第10章 燃油及润滑油、脂1

第10章燃油与润滑油、脂OilFuelandLubeandLubricatingGrease

GeneralChemistryofEngineering&

教学要求了解石油的组成和加工炼制工艺。了解汽油、柴油等燃料油的组成、理化性质及主要用途。明确燃油、润滑油、润滑脂的各项性能指标的含义。了解常见油品添加剂的种类及其作用。第10章燃油与润滑油、脂知道摩擦的种类和润滑油的作用。能说明影响重油中沥青质稳定性的因素。了解燃烧反应的链反应机理和扩散燃烧方式。了解易燃液体和危险气体的基本性质。知道静电对油品贮存和运输带来的潜在危险。第10章燃油与润滑油、脂&

教学要求

第10章燃油与润滑油、脂10.1石油的基本知识和加工炼制10.2原油和成品油的主要性能指标10.3燃油10.4润滑油和润滑脂10.5油品管理和使用中的安全问题10.1石油的基本知识和加工炼制10.1.1石油的组成10.1.2石油的加工炼制10.1石油的基本知识石油是极其复杂的混合物，通常人们把未加工的石油称为原油，把原油和成品油总称为石油。石油被称为“工业的血液”，从石油可以得到燃料、润滑油和各种化工原料。石油属于化石燃料，它的生成要经过千百万年的时间。10.1石油的基本知识表1.世界前10位石油生产国排序，千桶/天排序国家2009年生产量2011年4月10日的估算生产量12345678910俄罗斯沙特阿拉伯美国伊朗中国加拿大墨西哥阿联酋巴西科威特9.9349.769.1414.1773.9963.2943.0012.7952.5772.49610.210.678.23.6643.12.552.8932.38610.1.1石油的组成石油中的主要元素是C和H，还有少量的O、S、N，此外还有微量的其他金属和非金属。元素CHONS含量（％）83～8710～140.05～2.00.02～0.20.05～8.0石油中的主要元素成分10.1.1石油的组成

石油中75%以上是各种烃类，主要是烷烃、环烷烃和芳香烃，一些结构复杂的混合烃。还有非烃类化合物，即含氮、硫、氧等元素的化合物及含金属元素的化合物。烷烃：占40%~50%，包括直链烷烃和支链烷烃，常温常压下，C1~C4的烷烃是气态，C5~C15是液态。C16以上的正构烷烃为固态，常温下多以溶解状态存在，温度降低时析出晶体，这就是石油中的蜡。10.1.1石油的组成环烷烃：含量一般为25~75%，存在于所有的石油馏分中。主要是环戊烷、环已烷以及它们的同系物，包括单环和多环烷烃。

环已烷环戊烷1，2-二甲基环已烷十氢萘10.1.1石油的组成芳香烃：平均含量为10%~20%。地质年代较晚的新生代石油含芳香烃最多。主要有苯及同系物，还有联苯、萘、蒽等多环、稠环芳烃以及它们的同系物。

蒽萘苊菲β-甲基萘2，3-苯并蒽10.1.1石油的组成非烃化合物：包括烃的衍生物以及少量含O、N、S的杂环化合物和含金属元素的化合物。大部分以胶状、沥青状物质的形态存在。对石油的加工过程有很大的影响，对油品的贮存安定性和使用性能影响也很大。非烃化合物含硫化合物：S、H2S、RSH、ArSH、R-S-R

危害：a)酸性硫化物腐蚀金属

b)腐蚀产物金属盐催化油品氧化

c)燃烧产生SO2,进一步氧化生成SO3,吸水变成H2SO4，腐蚀金属。酸性硫化物可通过精制和碱洗去除。非烃化合物含氮化合物：胺、吡咯、吲哚、金属卟啉化合物。

危害：a)易氧化形成聚合物，使油品颜色变深，气味变臭，生成胶状沉淀。

b)含氮金属化合物燃烧产生灰分，造成机械磨损和腐蚀。非烃化合物石油酸：环烷酸、脂肪酸和酚类。

危害：腐蚀金属及合金，可碱洗去除。胶质、沥青质：大分子稠环化合物，碳氢比高，结构复杂，含硫、氧、氮及金属元素。

危害：a)贮存稳定性下降。

b)燃油：燃烧不完全，造成积炭润滑油：受热易生成炭渣，造成磨损。10.1.2石油的加工炼制从原油中提取各种石油产品的过程叫石油炼制。炼油过程一般分为两步，第一步是分馏，即经过蒸馏将原油分成几个不同沸点范围的组分。这一阶段称为一次加工。第二步是利用化学方法对所得的组分再进行深度加工，得到各种石油产品。这一阶段称为二次加工。一次加工包括常压蒸馏和减压蒸馏。通过蒸馏把沸点不同的化合物进行分离，这种方法叫分馏，所得的产品叫馏分。10.1.2石油的加工炼制分馏温度（℃）组分名称主要用途气体C1~C4石油气气体燃料，合成原料轻油40～70C5~C6溶剂油溶剂70~180C6~C10汽油汽车、飞机燃料180~280C10~C16煤油喷气飞机燃料、溶剂280~350C17~C20柴油柴油车、船舶、拖拉机、农机燃料重油＞350（减压分馏）C16~C30润滑油各种机械的润滑油、液压油C20~C30固体石蜡制蜡烛、肥皂C30~C40沥青铺路、建筑材料二次加工：包括催化裂化、催化重整、加氢精制。催化裂化：采用催化裂化技术，可以将重质馏分甚至渣油裂解为较小分子的烃类，得到更多的轻油，并可改善油品的品质。

产物：C1~C10的烃，饱和烃和不饱和烃。例：C16H34C8H18+C8H16二次加工催化重整：在一定的温度、压力下，汽油中的直链烷烃和环烷烃在催化剂表面上发生结构改变，转化为带支链的异构烷烃和芳香烃，使汽油的抗爆性得到改善。目的：改善直馏汽油的品质，获得化工原料芳香烃。二次加工加氢精制：在一定温度、压力及催化剂存在的条件下，加H2使非烃化合物中所含的有害元素N、S、O生成H2S、NH3、H2O，它们容易从油品中分离除去。目的：a)脱S、N、O元素

b)烯烃加氢饱和

c)加氢脱金属元素二次加工

10.2原油和成品油的主要性能指标油品的性能指标从各个方面反应了油品的品质。①与燃油燃烧性能和燃烧产物有关的，如馏程、十六烷值、实际胶质、残炭、灰份等；②与贮存、运输管理有关的，如黏度、闪点、凝点、胶质、机械杂质、水分等；③与腐蚀有关的，如水溶性酸、碱、酸值和酸度、硫含量、钒含量、钠含量等；④与污染有关的，如硫含量、胶质、沥青质等。(1)馏程馏程（distillationrange）表示燃油中轻质成分的含量。将油品置于测定仪中，记录10％油品被蒸馏出时的温度，即为10％馏出温度。还有50％馏出温度、90％馏出温度等。馏出温度越低说明油品中轻质成分越多。燃油燃烧时首先要蒸发并与空气形成混合气再着火燃烧。轻质成分越多的油品蒸发性好，但馏分过轻也是有害的。(2)黏度黏度（viscosity）是表征油品流动性的指标。流体分子间的内摩擦力会阻碍流体的运动。油品的重质成分越多，温度越低，压力越大，其流动性就越差。黏度是石油和石油产品最重要的物理性质。由于测定方法或单位不同，油品的黏度有多种表述。凝点、倾点和浊点都是表征油品低温流动性和泵送性的指标。(3)凝点、倾点和浊点凝点测定装置1-温度计；2-有切口的软木塞；3-圆底试管；4-玻璃套管；5-环形标线凝点是指试油在测定仪器中不流动的最高温度。油品在低温时的流动性降低。(3)凝点、倾点和浊点油料中析出石蜡微晶时，澄清的试样油开始呈现浑浊，这时的温度称为浊点。倾点是指试油在测定仪器中还能够流动的最低温度。通常将凝点的数值加2.8℃约等于倾点；加8.5℃约等于浊点。(4)闪点闪点（flashpoint）是油品的挥发性和安全性指标。把油料放在闪点测定仪中加热，油蒸气与空气的混合气接触火焰后能发生闪火的最低温度便是油料的闪点。油料中的轻质成分越多越易挥发，闪点越低，危险性越大。依据测试仪器的不同，闪点分为闭口闪点和开口闪点。同一油品的开口闪点总比闭口闪点高。

实际胶质是汽油、轻柴油等轻质燃油的贮存安定性指标。石油二次加工所得的裂化馏分油含有较多的烯烃，容易发生氧化、聚合和缩合反应，生成胶状物。实际胶质指100mL燃料油在试验条件下所含胶质的毫克数，用mg/100mL表示。(5)实际胶质（6）残炭1-磁坩锅；2-内铁坩锅；3-外铁坩锅；4-镍铬三角；5-铁罩；6-遮焰体；7-喷灯；8-火桥；9-三角架残炭测定装置残炭（carbonresidue）是评定柴油、重油及润滑油在高温下生成积炭的指标。形成残炭的物质主要是原油中的一些不易挥发、受热易分解并发生缩合的成分。(7)机械杂质和水分机械杂质是油中不溶的尘土、泥沙、铁锈等固体颗粒或沉淀。燃油中的机械杂质可造成喷油泵的磨损，并可能堵塞油路，使供油中断。燃油中的水分会降低燃油的热值，并可能使柴油机熄火，还会造成电化学腐蚀。(7)酸值与酸度酸值指中和1g石油或润滑油中酸性物质所需的氢氧化钾的毫克数，用“mgKOH／g”表示。酸度指中和100mL燃油中酸性物质所需的氢氧化钾的毫克数，用“mgKOH／100mL”表示。课堂作业1.与燃油燃烧性能有关的性能指标______，与运输有关的___，____，与安全性有关的____，与油品安定性有关的____。与腐蚀有关的_____。2.石油中75%以上是各种烃类，主要是__、___和___。3.石油的加工炼制一般分为两步，第一步是___，包括_____和_____。第二步是利用化学的方法对所得的组合进行深度加工，二次加工包括____，____，______。10.3燃油10.3.1汽油10.3.2柴油10.3.3重油10.3.4燃料添加剂10.3.1汽油汽油（benzine）的主要组分为C6～C10的烃类，是原油直馏或催化裂化等二次加工所得的低沸点组分。汽油是点燃式发动机（汽油机）的动力燃料。汽油使用的质量要求汽油的爆震燃烧提高汽油辛烷值的途径10.3.1.1汽油使用的质量要求（1）有良好的蒸发性能，容易气化与空气形成可燃混合气体。汽油蒸发性能好，有利于发动机在低温下迅速启动，工作平稳，燃烧充分。汽油常用的蒸发性能是馏程和饱和蒸气压。

10%馏出温度、50%馏出温度、90%馏出温度、汽油的蒸气压。10.3.1.1汽油使用的质量要求（2）有足够的抗爆性能，以保证发动机的正常、平稳工作，不因爆燃而损坏机件。汽油的抗爆性能用辛烷值表示，辛烷值越高，表示汽油的抗爆性越好。汽油辛烷值的规定：异辛烷定为100，正庚烷定为0，按体积比混合。我国汽油的商品牌号就是依据辛烷值来划分的。10.3.1.1汽油使用的质量要求（3）有良好的化学安定性，抗氧化能力强，长期储存不变质。汽油的安定性与其化学组成有关，汽油中的烯烃，特别是二烯烃在储存过程中极易氧化。汽油用实际胶质和诱导期来评价汽油的安定性。改善汽油安定性的方法是在适当加氢精制的基础上添加抗氧化剂。10.3.1.1汽油使用的质量要求（4）有良好的抗腐蚀性能，对金属无腐蚀。汽油中的硫及含硫化合物、水溶性酸碱、有机酸等，都会对金属有腐蚀作用。评定汽油腐蚀性的指标有酸度、硫含量、铜片腐蚀、水溶性酸碱等。10.3.1.2汽油的爆震燃烧在汽缸中若某点或某几点过氧化物的浓度超过一定的限度，便会发生猛烈分解，使未燃混合气未等火焰传到便自行以极大速度进行爆炸性燃烧，产生的爆震波猛烈冲击气缸壁，引起发动机的强烈震动和发出金属敲击声，同时由于产生瞬间爆炸，破坏了火焰的正常传播，使混合气燃烧不完全，排气冒黑烟，这就是所谓的爆震燃烧。爆震燃烧会引起机械损坏，增加污染排放和燃料消耗。

一是与燃料性质有关。如果燃料很容易氧化，自燃点低，就很容易产生爆震现象。汽油的烃类组成不同，其抗爆性能也不同。各类烃中，正构烷烃的辛烷值最低，环烷烃和烯烃次之，高度分支的异构烷烃和芳香烃的辛烷值最高。同族烃类的辛烷值随着分子量的增大而减少。汽油产生爆震燃烧的原因汽油产生爆震燃烧的原因

二是与发动机的压缩比有关。压缩比＝气缸总容积∕燃烧室容积压缩比高，发动机的有效功率大，油耗降低，但易产生爆震。汽油机的压缩比与燃料的抗爆性要匹配。提高汽油抗爆性的途径抗爆添加剂：如含铅汽油中加入四乙基铅破坏过氧化物。改变汽油的化学组成：增加支链烷烃、环烷烃等异构烷烃及芳香烃的含量。调入其他高辛烷值的组分：如醚类及醇类等含氧有机化合物。汽油的主要规格标准国内大部分地区执行国III排放标准，部分地区执行国V标准。10.3.2柴油柴油的主要组分为C17~C20的烃类，是由馏程为280~350℃的石油馏分油与裂化、焦化等二次加工获得的柴油组分混合而成。柴油（dieseloil）是压燃式发动机（柴油机）的燃料。与汽油机相比，柴油机的热功效率高，燃料比消耗低，比较经济，是我国目前使用最多的发动机燃料。柴油的种类各国柴油的分类是不相同的。我国柴油种类为轻柴油、重柴油、船用柴油、农用柴油、专用柴油。国产柴油的牌号是依据凝点来划分的。例如0号和-10号轻柴油，其凝点分别规定为不高于0℃和-10℃。轻柴油适用于1000r/min以上的高速柴油机，重柴油适用于中速和低速发动机。(1)有良好的燃烧性能轻柴油的蒸发性能由馏程决定，发火性能由十六烷值决定。十六烷值：规定正十六烷的十六烷值为100，α-甲基萘的十六烷值为0。正构烷烃的十六烷值最高，烯烃、异构烷烃和环烷烃次之，芳香烃最低。同类烃中，十六烷值随着碳原子数增加而增加。50%馏出温度低，柴油机冷车启动性好，但馏分过轻，自燃点升高，发火性变差，易发生爆震燃烧。柴油使用的质量要求柴油的爆震燃烧柴油的爆震燃烧是由于燃料不易氧化，自燃点太高，积累了过多的燃料。柴油的十六烷值过低，自燃点高，发火性差，燃烧时滞燃期长，积累的燃料多，一旦发生着火，燃烧反应速度激增，气缸压力增大，引起柴油机爆震。十六烷值过高，自燃点低，燃料来不及与空气混合便开始燃烧，容易燃烧不完全，产生黑烟，油耗增大。柴油使用的质量要求(2)有良好的低温性能我国以凝点来评定柴油的低温性能，凝点低表示低温性能好，馏分越重，其凝点越高。降凝剂可有效改善柴油的低温流动性。(3)有合适的黏度柴油的供油量、雾化状态、燃烧情况和高压油泵的润滑都与柴油的黏度有关。柴油使用的质量要求(4)抗氧化安定性好，贮存不变质轻柴油的安定性由碘值、实际胶质、沉渣等指标来评定。(5)有良好的抗腐蚀性能，不腐蚀机件与汽油类似，柴油中的含硫化合物、水溶性酸碱、有机酸等造成机件磨损。10.3.3重质燃油（重油）

重油（heavyoil）一般由直馏残渣油或裂化残渣油加入部分柴油调制而成，其特点是黏度和比重大，凝点高，灰份、水分、硫分和机械杂质含量较高，属于劣质燃油。重油可分为船用内燃机燃料油和燃料油。重油使用前都要经过过滤和加热步骤。10.3.3.1重油中沥青质的稳定性重油在贮存、温度变化或与其它燃油混对时，常会析出油泥状沉淀。这种沉淀称为淤渣或泥渣。淤渣来自重油本身的组分，主要是沥青质和蜡。重油中的沥青质不是溶解在油中的，而是以胶粒的形式分散在油中。

沥青胶粒的示意图10.3.3.2重油中蜡的析出

蜡是重油淤渣中的另一个成分。重油中的含蜡量取决于原油的性质。我国的原油含蜡量多数较高。与沥青质不同，重油中的蜡在温度较高时是以分子状态溶解于油中的。温度较低时，蜡结晶析出成为淤渣。蜡结晶的大小和形状与冷却速度、温度循环变化及局部冷热不均等因素有关。10.3.3.3重油的高温腐蚀和低温腐蚀

重油中存在的含硫化合物和钒、钠的化合物会造成燃烧系统的高温腐蚀和低温腐蚀。低温腐蚀是含硫化合物造成的。重油的含硫量比较大。高温腐蚀是钒、钠化合物造成的。10.3.4燃油添加剂

要取得质量更高、性能更好、应用更加广泛的油品，目前最为经济和有效的办法，就是在石油产品中加入各种添加剂（additive）。使用添加剂可以有效地提高油品质量、降低成本、减少燃油消耗量、延长润滑油使用周期，并且可以满足某些只靠改进石油炼制方法无法达到的要求。燃烧改进剂抗氧防胶剂金属钝化剂抗腐剂10.3.4燃油添加剂课堂作业一、填空1.汽油常用的蒸发性能指标是__和__。__反映汽油的启动性能，此温度过高，发动机不易启动；___反映发动机的加速性和平稳性；___反映汽油在气缸中蒸发的完全程度。2.汽油的抗爆性是___来表示，我国汽油的牌号是依据____来划分的。3.汽油产生爆震燃烧的原因有两个，一是与___有关，二是与___有关。4.汽油是___式发动机（汽油机）的动力燃料。柴油是___式发动机（柴油机）的动力燃料。5.国产柴油是依据___来划分牌号的。6.轻柴油适用于___的柴油机；重柴油适用于__的柴油机。船用柴油的质量介于___和____之间。7.轻柴油的蒸发性能由__决定，发火性能由___决定。8.___期短的柴油自燃点低，发火性能好。9.在各类烃中，___的辛烷值最低，____、____次之，_____和____的辛烷值最高。____的十六烷值最高，___、___和___居中，___的十六烷值最低。10.汽油机的爆震燃烧是由于燃料太___氧化，自燃点太___，形成了过多的____，而柴油机的爆震燃烧是由燃料太___氧化，自燃点太____，积累了过多的___。因此，汽油机要求自燃点___的燃料，而柴油机要求自燃点__的燃料。11.柴油的供油量、雾化状态、燃烧情况和高压油泵的润滑等都与柴油的____有关。12.重油一般由直馏或裂化的____油加入部分___调制而成。13.重油中的淤渣来自重油本身的组分，主要是____和_____。重油中的沥青质是以____的形式分散在油中的。重油中的蜡在温度高时是以___状态溶解于油中的。14.重油的低温腐蚀是由于_____造成的，高温腐蚀是由于_____造成。二、简答题1.简述汽油机和柴油机产生爆震燃烧的原因。2.简述影响沥青质稳定性的原因。课后作业结合自己的专业和生活，谈谈学习化学的收获，并给出化学学习内容的建议。（8人一组，200~400字，写上姓名）10.4润滑油和润滑脂10.4.1

摩擦与润滑10.4.2润滑油的组成和分类10.4.3润滑油的性能和添加剂10.4.4润滑脂

机械间的相对运动必然会产生摩擦阻力。摩擦阻力不仅会消耗一部分能量，还会造成机件磨损，发出噪音，使摩擦面发热甚至烧结。避免摩擦（friction）最有效的办法是使用润滑剂（lubricants）把摩擦表面隔开。10.4.1摩擦与润滑

润滑油在摩擦面间形成润滑层的情况可以分为干摩擦液体摩擦边界摩擦半液体摩擦10.4.1.1摩擦的种类10.4.1.2润滑油的作用（1）减低磨损；（2）冷却降温；（3）冲洗污物；（4）降低噪音；（5）密封防锈。10.4.2润滑油的组成和分类10.4.2.1润滑油的组成润滑油占全部润滑材料的85％，种类牌号非常多，但都由基础油和适量的添加剂（也有的品种不加）组成。润滑油的基础油又分为矿物油及合成油两大类，可制成各种用途的矿物润滑油和合成润滑油。矿物油主要烷烃、环烷烃、芳香烃和少量非烃化合物。合成油是人工合成的酯类、硅油、氟氯化碳等。10.4.2.2润滑油的分类A全损耗系统B脱模C齿轮D压缩机(包括冷冻机和真空泵)E内燃机F主轴、轴承和离合器G导轨H液压系统M金属加工N电器绝缘P风动工具Q热传导R暂时保护防腐蚀T汽轮机U热处理x用润滑脂的场合Y其它应用场合z蒸汽汽缸S特殊润滑剂应用场台10.4.3润滑油的性能和添加剂10.4.3.1黏度和黏温性能黏度是选择润滑油的主要依据，润滑油应该有适宜的黏度以满足不同的要求。黏温性是指其黏度随温度变化的性质。为了改善润滑油的黏温性或提高轻质油的黏度，可以在油品中加入增黏剂。

增黏剂链状高分子的卷曲和伸展增黏剂的作用①在油中阻碍油分子间的运动，增加了液体的内摩擦力，因而使黏度增大。②当温度低时，分子热运动减弱，长链分子卷曲成球状，对油分子运动的阻碍减小，使油的黏度增大不明显；当温度高时，分子热运动增强，长链分子又伸展成链状，对油分子运动的阻碍增大，使油的黏度下降不明显，因此改善了润滑油的黏温性。10.4.3.2凝点和低温流动性润滑油的流动性下降会使摩擦阻力增大，造成供油不足，甚至供油中断。在低温下使用油品时要特别注意到这一点，以免造成事故。凝点越低，润滑油的低温流动性越好。选用润滑油时，凝点要比环境温度低5℃左右。常采用脱脂和加入降凝剂的方法改善润滑油的低温流动性。10.4.3.3抗氧化安定性（1）氧化安定性润滑油抵抗氧化作用的能力称为润滑油的氧化安定性。氧化生成醇、醛、酮、羧酸等，进一步缩合生成胶质，腐蚀金属，堵塞油路。润滑油的氧化安定性由酸值和沉淀物来评价抗氧化防胶剂可改善油品的抗氧化性能。作用原理：①破坏自由基，中断链反应；②促进烃基过氧化氢分解。2）热氧化安定性润滑油抵抗高温氧化作用的能力称为润滑油的热氧化安定性。润滑油的热氧化安定性是腐蚀度来评价主要发生在气缸中。氧化产物在活塞环区生成漆膜和积炭，增加磨损，造成烧坏、拉缸事故。生成的过氧化物和有机酸腐蚀内燃机。加入抗氧抗腐剂可提高润滑油的热氧化安定性。作用机理：①分解烃基过氧化氢；②钝化金属的催化氧化作用。10.4.3.4清净分散性润滑油洗涤沉淀物，使其在油中悬浮而不沉积成膜的性能，叫润滑油的清净分散性。润滑油中加入清净分散剂，能将油品中氧化生成的沉淀、漆膜和积炭清洗、分散，使其悬浮在油中不沉积在油件表面。清净分散剂分为高灰分型和无灰分型。清净分散剂的作用原理清净分散剂是一种油溶性表面活性剂。

10.4.3.5油性和极压抗磨性

润滑油的油性和极压抗磨性，是指润滑油在边界润滑状态下，能降低摩擦系数，减少磨损，防止摩擦面烧结的性能。载荷添加剂可以改善油品在极压条件下的润滑性能。载荷添加剂包括油性剂和极压抗磨剂。油性剂的作用机理油性剂是一些油溶性的表面活性剂。极压抗磨剂是一些含硫、氯、磷的有机化合物。

油性剂在金属表面上形成吸附膜油性剂吸附膜的润滑作用示意图10.4.3.6抗泡性

起泡引起油箱油面下降，润滑油道供油不足，液压系统压力不稳，汽轮机循环不畅。起泡的原因：润滑油氧化变质引起的表面张力下降。为防止润滑油起泡可加入抗泡沫添加剂。最常用的是二甲基硅油，它吸附在泡沫表面或侵入泡沫，降低泡沫的稳定性。10.4.4润滑脂润滑脂（lubricatinggrease）是一种常温下呈油膏状的润滑剂，俗称黄油。润滑脂是在基础油中加入一定量的稠化剂、稳定剂和添加剂调制而成。润滑脂用于润滑油容易流失或连续供油有困难的摩擦件。润滑脂的作用主要是润滑、保护和密封。10.4.4.1润滑脂的特点①使用寿命长，供油次数少，特别适合于长期工作，不便经常更换润滑剂的摩擦件；②黏附力强．不流失，不滑落，适用于液体润滑油不易保持在摩擦面的情况；③密封性、防锈性较好，能防止外界水分、尘土或腐蚀性物质浸入，保持摩擦面清洁，减缓金属腐蚀；10.4.4.1润滑脂的特点④抗压性、适应性好，在重负荷、变速、变温、有冲击负荷、间断运行、往复运动等情况下能保持良好润滑；⑤不需要复杂的密封和供油设备，可简化机械结构。

缺点：①摩擦阻力较润滑油大；②散热能力差，没有清洗作用；③更换润滑脂时比较麻烦；④储存中若被水和杂质污染，不易净化。因此润滑脂不能完全取代液态的润滑油。10.4.4.1润滑脂的特点10.4.4.2.润滑脂的组成润滑脂的基本组成包括基础油、稠化剂和添加剂。一般基础油含量占70％～90％，稠化剂含量占5％～20％，其余5％左右为各种添加剂。（1）基础油：矿物油和合成油（2）稠化剂：皂基和非皂基（分类和作用）（3）添加剂：改善和提高使用性能10.4.4.3润滑脂的分类及性能按稠化剂类型分为四类：皂基脂（以金属皂为稠化剂）烃基脂（以石蜡或地蜡为稠化剂）无机脂（以无机物如膨润土等为稠化剂）有机脂（以有机物如芳基脲等为稠化剂）10.4.4.3润滑脂的分类及性能在工业生产上常用的润滑脂有钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠基润滑脂、通用锂基润滑脂、石墨钙基润滑脂等。（1）耐热性与滴点温度过高会使润滑脂变稀变软，甚至从摩擦面上流失。润滑脂的耐热性用滴点表示。滴点越高，润滑脂的耐热性越好。润滑脂应在低于其滴点20~30℃的温度下工作。10.4.4.4润滑脂的性能指标润滑脂的性能指标（2）稠度与针入度稠度用针入度来表示。针入度越大，润滑油越软，即稠度越小。国产润滑脂根据针入度的大小来编号，号数越大，针入度越小，脂越硬。针入度是与润滑脂在润滑部位的黏附能力、密封性、抗极压性能等有关的重要指标。10.4.4.5润滑脂的选择润滑脂的品种很多，用在不同的设备，不同润滑部位，不同的工作条件，有着不同的质量要求。润滑脂应从使用目的、机械运行条件、使作性能、经济性、管理等方面考虑。机械运行条件主要考虑设备工作温度、负荷、转速、工作环境、用脂部位及给脂方法。10.4.4.5润滑脂的选择（1）工作温度高的，选耐高温润滑脂，如钠基脂或复合钙基脂；低温工作的设备可选锂基脂。（2）重负荷的设备应选针入度小、油膜强度大和极压性强的润滑脂，如钡基、铅基润滑脂，或含添加剂的二硫化钼润滑脂（3）转速高的润滑部位，应选耐热好、中等黏度的钠基脂。（4）工作环境有水或潮气接触的部位应选钙基、复合钙基或锂基脂。课堂作用一、填空题1）根据润滑油在摩擦面间形成润滑层的情况可分___、____、____、_____等四种。2）润滑油都是由____油和_____组成。基础油又分为____油和____油两大类，矿物油是石油的重质馏经____、____等工艺处理而得到。3）负荷重、运转慢的机械应选用___黏度的润滑油，而负荷轻、转速快的机械应选用__黏度的润滑油。4）增黏剂是一些油溶性的高分子__状化合物。增黏剂的作用：①在油中____分子运动，___黏度。②温度降低时，分子呈_____状，对分子的阻碍作用____，黏度不至于___很多；温度升高时，分子又呈___状，对分子的阻碍作用___，黏度不至于____太多。5）___是润滑油低温流动性的重要指标。6）润滑油抵抗氧化作用的能力称为润滑油的_____性。润滑油的氧化安定性用___及_____来评价。抗氧防胶剂的作用是：1）破坏氧化过程中生成的____，中断链反应；2）促进___分解。7）润滑油抵抗高温氧化作用的能力称为润滑油的_____性。润滑油的热氧化安定性用___来评价。抗氧抗腐剂的作用原理是：1）分解氧化的最初产物____；2）钝化金属的______作用。8）清净分散剂是一些油溶性的_____。清净分散剂的___基团对漆膜和积炭有很强的吸附作用，它们牢固地吸附在固体颗粒的表面，形成_____，稳定地分散在油中。9）当摩擦表面承压很高，滑动速度很低，或有振动、冲击负荷时，润滑油难以保持连续的油膜，常处于___润滑状态。润滑油在这种情况下能降低摩擦、减少磨损，防止摩擦烧结的性能称为润滑油的___性和_______性。10）润滑脂的基本组成包括_____、____和____。11）稠化剂分为___和___两类。皂基稠化剂是___；非皂基稠化剂包括___、___和____三类。12）润滑脂的耐热性可用___来表示。稠度用____来表示。二、简答题1.润滑油中的清净分散剂有哪些作用？为什么会产生这些作用。10.5油品管理和使用中的安全问题10.5.1燃烧与燃烧反应10.5.2油品的易燃易爆性和毒性10.5.3油品易产生静电的性质10.5.1燃烧与燃烧反应燃烧是一种激烈的氧化还原反应。燃烧的条件：可燃物、助燃剂、着火热源。燃烧方式：表面燃烧和扩散燃烧扩散燃烧（1）单纯扩散燃烧（2）蒸发扩散燃烧（3）分解扩散燃烧燃烧反应机理燃烧过程属于链反应，也称为自由基反应。包括链引发、链传递和链终止3个过程。热链引发H2→2H·

链传递H·+O2→OH·+O·O·+H2→OH·+H·OH·+H2→H2O+H·链终止OH·+H·+M→H2O+M（M为器壁或惰性分子）

H·+H·+M→H2+M10.5.2油品的易燃易爆性和毒性（1）油品的易燃性石油及其产品都具有容易燃烧的特性。油品的组成主要是碳氢化合物及其衍生物，是可燃性有机物质。油品发生燃烧，必须具备油蒸气、空气（O2）和着火热源三个条件。石油及其产品沸点低，易蒸发，易形成可燃性气体。不易迅速散发，火焰传播迅速。油品的易燃性石油产品燃烧的难易程度与闪点、燃点和自燃点3个指标有密切关系。闪点：油蒸气与空气的混合气接触火焰后能发生迅速闪火的最低温度。燃点：指点燃被加热油品的上部蒸气，使其发生连续燃烧所需的最低温度。自燃点：油品在仪器中加热到不需要点燃即可燃烧的最低温度。常见石油化工产品闪点和自燃点品名闪点（℃）自燃点（℃）品名闪点（℃）自燃点（℃）原油航空汽油汽油石脑油航空煤油轻柴油重柴油润滑油渣油沥青－35－60～10－50～1025.6＜2845～120＞120180～21080～130200～230385～530480415～513380350～380300～320300～350230～300230～270苯甲苯甲醇乙醇丙烷丁烷戊烷H2天然气液化石油气－114.41113－104－82－40＜－60580～650550～600464423467430309570550～750420～480油品的易燃性闪点、燃点和自燃点与油品的化学组成和馏分组成有关。闪点较高的，自燃点低，同一族烃中，相对分子量大的烃，闪点高，自燃点低。闪点是鉴定石油产品馏分组分和发生火灾危险程度的重要标准。油品越轻，闪点越低，着火危险性越大。重质油闪点高，但自燃点低，着火危险性同样大。石油产品火灾危险性分类分类闪点石油产品名称易燃液体，甲类＜28℃原油、溶剂油、汽油、液化石油气、苯类、乙醇等易燃、可燃液体，乙类28～60℃灯油、－35号柴油、航空煤油等可燃液体、固体，丙类A丙类B60～120℃＞120℃轻柴油、重柴油、农用柴油、渣油等润滑油、润滑脂、石蜡、沥青等（2）油品的易爆性油品的热值较高，燃烧会释放大量的热，大量的热传导、对流和辐射，加快了油品的蒸发和燃烧速度，瞬间大量气体的同时燃烧，就可以引起爆炸。油品的易爆性通常用爆炸极限来衡量。爆炸极限是指可燃混合气遇到火源会发生爆炸的浓度范围。爆炸极限越宽，爆炸下限越低，油品爆炸的危险性越大。常见石油化工产品爆炸极限物质名称爆炸极限％（体）物质名称爆炸极限％（体）车用汽油航空煤油溶剂油轻柴油苯甲苯乙醚乙醇1.7～7.21.4～7.51.4～6.01.4～6.01.4～7.11.5～7.01.9～363.3～19.0H2CONH3丙烷丁烷天然气液化石油气煤气4.0～74.212.3～7415.0～282.1～9.51.9～8.54.5～161.9～115.3～32（3）油品的毒性石油及其产品都具有一定的毒性。一般来说，芳香烃、不饱和烃的毒性较大，环烷烃次之，烷烃毒性最小。生产中要穿戴劳动保护用具，减少接触，接触油品后要及时洗净，油料储存、运输作业区内要加强通风。10.5.3易产生静电的性质静电荷的产生和聚积与物体的导电性能有关。电阻率小于108Ω·m时为导电体，不易产生静电。电阻率大于1010Ω

·m时为静电非导电体，易产生静电。油品的导电率一般都比较低，静电荷的产生和聚积容易引起放电闪火，而油气的点燃能又低容易被静电火花点燃。10.4.3.1液体静电

静电的产生是因为物体中原有的正负电荷发生了分离和转移。液体在运动过程中容易产生危险的静电。液体运动带电现象示意图液体静电加油速度越快，空气越干燥，油品与空气摩擦程度越大，产生的静电越多。油品是否带静电主要取决于油品内含杂质的情况。油料分子本身不易产生分离电荷。轻油含杂质较少，虽然分离电荷少，但导电性差，非常容易积聚静电荷。重油含杂质较多，虽然分离电荷多，但电导率性大，电荷不易积聚荷。水或其他液体在喷雾和发泡时能产生大量的静电和较高的电位。10.5.3.2人体静电人体静电的现象非常普遍。人体所带静电的种类和数量与衣服及鞋子的质料，摩擦速度快慢，环境温度等因素有关。在周围空间存在爆炸混合物的环境，人体静电完全能引燃爆炸混合物。油类蒸汽混合物引爆能极低，轻油制品大约只要0.2mJ的能