石油产品的质量要求ppt课件

1、第四章 石油产品的质量要求.其他石油产品汽 油柴 油航空煤油主要内容石油产品的分类.第一节 石油产品的分类燃料F 80%以上 光滑剂和有关产品L 2%5% 石油沥青B 3%石油蜡W 1%石油焦C 2% 溶剂和化工原料S 10%. 汽油的运用性能要求 汽油机的任务过程及要求 汽油的蒸发性 汽油的抗爆性 汽油抗氧化安定性 第二节 汽 油 .一、汽油机的任务过程及对燃料的运用要求 在汽油机中，燃料是由电火花点燃的，故又称点燃式发动机。 汽油机主要用于轻型汽车，也可用于活塞式发动机飞机及快艇等。 .1、汽油机的任务原理四冲程循环任务：进气、紧缩、熄灭膨胀作功、排气上止点：活塞在气缸中上行能到达的最高位

2、置；下止点：下行能到达的最低位置。紧缩比：气缸总体积V1 / 熄灭室体积V2 ;冲程:上止点到下止点之间的间隔。冲 程V1 V2活塞至下止点活塞至上止点.冲 程活塞至上止点图4-2汽油机上、下止点表示图活塞至下止点.(1)进气过程 活塞从上止点向下止点挪动，进气阀启开，空气经滤清器经过喉管进入气缸。可燃混合气进入气缸后，因遭到气缸和活塞等高温机件及残留废气的加热，使进气终了时的混合气温度到达 85130 (2)紧缩过程 活塞由下止点向上止点运动，进气阀和排气阀均封锁。气缸中的可燃混合气被逐渐紧缩，其压力和温度都随之逐渐升高。当活塞运动到上止点紧缩过程终了时，压力范围为0.71.5MPa，温度可

3、达300450 .(3)作功过程(点火熄灭) 当活塞运动到上止点时，火花塞发出电火花点燃混合气，火焰以2030m/s的速度迅速向周围传播。熄灭产生大量的热能，使气缸内气体的温度和压力骤增。其最高熄灭温度达20002500，最高压力为3.04.0MPa。高温高压气体的膨胀，将活塞向下止点推进，经过连杆使曲轴旋转而对外作功。当活塞到达下止点、作功过程终了时，燃气的温度大约降至9001200，压力降至0.40.5MPa。 (4)排气过程 作功过程终了后，排气阀开启，活塞由下止点向上运动，废气被排出气缸，废气的温度约为700800。 .3、汽油机对燃料的运用要求 良好的蒸发性能可靠的燃料供应性能 熄灭

4、性能好，不产生爆震，早燃等景象 抗氧化性能好，生成胶质倾向小，储存性能好 对发动机没有腐蚀和磨损 排出的污染物少.二、汽油的蒸发性 评价目的：馏程、蒸汽压1、馏程 (1)10%馏出温度 10%馏出温度越低，蒸发性越强，能使汽油机在低温下易于起动，但是，该馏出温度假设过低，那么易于产生气阻。 规定10%点温度是为了保证汽油具有良好的启动性能。70.(2)50%馏出温度 汽油机起动后升温时间的长短以及加速能否及时均与50%馏出温度有亲密关系。假设过高，当发动机需求由低速转换为高速供油量急剧添加时，汽油来不及完全气化，导致熄灭不完全，严重时甚至会忽然熄火。保证汽油具有良好的加速性和平稳性，保证最大功

5、率和爬坡才干 。120(3)90%馏出温度和终馏点(或干点) 保证汽油在汽缸中蒸发完全。 90%点 180195，KK点 195205. 保证汽油在运用中不发生气阻的质量目的规定： 车用汽油 9月2月 饱和蒸汽压不高于88 kPa 3月8月 饱和蒸汽压不高于74 kPa 航空汽油 饱和蒸汽压 2748 kPa 2. 蒸气压.三、汽油的安定性 1、汽油安定性不好带来的危害 在油箱、滤网、气化器中构成粘稠的胶状物，易堵塞喷油 嘴， 供油中断 堆积在火花塞上的胶质，高温下构成积碳，影响点火 在排、进阀杆上结焦，导致阀门封锁不严，不能正常任务堆积在气缸盖、气缸壁、活塞上的胶质使传热恶化，产生 外表熄灭

6、 和爆震 .2、化学组成对安定性的影响 最不安定组分： 二烯烃 室温下易氧化生成过氧化物 ，聚合过氧化物 假漆状 引发烯烃氧化反响 吡咯类 常温下氧化的过氧化物易分解成自在基，引发烃类氧化 其氧化物有胶质、不可溶沉渣及深色产物 苯硫酚 甲苯硫酚与苯乙烯共存生胶速度添加15倍 .3、储存条件对安定性的影响 光、温度、金属4、评价的方法和目的 碘值：表示汽油中不饱和烃的含量 航空汽油要求不大于 12g /100g诱导期 普通汽油 不低于 240 min 优质汽油 不低于 480 min 实践胶质： 我国车用汽油的实践胶质要求不大于5mg100mL。.四、汽油的抗爆性 1、汽油机的爆震景象 发动机气

7、缸中出现金属敲击声，熄灭室温度忽然升高。 发动机功率下降，排出黑烟，严重时破坏发动机零件。 缘由 与燃料的性质有关，燃料很容易氧化，构成的过氧化物 不易分解，自燃较低. 与发动机任务条件有关，发动机的紧缩比较大，汽缸温 度 过高，操作不当. .2、汽油抗爆性的表示方法 汽油的抗爆震性用辛烷值(汽油的商品牌号)表示。测定方法：将待测汽油试样于一系列辛烷值不同的规范 燃料在规范的的实验机上进展比较，抗爆震 才干的一样规范燃料的辛烷值就是所测汽油 的辛烷值。 规 定：异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)的辛烷值为100； 正庚烷的辛烷值为 0；两者的混合物配成一 系列辛烷值不同的规范燃料。 .车用汽油辛

8、烷值的测定方法：(1)马达法MON：实验工况规定为转速900rmin，冷却水温度100，混合气温度150。(2)研讨法RON：实验工况规定为转速600rmin，冷却水温度100，混合气温度不控制。 (3)道路辛烷值ONI ，它是用汽车进展实测或在全功率实验台上模拟汽车在公路上行驶的条件下进展测定的。它的数值介于RON及MON之间。MON = RON 0.8 10 ； ONI = RON MON/ 2.同族： 1.分子量增大，抗爆性减小2.分子量相近异构烷烃，支链增多，抗爆性增大 3.分子量相近的烯烃，双键越接近分子链中间，抗爆性越好 4.一样的环烷烃，侧链越长抗爆性越差 5.环戊烷抗爆性 环己

9、烷抗爆性分子量相近的不同族： 正构烷烃 环烷烃 异构烷烃 芳香烃 正构烷烃正构烯烃异构烷烃 3.汽油的抗爆性与化学组成的关系.一样工艺的汽油 1.同一原油的汽油：沸点升高，馏分变重，辛烷值减小 2.石蜡基原油汽油环烷基原油汽油 大庆 初馏 200 辛烷值 37 胜利 初馏 200 辛烷值 55 大港 初馏 200 辛烷值 50 不同工艺的汽油 直馏汽油 辛烷值 4060 催化裂化汽油 辛烷值 78左右 烷基化汽油高分支异构烷辛烷值 78 对汽油而言高分支的异构烷烃是其理想的组分.4、提高辛烷值的方法 添加抗爆剂四乙基铅 Pb(C2H5)4，添加量 0.3%以下， 辛烷值提高15 20单位 汽油

10、掺合剂 MTBE甲基叔丁基醚 可改善汽油馏程50%的馏出温度下降，减少废气 ，稳定性好。本身辛烷值高。 MTBE : RON 119 MON 101 掺水燃料：可以降低气缸温度，防止过氧化物生成和阻止 过氧化物的链反响。 乳化汽油 水和醇汽油 醇类汽油.5.汽油机紧缩比与爆震熄灭的关系汽油机的紧缩比越大，紧缩过程终了时气缸内混合气的温度和压力就越高，加速了未燃混合气中过氧化物的生成和聚积，使其更容易自燃，因此爆震的倾向加强。提高汽油机的紧缩比可以提高气缸内可燃气的迸发压力，从而可提高汽油机的热效率并降低油耗。.五、汽油的腐蚀性 1、腐蚀性物质： 硫及含硫化物、有机酸、水溶性酸或碱等 2、评价目

11、的 硫及含硫化物：汽油质量规范中硫含量0.015w%。铜片腐蚀： 判别汽油中有无活性硫化物公用铜片投入试油 中，50水浴中3小时不变色。酸度： 100ml汽油中酸性物质所需的KOH毫克数 航空汽油规范中要求酸度1.0mg KOH /100mL。水溶性酸碱量：不允许存在.六、清洁汽油限制硫含量，硫含量高那么尾气中SO2排放量添加。限制烯烃含量，烯烃易与氮氧化物混合构成有毒的光化学烟雾，对大气臭氧层有破坏作用。且烯烃含量高会导致尾气中氮氧化物排放量添加。限制芳烃含量，芳烃含量高会添加尾气排放物中芳烃含量，且使尾气中氮氧化物排放量添加。限制苯含量，苯有毒，危害公众安康。.七、汽油产品规范车用汽油按研

12、讨法辛烷值分为90#、93#和97#。.八、醇类汽油机燃料优点： 辛烷值相当高； 在熄灭过程中不易生成积碳或冒黑烟，发动机较为清洁； 排放尾气中污染物较少，对环境有利。.缺陷： 低发热值比汽油小，给寒区冬季汽车的冷启动带来困难； 对金属有腐蚀作用，对橡胶及塑料部件易产生不良影响； 甲醇有毒性，运用中留意防毒； 醇类易溶于水，在储运过程中容易发生损耗。乙醇汽油运用广泛，我国规定乙醇参与量为8-12%。乙醇汽油按研讨法辛烷值分为90#、93#、95#和97#。.第三节 柴 油 压燃式发动机的任务过程 柴油的熄灭性 柴油的蒸发性 柴油的流动性 柴油的平安性、腐蚀性.柴油机分类： 高速柴油机 1000

13、 r /min 中速柴油机 500 1000 r / min 低速柴油机 500r / min一、柴油机的任务过程及原理构造 .1、压燃式发动机的任务过程 进气：进气阀开，空气经滤清器入气缸，活塞运转到下止点 紧缩：阀关，活塞上行，空气受紧缩，活塞运转到上止点， 温度 500 700 , 压力3 5 MPa 作功：燃料由雾化喷嘴喷入气缸，柴油迅速雾化，汽化后与 空气混合自燃发火，活塞下行做功，熄灭温度高达 15002000。 压力512 Mpa。 排气：300500 废气.2、柴油机与汽油机的区别 一样点 熄灭都封锁体系中进展，熄灭气体膨胀做功 每一个循环都经过进气、紧缩、熄灭膨胀和排气四 个

14、过程 爆震景象一样. 不同点 柴油机紧缩的是空气；汽油机紧缩的是油气混合气。 柴油机中的燃料是喷洒到高温高压的热空气中自燃，汽 油机靠电火花点燃。 柴油机紧缩比比汽油机高一倍，热效率高，一样功率下耗 油比汽油机节省燃料2030%。产生爆震缘由不同： 柴油机：燃料不易自燃，初期燃料聚积太多呵斥； 汽油机：燃料易自燃，在熄灭过程中因自燃引起。.3、压燃式发动机对柴油的运用要求 具有良好的雾化性能，蒸发性能和熄灭性能 具有良好的燃料供应性能 对机件无腐蚀和磨损作用 良好的储存安定性和热安定性5低污染排放.二、柴油的熄灭性 1、柴油机的熄灭过程与压力变化1滞燃期：从燃料喷油(A)开场到混合器开场着火(

15、B)之间的一段时间，这个时间极短只需1-3ms。 缩短滞燃期有利于改善柴油机的熄灭性能，因此要求燃料具有较低的自然点，发动机应具有较高的紧缩比以及较高的进气温度。.2急燃期:柴油开场熄灭(B)直至气缸中压力不再急剧上升(C)为止的时间。 压力上升速率的大小取决于滞燃期的长短。.3缓燃期主燃期 是柴油机中熄灭过程的主要阶段。 指从气缸压力不再急剧升高(C)时起，到压力开场迅速下降(D)时为止的这一段时间。 特点是气缸内的压力变化不大，在后期稍有下降。.4后燃期(DE) 从压力迅速下降(D)到燃烧终了(E)为止。 熄灭是在膨胀过程中进行的，压力温度下降，能量利用效率下降，因此，后燃期中释放的热量不

16、宜超越燃料释放出的全部热量的20%。.2、抗爆性 爆震景象 与汽油机一样 缘由：最初喷入的燃料不易氧化，过氧化物生成缺乏，使 滞燃期延伸，当柴油熄灭时，由于燃料积聚过高， 熄灭压力升高太猛，引起爆震。 . 汽油机与柴油机爆震的对比 柴油机燃料不易自燃，初期燃料聚积太多呵斥，爆震出现 在熄灭的初期； 汽油机燃料易自燃，在熄灭传送过程中由自燃引起。 .3、柴油抗爆性目的 评价目的：十六烷值 待测的试油与规范燃料在一样条件下进展测试，爆震情况一样时规范燃料中正十六烷的体积百分含量为所测油的十六烷值。 规范燃料 正十六烷烃的十六烷值为100 甲基萘的十六烷值为 0 七甲基壬烷的十六烷值为 15. 十六

17、烷值低：熄灭发火困难， 滞燃期长，易爆震。 十六烷值过高：燃料滞燃期短， 空气缺乏混合不 均，熄灭 不 完全，冒黑烟，耗油上升 。 .4、抗爆性与组成的关系 碳数一样 烷烃烯烃、异构烷烃和环烷烃芳香烃、稠环、分支多 同族：分子量升高，十六烷值增大 馏分：石蜡基柴油 环烷基柴油 各类原油中柴油馏分的十六烷值如表4-9所示 .三、柴油的蒸发性柴油的蒸发性对柴油机任务的影响 可燃混合气构成速度 柴油蒸发速度 熄灭室温度高低及柴油馏分轻重 温度越高，轻馏分越多，蒸发速度越快；柴油馏分过重，蒸发速度太慢，使熄灭不完全，导致功率下降、耗油量大，以及光滑油被稀释而磨损加重。柴油馏分过轻，蒸发速度太快使发动机

18、气缸压力急剧上升，导致柴油机的任务不稳定。.评价目的：馏程 150%馏出温度 小于300馏分含量越高，耗油量越小 50%馏出温度越低，轻馏分越多，柴油机易于启动。 我国轻柴油中50%馏出温度不高于300 柴油中300馏分含量，%393420相对耗油量100114131柴油中 环烷烃和环烷-芳香烃 .改善柴油低温流动性能的主要途径&脱蜡，柴油脱蜡本钱高且收率低，在特殊情况下才采用；&调入二次加工柴油；&添加低温流动改良剂。 防止、延缓石蜡构成网状构造，降低柴油凝点。 主要有乙烯/乙酸乙烯共聚物、乙烯/烷基丙烯酸酯共聚物、氯乙烯聚合物、聚丙烯酸高碳酯类等。.1、安定性 评价目的：总不溶物、10%蒸

19、余物残炭 安定性差的柴油在储存中颜色容易变深，甚至产生沉淀，严重时会呵斥喷油嘴和滤清器堵塞，并导致气缸中堆积物添加、磨损加剧。 10%蒸余物残炭：反映柴油在喷油嘴和气缸零件上构成积炭的倾向。 轻柴油和车用柴油：总不溶物 2.5mg/100mL； 10%蒸余物残炭 0.3%。不安定组分：二烯烃、多环芳香烃、含硫化合物、含氮化合物、酚类。五、安定性、腐蚀性 .2、腐蚀性 评价目的：含硫量、酸度、水溶性酸碱 我国轻柴油含硫量 0.2%，车用柴油 0.05%， 北京 0.005%。 不含有水溶性酸或碱，酸度 7mgKOH/100mL。3、干净度 评价目的：水分： 0.2%，车用柴油为痕迹； 机械杂质：

20、不允许含机械杂质.六、清洁柴油及生物柴油1 清洁柴油目的：低硫和超低硫含量，以及对多环芳香烃和总芳香烃 含量的含量的限制。2 生物柴油脂肪酸甲酯 甲醇或乙醇与天然植物油或动物脂肪中的甘油三酸酯发生酯交换反响。优点：含硫量极低，芳香烃含量少，含氧量高，十六烷值 高，闪点高，废气逸出少。熄灭后废气中颗粒物、 总碳氢化合物和CO含量少。无毒。缺陷：粘度大，凝点高，容易氧化，酸值较高。.七、产品规范我国：轻柴油、车用柴油柴油按凝点划分牌号：10号、5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号。 石蜡基原油和含蜡较多的中间基原油直接消费-10号、5号、10号轻柴油。 含蜡较少的中间基和环烷基原油直

21、接消费-35号、-50号轻柴油。 FCC柴油中含芳香烃和烯烃较多，十六烷值较低，安定性较差，需与直馏柴油调和或经适当的精制后到达合格。. 喷气发动机 熄灭性能 低温性能 安定性 其它性能第四节 航 空 煤 油. 点燃式航空发动机飞行高度10000m以下，时速900km 喷气式发动机飞行高度20000m以上，时速2马赫一、 喷气发动机任务过程及对燃料运用要求 火箭发动机 空气喷气发动机 喷气 发动机 本身携带燃料熄灭时所需的氧化剂 本身只携带燃料，空气中的氧气作氧化剂 有压气机式 无压气机式.*无压气机式：罗兰型冲压式喷气发动机 构造：进气道、熄灭室、尾喷管.*有压气机式：惠特尔型燃气涡轮喷气发

22、动机 经过冲压作用提高空气的压力外，主要依托压气机实现空气压力的添加。 压气机式喷气发动机都有中心部件燃气发生器压气机、熄灭室和涡轮，统称为燃气涡轮喷气发动机. 老式涡轮喷气发动机构造表示图 1-进气安装； 2离心式紧缩器； 3熄灭室； 4燃气涡轮； 5尾喷管. 1 涡轮喷气发动机的任务过程 构成：压气机、熄灭室、燃气涡轮、尾喷管1压气机 将空气紧缩至0.3-0.5MPa，温度达150-200。2熄灭室 紧缩空气与燃料混合，构成混合气，启动时需电点火，随后即可延续熄灭，熄灭中心温度1900-2200。 为防止因高温使涡轮中的叶片受损，需经过部分冷空气，使燃气温度降至750-800。. 3涡轮

23、燃气推进涡轮高速旋转，将热能转化为机械能。涡轮在同一轴上带动压气机任务，转速为8000-16000r/min。4尾喷管 从涡轮中排出的高温高压燃气在尾喷管中膨胀加速，尾气在500-600下高速喷出。由此产生反作用力推进飞机前进。.喷气发动机与活塞式发动机区别： 喷气发动机中燃料与空气同时延续进入熄灭室，一经点燃，可燃混合气的熄灭过程是延续进展的，活塞式发动机的燃料供应和熄灭是周期性的； 活塞式发动机燃料的熄灭是在密闭的空间进展，而喷气发动机燃料的熄灭是在30-50m/s的高速气流中进展的，所以熄灭速度必需气流速度，否那么呵斥火焰中断。. 2、对燃料的要求 良好的熄灭性; 适当的蒸发性; 较高的

24、热值和密度； 良好的安定性； 良好的低温性； 无腐蚀性； 良好的干净性； 较小的起电性； 适当的光滑性.二、熄灭性能 1、热值和密度 热值和密度 热值：1公斤(或一升)燃料完全熄灭时所放出的热量。 熄灭性能良好，指它的热值要高，熄灭要稳定，不易因任务条件变化而熄火，一旦高空熄火后能容易再起动，熄灭要完全，产生积炭要少。.热值和密度 要求有较高的质量热值和较高体积热值。 质量热值大，发动机的推进力大，耗油率降低。 以烃类而言，烷烃的氢炭比最高，质量热值最大，环烷烃的次之，芳香烃的最低。 密度正好相反，芳香烃最大，环烷烃次之，烷烃最低。兼顾两方面，喷气燃料的较理想组分是环烷烃。要求：净热值1022

25、010250 千卡/公斤 密度 不小于 0.7500.775.热值和密度 要求有较高的质量热值及较高体积热值。 质量热值大，发动机的推进力大，耗油率降低。 对于烃类，烷烃的氢炭比最高，质量热值最大，环烷烃的次之，芳香烃的最低。 密度正好相反，芳香烃环烷烃烷烃。 兼顾两方面，喷气燃料的较理想组分是环烷烃。. 2、熄灭的启动性、稳定性、完全度 要求燃料能在0.01-0.02MPa和-55的低温下构成可燃混合气并能顺利点燃且稳定熄灭。 启动性：取决于燃料的自然点、着火滞燃期、熄灭极限、可燃混合气发火所需的最低点火温度、燃料的蒸发性大小和粘度等。 n-P 和 N 的熄灭极限比A的宽。 熄灭稳定性的角度

26、：P和N是较理想的组分，而A的熄灭极限较窄，容易熄火。. 燃料的馏分太轻，熄灭极限较窄。-喷气燃料采用熄灭极限较宽、熄灭较稳定的煤油馏分。 喷气燃料熄灭时，首先要求易于启动和熄灭稳定，其次是要求熄灭完全。 熄灭完全度 ：单位质量燃料熄灭时实践放出的热量占燃料净热值的百分率。 耗费 航程 .影响燃料熄灭完全度的要素： 进气压力、进气温度和飞行高度等任务条件 燃料的粘度、蒸发性和化学组成 (1)粘度 粘度过大时，燃料的放射角小、射程远而雾化不良，熄灭不均匀、不完全，使熄灭完全度。 当粘度过小，燃料的放射角大、射程短，易引起部分过热，泵的磨损大。 . 蒸发性 影响燃料的稳定性和完全性 馏分过重：燃料不易挥发，构成可燃混合气；熄灭完全度。 馏分较轻、蒸发性较好的喷气燃料，与空气构成可燃混合气的速度，熄灭完全度。 馏分过轻：易产生气阻，供油中断；燃料在空中大量蒸发损失；需用较大的泵部分蒸汽挥发。 喷气燃料的KK300。.喷气燃料化学组成 各种烃类熄灭完全度顺序:正构烷烃 异构烷烃 单环环烷烃 双环环烷烃 单环芳香烃 双环芳香烃