《汽车运行材料》绪论

1、汽车运行材料 绪 论 这门课的意义？面临的问题：汽车多，能源消耗大，环境受影响研究和认识运行材料，正确合理使用，节约能源，减少污染，提高汽车性能汽车运行材料 是指车辆运行过程中，使用周期较短，消耗费用较大，对车辆使用性能有较大影响的一些非金属材料。车用燃料1.包括：汽油、柴油、车用替代燃料（甲醇、乙醇、天然气）等。2.影响：动力性、排放性。3.特点：成本高，占运行成本的1/3。车用润滑油料1.包括： 发动机润滑油、车辆齿轮油、车用润滑脂等。2.影响： 润滑性能、低温流动性影响汽车件的有效润滑，运动黏度影响汽车的效率传递。车用工作液包括：液力传动油、汽车制动液、液压系统油、汽车玻璃清洗液等。影响

2、：消耗费用低，但对汽车性能，如行驶安全性、行驶舒适性等有显著影响，汽车轮胎 汽车行驶系统中的主要组成部分之一。 对汽车的行驶安全性和使用经济性有重要影响。 主要研究汽车运行材料的使用性能、评定指标（或方法）、分类（或品种）、规格（或牌号）、质量标准（或技术要求）、合理选用以及使用注意事项。二、主要研究内容石油的基本知识汽车运行材料中的两大组成部分燃料和润滑材料都是石油产品，每年全世界石油产量的50 60都被汽车消耗掉了。石油是不可再生的能源，节约使用燃料和润滑材料，就等于间接的节约了石油资源。在研究燃料和润滑材料之前，需要先了解一些石油的基本知识。 a)深棕色的石油 b)黑色的石油石油的颜色1

3、.石油的物理性质石油有特殊气味密度多在0.80-0.98凝点差异较大石油的元素组成 主要元素：碳、氢、硫、氧、氮，碳、氢为主要元素，二者总占96%-99%，且C/H在6-7.5之间。其他元素（0.003%以下）：铁、钾、钠、铝等金属元素；氯、碘、磷、硅等非金属元素。 石油的烃类组成烃：由碳和氢两种元素组成的碳氢化合物。石油的烃类组成：烷烃、环烷烃、和芳香烃三类，少数石油含有烯烃。（1）烷烃：开链饱和烃，CnH2n+2 常温常压下，碳原子数从1-4是气体； 碳原子数从5-16是液体，汽油和煤油的主要组成部分； 碳原子数大于17是固体，存在于柴油和润滑油馏分中。异辛烷C8H18 ： 正辛烷C8H1

4、8 ：烷烃有正构烷烃和异构烷烃之分，碳链呈直链为正构烷烃，带侧链或支链为异构烷烃。正构烷烃：结构不稳定，易被燃机空气氧化成过氧化物，发火性能好，是压燃式发动机燃料的良好成份。异构烷烃：结构紧凑稳定，不易被燃机空气氧化成过氧化物，发火性能差，是点燃式发动机燃料的良好成份。（2）环烷烃：环状饱和烃，CnH2n 环己烷C6H12 高温下的发火性质介于正构烷烃和异构烷烃之间，热值略小，凝点低，润滑性好，是汽油和润滑油的良好成分。 （3）芳香烃：分子中具有苯环结构的烃，CnH2n-6、CnH2n-12和 CnH2n-18 （苯、甲苯、二甲苯、乙苯、 联苯、萘、蒽等）苯(C6H6) 物理性质：常温下成液态

5、或固态，具有强烈的芳香气味，密度小于1。化学性质：由于苯环的存在，芳香烃化学性质稳定，自燃点高，不易被氧化，使得其抗暴性较好，发火性较差，因此芳香烃是压燃式内燃机燃料的不良成分，是点燃式内燃机燃料的良好成分。（4）烯烃：分子结构中含有碳碳双键的烃 单烯烃的分子通式为CnH2n， 二烯烃的分子通式是CnH2n-2 环烯烃的分子通式是CnH2n-2 、CnH2n-4 乙烯 (CnH2n )丁二烯 (CnH2n-2) 烯烃的辛烷值很高，凝点低，利用它改善汽油的抗爆性和柴油的低温流动性。 烯烃是生成臭氧和毒性物质的重要来源，要控制汽车燃料中烯烃的含量。5.石油的非烃类组成 含硫化合物、含氧化合物、含氮

6、化合物、胶质和沥青质、矿物质水分和机械杂质 （1）含硫化合物 活性硫化物 硫（S）、硫化氢（H2S）、低分子硫醇（RSH） 非活性硫化物 硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、环硫醚、二硫 化物（RSSR）、噻吩（C4H4S）及其同系物。（2）含氧化合物 酸性氧化物：环烷酸(CnH2n-1COOH) 、脂肪 酸(CnH2n+1COOH) 、酚类(CnH2n-7OH) 中性氧化物：醛类（R-CHO）、酮类（RCOR) （3）含氮化合物 碱性氮化物：吡啶C5H5N 、喹啉C9H7N 、异喹啉 非碱性氮化物：吡咯C4H5N 、吲哚咔唑（4）胶质和沥青质（5）矿物质（又叫无机盐）6.石油的馏分组成 （1）汽

7、油馏分 （2）煤油馏分和柴油馏分 煤油馏分 柴油馏分 （3）润滑油馏分7.石油的加工石油的加工包括石油的预处理和石油的提炼。（1）石油的预处理 石油预处理的目的是脱盐脱水（2）石油的提炼 常用的石油炼制方法有：常压蒸馏、减压蒸馏、热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、烷基化、延迟焦化。 一次加工：常、减压蒸馏 二次加工：热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、烷基化、延迟焦化 常压蒸馏：根据组成石油的各类烃分子的沸点不同，利用加热、蒸发、分馏、冷凝等步骤对石油进行的直接分馏。通过直接蒸馏得到的石油馏分，称为直馏产品。直馏产品主要是由烷烃和环烷烃组成，一般不含或含很少量的不饱和烃，所以它的性质比较

8、稳定，不易氧化变质，适于长期储存。 减压蒸馏：是指在降低蒸馏塔内压力的条件下对常压蒸馏时得到的重油进行蒸馏。 减压蒸馏塔内压力是1.33kPa（10毫米汞柱） 在炼油厂的实际生产工艺流程中，往往把常压蒸馏和减压蒸馏组合进行，称为常减压蒸馏。 石油气体 常、减压蒸馏流程 热裂化：热裂化是利用500左右的高温使重油一类的大分子烃受热分解裂化成小分子烃的加工过程。 热裂化产品有裂化气、汽油、柴油和渣油等。裂化气的产率约为10，汽油的产率约为30 50 ，柴油的产率约为30，渣油的产率约为30，对于上述热裂化产品，由于含有较多的不饱和烃，使得石油产品的性质不稳定，易发生变质，所以热裂化方法已逐渐被淘汰

9、。 催化裂化：催化裂化是目前普遍采用的炼制方法。 它是在催化剂作用下、反应温度为450510，压力为0.10.2MPa的条件下，对原料油进行裂化、异构化、芳构化、氢转移等反应，使沸点较高的大分子烃裂化为小分子烃的加工工艺。产品主要有石油气、汽油和轻柴油。 在这个过程中，由于催化剂的存在，大分子烃会转变成小分子烃，烃分子结构也会发生改变，使裂化产品中的不饱和烃大为减少，异构烷烃和芳香烃的含量大大增加，所以催化裂化产品比热裂化产品安定性好，不易发生变质。 加氢裂化：加氢裂化是使重质油轻质化的又一种方法。它是在高温（370430）和高压（1015Mpa）在钨、钼、镍等催化剂作用下，加入氢气，对原料进

10、行加氢、裂化和异构化，从而使重质油转变成饱和轻质油的一种炼制方法。 催化重整：催化重整是生产高辛烷值汽油的一种加工方法。它是对直溜汽油馏分中的正构烷烃和环烷烃，在催化剂作用下，进行异构化、芳构化、脱氢等反应，使其烃分子结构进行重新排列而转化为异构烷烃和芳香烃，以此来获得高辛烷值和安定性好的汽油组分。 烷基化：烷基化是指在催化剂作用下，烷烃与烯烃之间发生化学加成反应。烷基化的主要原料是异丁烷和各种丁烯成分，主要产物是异辛烷。常用催化剂是浓硫酸或氢氟酸。异辛烷是车用汽油的理想调和组分，所以，烷基化对生产高辛烷值汽油具有重要意义。 延迟焦化：延迟焦化是为了充分利用能源，以获得更多的轻质油，对减压渣油

11、进行深度加工的一种炼制方法。延迟焦化的产物主要有汽油、柴油、裂化原料油和石油焦等。8.石油产品的精制和调和（1）石油产品的精制电化学精制（酸碱精制）： 电化学精制就是在电场作用下，对油品进行酸洗和碱洗，以除去油中不良成分的精制方法。 酸洗，是指在浓硫酸作用下除去油中的烯烃、二烯烃以及非烃类化合物等组分。 碱洗，是指在氢氧化钠溶液作用下除去油中的硫化氢、部分硫醇、酚以及环烷酸等组分。加氢精制： 加氢精制是指在一定温度、压力和催化剂作用下，利用加氢的方法除去油中的硫、氮、氧、多环芳香烃和重金属等有害组分，并使不饱和烃转变为饱和烃的精制工艺。溶剂精制： 溶剂精制是用选择性好、溶解能力强的溶剂将原料油

12、中的胶质、环烷酸和多环短侧链芳香烃等不良成分溶解并抽取出来的精制方法。溶剂精制是润滑油精制过程中最常用的方法之一。白土补充精制： 白土补充精制是利用白土吸附能力强且选择性好的特点，让白土与油品充分混合，将油中的胶质、沥青质、酸渣、残余溶剂等吸附在微孔表面，并经过过滤得到精制油品的一种加工方法。加氢补充精制： 加氢补充精制是在一定温度和压力条件下，使原料油与氢气混合后，进入载有催化剂的反应器中进行加氢反应，除去油料中的含氧化合物、含氮化合物、含硫化合物以及残余溶剂，并使不饱和烃加氢饱和的一种加工方法。脱硫醇精制： 脱硫醇精制是将焦化汽油、催化裂化汽油、轻柴油等轻质燃料中带有恶臭气味的硫醇除掉的一种精制方法。脱蜡： 脱蜡包括溶剂脱蜡、尿素脱蜡、分子筛脱蜡、微生物脱蜡（2）石油产品的调和 燃油的调和： 各种炼制方法得到的燃油馏分，成本不同，质量档次也不同，为保证出厂燃油既符合质量标准，又能降低生产成本，一般是将各种方法得到的燃油馏分进行调和。同时为满足现代内燃机的工作需求和排放标准的要求，一般还要向燃油中加入多种添加剂或其他提高燃油性能的组分，这一工艺过程就是燃油的调和过程。 润滑油的调和： 经多种精制方法得到的润滑油馏分往往满足不了现代发动机等机械的要求，还不能直接使用，通常需要根据润滑油产品规定的性质要求，