度又稍低于在烷烃中的。富含环烷烃的喷气燃料，当脱除大部分芳香烃以后，它对水的溶解度大大降低，明显改善了喷气燃料的低温性能。水在烃类中的溶解度，可根据烃的碳氢质量比从有关图表中得到。2024/1/19120二、苯胺点(anilinepoint)

苯胺点是油品的一个特性数据，它可以反映油品的化学组成特点。这与前面我们学过的特性因数K、特征参数KH和相关指数BMCI一样都是特性数据，在某种程度上可以大致反映油品的化学组成。苯胺点是关于油品溶解度方面的参数，烃类在溶剂中的溶解度主要决定于烃类和溶剂分子结构的相似程度。两者结构越相似，溶解度越大。从化学角度来说，我们把它称为相似相溶原理。2024/1/19121当某一油品与溶剂以一定比例混合时，在较低温度下，因溶解度低两者不完全互溶而呈液-液两相，存在相界面；当温度升高时，溶解度逐渐增大，当加热到某一温度时，两者达到完全互溶，相界面消失，这时的温度称为该混合物的临界溶解温度。即相界面消失的最低温度称为临界溶解温度。临界溶解温度越低，表明烃类与溶剂的互溶能力越强，同时也说明两者之间的分子结构越相似。苯胺点：就是以苯胺为溶剂，与油品按体积比为1∶1混合时的临界溶解温度。

2024/1/19122关于苯胺点的几点说明：①不同烃类的苯胺点差别很大，当碳原子数相同时多环芳烃〈单环芳烃〈烯烃〈环烷烃〈烷烃而且芳香烃的苯胺点远远低于烷烃和环烷烃。如以C6为例：苯：<-30℃1-己烯：27℃

环己烷：31℃

正己烷：69.1℃

2024/1/19123②对于同族烃类：随分子量增大，苯胺点增大，但变化幅度不大。正己烷：69.1

正庚烷：70.0

正辛烷：72.1

正壬烷：74.9℃③苯胺点的用途：根据油品苯胺点可以求油品的特性因数K，分子量和H/C质量比等物性。也可以由油品的苯胺点计算柴油的柴油指数，从而可以估算油品的十六烷值。2024/1/19124④近年国际标准（ISO3648-1976）和国家标准（GB2429-81）都确定用航空燃料的苯胺点和密度按经验式计算航空燃料和各种规格燃料的净热值。⑤苯胺点还用于测定油品中芳香烃含量，在测定试样和脱除芳香烃以后试样的苯胺点后，可按下式计算油品中的芳香烃含量。

⑥油品的苯胺点通常有实验测定或有经验图表求定。或者由关联式计算。下式用于计算国产石油直馏馏分油的苯胺点准确性很好。

2024/1/19125第七节油品的其他物理性质

石油和油品还有很多特性指标，常用的有颜色、水分、硫含量、酸度、胶质和沥青质含量、蜡含量、残炭、灰分、水溶性酸或碱、腐蚀性等等，它们对油品使用性能影响很大，现简述于后，对于不同油品的某些专用性质指标在此不作讨论

一、硫含量含硫量是原油和油品必需的重要指标，油品中的硫化物，使得油品具有腐蚀性、储存的不安定性，使用时会造成环境污染，因此是必须加以严格控制的指标。不同油品含硫量的测定方法不同。汽、煤、柴油用GB/T380燃灯法测定，喷气燃料等用GB/T1792测定硫醇性硫含量，深色石油产品如燃料油、原油、润滑油等用GB/T387管式炉法，还有SH/T0172高温法等。2024/1/19126

定量测定硫含量的常用方法，其原理是用一定方式把油品中的全部硫化物转化为SO2，然后用一定溶液吸收，并转化为H2SO4，用标准碱溶液滴定以计算元素硫的含量。二、酸度和酸值

酸度和酸值都是定量表示油品中酸性物质（主要是有机酸）含量的指标。用中和100ml或100g油样中酸性物质所需要的KOH毫克数来表示酸度，单位为mgKOH/100ML；酸值为mgKOH/100g。

酸性物质影响油品安定性，腐蚀设备，必须除去。汽、煤、柴油等轻质油品测定酸度，原油和润滑油等测定酸值。油品在储存中，因氧化变质其酸度和酸值会有所增大，因此它们也是衡量油品是否变质的重要指标之一。测定方法分别为GB/T258和GB/T264。

2024/1/19127三、胶质、沥青质和含蜡量

这三种物质对石油输送、加工方案的确定影响很大，特别是制定高含蜡易凝石油加热输送方案时，胶质与含蜡量间之比会显著影响热处理的效果。三者含量均以m%表示，是评价原油的重要指标。测定方法大都根据沥青质和胶质在不同溶剂中的溶解度不同、不同吸附剂对它们吸附能力不同和其它物理性质的差异来区分的。所用溶剂和吸附剂不同，同一原油所得结果差别很大。所以只有在同样条件下测定的结果，才能进行比较。

2024/1/19128四、残炭和灰分

油品的残炭是在规定仪器中，油品按规定条件蒸发、分解、灼烧后形成的黑色焦状残留物占试样的m%称为残炭，其大小间接表明油品在使用中出现结焦和积炭的倾向；也反映了油品，特别是润滑油的精制深度，精制深的油品，含重组分、非烃类化合物及胶质少，残炭值就低。灰分是油品煅烧后的固体残余物，其组成、含量随石油种类、性质和加工方法不同而异。油品中的灰分主要是由少量无机盐、金属化合物及机械杂质所构成。油品中的灰分会导致油品在使用中引起机械磨损、积炭、积垢和腐蚀，因而是汽轮机油和锅炉燃料等石油产品的重要质量指标。

2024/1/19129第一节石油产品的分类石油产品的种类繁多，用途各异，为了与国际标准相一致，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）。总分类列于下表中。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2024/1/19130

GB12692.1《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2024/1/19131

第一节汽油(gasoline)

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。

一、汽油机的工作原理及对燃料的使用要求

2024/1/191322024/1/19133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2024/1/191341．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，空气吸入汽缸进气终了温度可达85～130℃2024/1/191352．压缩过程活塞由下止点向上止点运动，进气阀和排气阀关闭压力可达0.7～1.5MPa，温度可达300～450℃

2024/1/191363．作功过程(点火燃烧)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20～30m/s的速度迅速向四周传播燃烧最高温度可达2000～2500℃，最高压力达3.0～4.0MPa终了时温度约为900～1200℃，压力为0.4～0.5MPa2024/1/191374．排气过程排气阀开启，活塞由下止点向上运动废气排出温度700～800℃

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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。2024/1/19139

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。但压缩比越大，对汽油机的材质要求和汽油的ON要求也越高。提高汽油机压缩比的同时，必须提高所用汽油的辛烷值，否则发动机会产生爆震现象而无法正常工作。

2024/1/19140汽油机的压缩比对功率和耗油量的影响

压缩比

对功率的影响，%

对耗油量的影响，%

6.07.08.09.0

100108114118

100938885

2024/1/19141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；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

2024/1/19142二、汽油的蒸发性

汽油的蒸发性能常用馏程和蒸气压来表示

1．馏程(恩氏馏程)10%馏出温度是为了保证汽油具有良好的启动性能50%馏出温度表示汽油的平均蒸发性能，是为了保证汽油馏分的组成分布均匀，使发动机具有良好的加速性和平稳性，保证其最大功率和爬坡能力90%馏出温度和终馏点(干点)表示汽油蒸发的完全程度我国车用汽油10%馏出温度≯70℃我国车用汽油的50%馏出温度≯12090%馏出温度≯190℃终馏点≯205℃2024/1/191432．饱和蒸气压保证汽油在使用中不发生气阻可相对的衡量汽油在储运中的损耗倾向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74kPa

航空汽油规定其饱和蒸气压为27～48kPa2024/1/19144三、汽油的抗爆性

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。

1．爆震现象及原因

Antidetonatingquality2024/1/19145爆震是汽油