成品油质量指标分析-汽油.ppt

1、SGS-CSTC通标标准技术服务有限公司 石化测试中心 17,Sep, 2010 龚坚强,成品油质量指标分析 汽油,油品基础知识 我国成品油汽油质量概况 汽油质量指标介绍 我国车用汽油质量指标GB 17930-2006 欧盟汽油指标EN228-2004 我国车用乙醇汽油指标GB 18351-2004 汽油主要质量指标 辛烷值 蒸气压 馏程 硫含量 氧化安定性/胶质 硫醇/腐蚀性 苯/芳烃 烯烃 添加剂(铅,锰,铁) 加醇汽油,提纲,石油的化学组成 物理性质 石油（或原油）通常是黑色或褐色的流动或半流动的粘稠液体，相对密度一般介于0.80.98之间。 元素组成 石油基本化学组成：碳、氢、硫、氮、

2、氧 (1)碳的质量分数一般为83%87% (2)氢的质量分数为11%14% (3)硫的质量分数为0.05%8% (4)氮的质量分数为0.02%2% (5)氧的质量分数为0.05% 2%,油品基础知识,石油的馏分组成物理性质 石油是一个多组分的复杂混合物，其沸点范围很宽，从常温一直到500 以上， 30液化石油气 30 200 ：汽油馏分或石脑油馏分 150 250 ：煤油馏分 160 350 ：柴油馏分 350 常压渣油或常压重油 500 ：减压渣油(VR),油品基础知识,石油馏分的烃类组成 单体烃组成 甲烷(CH4), 乙烷(C2H6), 丙烷(C3H8),等 族组成 烷烃 - 环烷烃 芳香

3、烃,饱和烃 不饱和烃(烯烃,炔烃),直链烷烃(正构烷烃) 支链烷烃(异构烷烃),油品基础知识,我国汽油质量指标进展 GB 484-1993车用汽油 GB 17930-1999车用无铅汽油2000年7月1日实施 2000年7月1日停止使用和销售含铅汽油 2003年起，全国范围内执行汽油 硫含量800ppm 烯烃35v 芳烃40v 2005年7月1日起，执行汽油硫含量500ppm的标准 GB 17930-2006车用汽油 II阶段2006年12月6日实施 - 2009年12月31日 III阶段2010年1月1日实施,我国汽油质量指标进展,表:我国汽油质量主要指标变化,我国汽油质量指标进展,辛烷值

4、代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值。 在规定条件下标准发动机试验中，通过和标准燃料进行比较来测定。采用和被测定燃料具有相同抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分数表示。 通常规定异辛烷的辛烷值是100 ，正庚烷的辛烷值为0 。 辛烷值通常有2种测试方法 研究法(RON)和马达法(MON) 研究法辛烷值 -以较低的混合气温度和较低的发动机转速(一般在600转/分)的中等苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测得的辛烷值。 研究法辛烷值通常用来区分不同的汽油牌号: 90#,93#,97#汽油是指研究法辛烷值分别90, 93,97 马达法辛烷值 -以较高的混合气温度和较高的发动机转速(一般达900转/

5、分)的苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测得辛烷值。,汽油质量主要指标,辛烷值 研究法辛烷值 -测试方法: ASTM D2699; GB/T 5487 马达法辛烷值 -测试方法: ASTM D2700; GB/T 503,汽油质量主要指标,点燃式发动机工作的原理(四冲程) 1.进气2.压缩 3.做功4.排气,汽油质量主要指标,辛烷值 汽油在发动机燃烧工作时,会产生暴震,引擎在工作压力达到3-5MPa,温度1800-2200C 不同的汽油组分在引擎燃烧工作时产生不同的暴震强度 芳烃和异构烃类具有较高的辛烷值,产生的暴震强度小,而正构烃类辛烷值低,产生的暴震强度大,汽油牌号与发动机压缩比关系,汽油

6、质量主要指标,辛烷值 辛烷值低引起的问题 产生爆震,气缸壁温度升高,发出金属敲击声(敲缸),缩短引擎寿命. 严重时,气缸零件烧坏,轴承震裂. 燃烧不完全,尾气冒黑烟,一氧化碳和碳氢化合物排放超标 油耗增加,功效降低,汽油质量主要指标,辛烷值 提高辛烷值的手段 提高芳烃含量,但是国标对芳烃最高含量有限制(40%vol) 提高异构烷化和烷基化组份比例 加入调和组份,如MTBE,乙醇 添加剂,如MMT(甲基环戊二烯三羰基锰)等,汽油质量主要指标,蒸气压(雷氏蒸气压)ASTM D323; ASTM D5191; GB/T 8017 在规定条件下，油品在雷德式饱和蒸气压测定器中所显示的压力. 蒸气压随温

7、度升高而增高.,汽油质量主要指标,蒸气压(雷氏蒸气压) 蒸气压低,不容易点着火.尤其是在冬季天冷时. 蒸气压高,汽油易挥发,容易产生气阻,尤其在夏季高温季节. 国标 17930-2006 指标 冬季 - (Nov,01-Apr,30)88 kPa,max 夏季 - (May,01-Oct,31)74(II), 72(III) kPa,max EN 228-2004 欧盟指标,汽油质量主要指标,馏程 ASTM D86; GB/T 6536 油品在规定条件下蒸馏实验，以初馏点和终馏点表示其蒸发特征的温度范围。 馏程通常用以区别不同的馏分油(汽,煤,柴等) 汽油是几百种沸点不同的碳氢化合物的混合物.

8、通常的馏程范围在30-205C,汽油质量主要指标,馏程指标及意义,汽油质量主要指标,汽油10%馏出温度与保证发动机冷启动最低气温间关系 汽油10%馏出温度与形成气阻的关系,汽油质量主要指标,汽油终馏点对发动机油耗和磨损的影响,汽油质量主要指标,汽油质量主要指标,硫 普遍在原油,在油品加工中部分除去,部分存在产品中. 存在形式有硫醇,硫醚,硫酚等. 燃烧后生成SO2和SO3,形成酸雨,影响环境. 与排气管中的凝结水生成H2SO4.有很强的腐蚀性. 顺气缸壁进入曲轴箱,破坏润滑系统. SO2,SO3对尾气排放处理系统有破坏作用.影响排放,汽油质量主要指标,ASTM D2622; GB/T 1114

9、0,ASTM 5453; SH/T 0689,硫,汽油质量主要指标,汽油的氧化安定性 ASTM D525; GB/8018 汽油的氧化安定性通常用诱导期来表示: 在规定的加速氧化条件下，油品处于稳定状态所经历的时间周期，以分钟表示。 诱导期越长,表明汽油的氧化安定性越好,形成胶质的倾向小,可以放置储存的时间也越长. 汽油里的双烯和杂环化合物以及金属离子会影响汽油的氧化安定性,汽油质量主要指标,双烯会导致氧化安定性变差 图-在汽油中加入异戊二烯后,汽油氧化安定性变化图,汽油质量主要指标,氧化安定性 图 - 汽油中加入铜离子后,氧化安定性变化图,汽油质量主要指标,胶质ASTM D381; GB/T

10、 8019 在规定条件下，汽油中的所有挥发组分蒸发后所剩下的深色残留物 未洗胶质 在实验条件下,非航空燃料的蒸发残渣量,未经进一步处理. 溶剂洗胶质 非航空燃料的蒸发残渣经过正庚烷洗涤,出去洗涤液后的残渣量,汽油质量主要指标,氧化安定性和胶质对发动机影响 使汽油颜色变黄,加深,产生粘稠沉淀物 沉积在油箱,堵塞过滤网,油路.影响供油 胶质沉积在火花塞上在高温下形成积炭,引起短路使发动机熄火 胶质粘在进气,排气阀上是阀门关闭不严,导致功率损失,排放超标. 气缸盖上的胶质形成片状积炭,时传热恶化,润滑油过早氧化失效,汽油质量主要指标,硫醇/腐蚀性SH/T 0174; IP30; GB/T 1792;

11、 ASTM D3227 汽油在运输,储存,使用过程中与金属接触,要求汽油对金属不腐蚀. 汽油中的烃类对金属不腐蚀 活性硫,硫化物,有机酸,水溶性酸或碱,氯离子等对金属腐蚀 评价汽油腐蚀性的质量指标 铜片腐蚀 铜片腐蚀是把一定规格的磨光铜片置于50C的汽油中,经3小时后,观测铜片颜色的变化来判断铜片的腐蚀程度. 用于定性检测燃料中是否含有活性硫化物.活性硫化物对金属直接产生腐蚀. 硫醇性硫 硫醇硫属于活性硫化物,不仅对金属产生腐蚀,而且有恶臭. 水溶性酸或碱 水溶性酸,低分子有机酸,碱对金属产生强烈腐蚀 水 水分及水中溶解的盐会加大对金属材料的腐蚀性 加速汽油的氧化 破坏汽油中的添加剂 水分在低

12、稳结冰,堵塞过滤器,中断供油 在含醇汽油中,水分易造成汽油相分离.导致严重后果.,汽油质量主要指标,汽油质量主要指标,铜片腐蚀试验ASTM D130; GB/T 5096,汽油质量主要指标,银片腐蚀试验,汽油质量主要指标,钢片腐蚀试验NAC T-172,烯烃 ASTM D1319; GB/T 11132; ASTM D6839; SH/T 0741 分子结构中有双键,不稳定,易反应聚合. 与二烯烃共存时,易引发氧化聚合反应. 氧化安定性差,容易形成胶质,堵塞发动机喷嘴 加速臭氧的形成,形成光化学烟雾.,汽油质量主要指标,苯和芳烃ASTM D5580; SH/T 0693; ASTM D6839

13、 苯是结构最简单的芳烃 沸点低,约80度,易挥发,辛烷值高,RON120 致癌物 国标GB 17930-2006 III阶段指标1.0%V/V max 芳烃特点: 密度大, 0.87-0.88 辛烷值高,一般RON110 国标GB 17930-2006 III阶段指标40%V/V max,汽油质量主要指标,添加剂 能赋予油品某种特殊性能或加强其本来具有的某种性能而加入的物质 汽油中最常用的添加剂-辛烷值促进剂 辛烷值的促进剂有 TEL-四乙基铅 由于铅剧毒,已在中国及大多数国家禁止使用 二茂铁 GB/T 17930-2006-10mg/l, max,汽油质量主要指标,MMT-甲基环戊二烯三羰基

14、锰 GB/T 17930-2006(II)-Mn18mg/l; (III)- Mn 16mg/l, max 18mg/L的MMT可以使辛烷值提高2个单位左右. 国内汽油加MMT来提高辛烷值是一个普遍现象 对MMT添加剂效用以及对发动机和排放的影响,汽车生产商和MMT供应商各执己词.,汽油质量主要指标,醇类燃料的性质 车用加醇汽油组成 E10 = 车用无铅汽油 + 变性燃料乙醇(10%vol) + 添加剂 M15 = 车用无铅汽油 + 变性燃料加醇(15%vol) + 添加剂,加醇汽油,加醇汽油,车用加醇汽油优点 再生能源 燃烧完全,减轻对发动机的沉积 减少碳氢化合物,CO的排放 辛烷值高(甲醇和乙醇的研究辛烷值分别是112,111),动力性能好 车用加醇汽油缺点 蒸气压比普通汽油高,易形成气阻 甲醇的毒性大 排放中甲醛,乙醛等物质会增