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文档简介
第二章第二章石油产品的分类和使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油产品的分类根据GB498-1987《石油产品及润滑剂的总分类》,将石油产品分为六大类:
1、燃料;2、溶剂和化工原料;
3、润滑剂和有关产品;
4、蜡;
5、沥青;
6、焦。类别类别含义类别类别含义FSL燃料溶剂和化工产品润滑剂和有关产品WBC蜡沥青焦
石油产品及润滑剂总分类
燃料包括汽油、喷气燃料、柴油等发动机燃料及灯用煤油、燃料油等。第二章石油产品的分类和使用要求石油产品的分类一、燃料我国燃料用量占石油产品总量的85%,而其中约60%为各种发动机燃料,是用量最大的产品。
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气体燃料液化气燃料: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本章着重讲解的内容
润滑剂包括润滑油和润滑脂。
其产量仅占石油产品总量的2%~5%,但品种和牌号却是最多的一大类产品。
作用:主要用于降低机件之间的摩擦和防止磨损,以减少能耗和延长机械寿命。第二章石油产品的分类和使用要求石油产品的分类二、润滑剂四、石油蜡石油蜡属于石油中的固态烃类,是轻工、化工和食品等工业部门的原料,其产量约占石油产品总量的1%。三、石油沥青石油沥青用于道路、建筑及防水等方面,其产品约占石油产品总量2%~3%。第二章石油产品的分类和使用要求石油产品的分类六、溶剂和石油化工原料约有10%的石油产品是用做石油化工原料和溶剂,其中包括制取乙烯的原料(轻油)以及石油芳烃和各种溶剂油。第二章石油产品的分类和使用要求石油产品的分类五、石油焦是原油经蒸馏将轻重质油分离后,重质油再经热裂的过程,转化而成的产品.主要的元素组成为碳,占有80%以上.石油焦可用做电厂CFB(循环流化床锅炉)燃料,或可用来制作炼铝及炼钢用电极等,其产量约为石油产品总量的1%~2%。石油烃类溶剂油的用途十分广泛,且发展十分迅速,其应用领域也不断扩大,在食用油、印刷油墨、皮革、农药、杀虫剂、橡校、化妆品、香料、化工聚合,医药以及在IC电子部件的清洗等诸方面都有广泛的用途。
内燃机燃料油
(1)点燃式发动机燃料-汽油,主要用于各种汽车、摩托车和活塞式飞机发动机等;
(2)喷气发动机燃料-喷气燃料(航空煤油),主要用于各种民用喷气发动机和军用喷气发动机;
(3)压燃式发动机燃料-柴油,用于各种大马力载重汽车、坦克、拖拉机、内燃机车和船舰等。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求根据用途,燃料油分为内燃机燃料油和炉用燃料油两大类。石油燃料油的类型:发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。
汽油机柴油机
发动机按燃料的使用不同分
现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧,把产生的热能转变成机械能。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求燃料的使用要求取决于发动机的工作过程
四行程发动机工作原理观看演示
1、进气行程
2、压缩行程
3、作功行程
4、排气行程第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求工作循环
对于往复活塞式发动机,每进行一次能量转换,均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程,称为发动机的一个工作循环。
四行程发动机工作原理第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求四行程汽油机的工作原理第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求汽油发动机四个行程的图示1.进气行程2.压缩行程3.作功行程4.排气行程每一行程工作的具体分析如下
第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求排气门关闭进气门开启活塞1·进气:此时进气门打开,活塞下行,汽油和空气的混合气被吸进汽缸内第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求1、进气行程进气终了时气缸内压强为75~90kPa
,温度上升至80~130℃2、压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩终了时温度300~450℃
,
压力0.7~1.5MPa第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2·压缩:此时进气门和排气门同时关闭,活塞上行,混合气被压缩。作功行程进气门关闭排气门关闭活塞作功终了:温度2000~2500℃
,
压力2.5~4.0MPa3、作功行程第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求3·燃烧(膨胀作功):当混合器被压缩到最小时火花塞打火点燃混和气,燃烧产生的压力推动活塞下行并带动曲轴旋转。排气行程进气门关闭排气门打开活塞4.排气行程第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求4·排气:当活塞下行到最低点时排气门打开,废气排出,活塞继续上行把多余的废气排出。桑塔纳发动机结构示意图进气行程压缩行程作功行程排气行程新鲜空气四行程柴油机各行程示意图开始喷油汽油机和柴油机的图示火花塞
喷油器
汽油机和柴油机的工作过程均包括进气、压缩、燃烧膨胀做功、排气四个过程但汽油机和柴油机的工作原理有两点本质的区别:第一,汽油机中进气和压缩的介质是空气和汽油的混合气,而柴油机中进气和压缩的只是空气,因此柴油发动机压缩比比汽油机高许多,一般柴油机的压缩比可达13~24,汽油机的压缩比一般只有6~8.5。第二,在汽油机中燃料是靠电火花点火而燃烧的;而在柴油机中燃料则是由于喷散在高温高压的热空气中自燃的。因此汽油机称点燃式发动机,柴油机则称压燃式发动机。第三,柴油发动机和汽油发动机相比,单位功率的金属耗量大,但热功效率高,耗油少,耗油率比汽油机低30%~70%,并且使用来源多而成本低的较重馏分-柴油作为燃料。汽油机、柴油机的工作原理第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求汽油机、柴油机的工作过程相同点
1、工作过程均包括进气、压缩、燃烧膨胀做功、排气四个过程2、每个工作循环曲轴转两周;每一行程曲轴转半周;只有作功行程产生动力;。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求?冲程
汽油机柴油机吸气冲程汽油与空气的混合气空气压缩冲程压缩比13-246-8.5作功冲程电火花塞点燃喷油器喷油,自行燃烧汽油机、柴油机的工作过程不同点第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求?柴油机的优点:
(1)较高的经济性:柴油机的压缩比可达14~22,热功效率高,其单位功率燃料消耗量比汽油机低30%~40%,功率大、耗油少;
(2)所用燃料的沸点高、馏程宽、来源多、成本低。在没有合适的柴油时,容易用其他燃料暂时代替;
(3)具有良好的加速性能,不需经过预热阶段即可以转入全负荷运转;
(4)工作可靠、耐久,使用保管容易;
(5)柴油闪点比汽油高,使用管理中着火危险性较小,这对于在船舶、舰艇和坦克等装备中使用具有重要意义。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求了解柴油机的缺点:
(1)柴油机结构复杂,转速较低:最高约3000r/min,汽油机可达4000r/min;
(2)柴油机比较笨重,单位功率所需金属比汽油机多:高速柴油机单位功率所需金属为5~10kg,低速柴油机为30~50kg,而汽油机仅为3~8kg。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求了解
(1)在所有的工况下,具有足够的挥发性以形成可燃混合气。
(2)燃烧平稳,不产生爆震燃烧现象。
(3)储存安定性好,生成胶质的倾向小。
(4)对发动机没有腐蚀作用。
(5)排出的污染物少。
第二章石油产品的分类和使用要求一、汽油的使用要求石油燃料的使用要求汽油应满足点燃式发动机对燃料的要求第二章石油产品的分类和使用要求一、汽油的使用要求石油燃料的使用要求汽油按其用途分为车用汽油和航空汽油,各种汽油均按辛烷值划分牌号。
车用汽油分为含铅汽油及无铅汽油两大类。我国于2000年1月1日起在全国范围内停止生产含铅汽油,2000年7月1日起在全国范围内停止销售和使用车用含铅汽油。GB17930—1999《车用无铅汽油》规格见表2—4。书P18
航空汽油分为100号、95号和75号三个牌号。车用汽油分为90号、93号、95号和97号。压缩比:指活塞移动到下死点时汽缸的容积与活塞移动到上死点时汽缸容积的比值。用ε表示。ε=Va/Vc
1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求压缩比大,发动机的功率和经济性好,循环热效率越高。汽油机ε=7~9柴油机ε=18~22。压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高,在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。火焰以极高的速率向外传播,形成压力波,以声速向前推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。还会引起发动机过热,功率下降,燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂,火花塞绝缘体击穿等。表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头,火花塞电极,积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。伴有强烈的较沉闷敲击声。产生的高压会使发动机机件负荷增加,寿命降低。压缩比过大的不良后果爆震:
高压缩比的汽油机需要高抗爆性的汽油。否则要发生爆震现象。
抗爆性差的汽油在压缩比高的发动机中燃烧,则出现汽缸壁温度猛烈升高,发出金属敲击声,排出大量黑烟,发动机功率下降,耗油增加,严重时汽缸零件烧坏,轴承震裂等问题,这一现象称为爆震。1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求爆震产生的原因汽油机的爆震是由于汽油的不正常燃烧所引起的。
汽油在汽油机中正常燃烧:汽油先在汽化器中形成可燃混合气,进入汽缸后,被炽热的汽缸壁和活塞头加热,温度达到200℃以上,混合气中的烃类被氧化,形成过氧化合物;当火花塞发出电火花后,火花塞周围的烃类,因受热使得过氧化物积累速度加快;当过氧化物含量达到一定程度时,开始迅速燃烧,出现火焰,火焰呈球面并以20~40m/s的正常速度向前推进;燃烧产物向前膨胀时,未燃气体受压缩,并受到火焰辐射,温度迅速上升,过氧化物积累速度也加快,当焰峰到达时开始燃烧。正常燃烧时,火焰传播速度大致不变,燃烧平稳,汽缸内温度、压力均衡上升。1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求
汽油在汽缸中的不正常燃烧:在燃烧过程中,如果在火焰尚未到达的区域中过氧化物含量过高,温度已超过烃类的自燃点时,未燃气体中出现多个燃烧中心,开始自燃,使得火焰传播速度突增到1000m/s以上,此时,燃烧以爆炸形式进行,温度和压力急剧上升,汽缸中瞬间压力为正常压力的2~4倍,瞬间局部温度有时可达3000℃。燃烧膨胀的气体撞击活塞头和汽缸壁,如同锤子猛烈敲击而发出金属撞击声,严重时会毁坏发动机的零件,同时由于火焰传播速度太快,有些部位的燃料来不及完全燃烧就被排出,以致排气管冒黑烟,这就是爆震现象。爆震产生的原因
1)与燃料性质有关:如果燃料很容易氧化,形成的过氧化物不易分解,自燃点低,就很容易产生爆震现象。
2)与发动机工作条件有关。如果发动机的压缩比过大,汽缸壁温度过高,或操作不当,都易引起爆震现象。1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求爆震产生的原因(1)辛烷值:
汽油的辛烷值越高,其抗爆性越好。马达法辛烷值(MON):表示重负荷、高转速时汽油的抗爆性;研究法辛烷值(RON):表示低转速时汽油的抗爆性。同一汽油的MON低于RON,差值7-12。(2)抗爆指数:抗爆指数等于MON和RON的平均值。1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求汽油抗爆性的表示方法马达法辛烷值:以较高的混合气温度(一般加热至149℃)和较高的发动机转速(一般达900转/分)的苛刻条件为其特征的实验标准发动机测得辛烷值。
研究法辛烷值:以较低的混合气温度(一般不加热)和较低的发动机转速(一般达600转/分)的中等苛刻条件为其特征的实验标准发动机测定的辛烷值。
辛烷值的测定:
(1)选择了两种烃做标准物:一种是异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷),它的抗爆性好,规定其辛烷值为100;另一种是正庚烷,它的抗爆性差,规定其辛烷值为0。(2)测定:将待测汽油与选用的标准燃料在严格规定条件下置于辛烷值测定机中进行比较,当两者抗爆性恰好相等时,取标准燃料的辛烷值(即异辛烷的体积分数)作为待测燃料的辛烷值。例如,测得某汽油辛烷值为85,即表明它与含85%异辛烷和15%正庚烷的标准燃料的抗爆性相同。1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求汽油抗爆性的表示方法
化学组成对辛烷值的影响:(自燃点高的辛烷值低)(1)正构烷烃<环烷烃、烯烃<高度分支的异构烷烃、芳香烃;(2)辛烷值随相对分子质量增大、沸点升高而减小。
1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求汽油抗爆性的表示方法阅读:直馏汽油含芳香烃和异构烷烃量少,其辛烷值一般为45~60;含芳香烃和异构烷烃数量较多的催化裂化汽油,辛烷值较高,约为90。汽油中的非烃类化合物对辛烷值也有影响。硫化物和氧化物都会使汽油辛烷值降低,硫化物还会影响汽油对提高辛烷值的添加剂(四乙基铅)的感受性。提高汽油辛烷值的途径:
(1)改变汽油的化学组成,增加异构烷烃和芳香烃的含量。这是提高汽油辛烷值的根本方法,可以采用催化裂化、催化重整、异构化等加工过程来实现。
(2)加入少量提高辛烷值的添加剂,即抗爆剂,最常用的抗爆剂是四乙基铅。(已禁用)
(3)调入其他的高辛烷值组分,如含氧有机化合物醚类及醇类等。这类化合物常用的有甲醇、乙醇、叔丁醇、甲基叔丁基醚(MTBE:RON为117,MON为101)。1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求汽油抗爆性的表示方法石油燃料的使用要求四乙基铅
它是一种具有特殊芳香昧的,无色透明的油状液体,不溶于水而溶于汽油和有机溶剂。汽油中加入0.3%(质量分数)的四乙基铅,辛烷值可提高15~20个单位。在发动机汽缸中,四乙基铅在200~300℃下分解,随即氧化生成PbO2。PbO2
与过氧化物反应生成有机氧化物和PbO。这个反应减少了过氧化物的含量,使混合气中过氧化物达不到自燃所必需的含量,从而消除了因混合气自燃而引起的爆震。由于PbO与混合气中的氧作用生成PbO2
,PbO2
又与新的过氧化物作用,因而很少量的四乙基铅就可以抑制爆震。添加过多的四乙基铅是无意义的,当汽油中四乙基铅含量超过一定量以后,辛烷值几乎不再提高。
四乙基铅有剧毒,能通过呼吸道、食道和无伤口的皮肤进入人体,而且很难排出,累积到一定程度后使人中毒,甚至死亡。为引起注意,加铅汽油通常呈红、黄或蓝色,以示有毒。阅读资料11、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求甲基叔丁基醚
简称MTBE,具的很高的辛烷值,Ron117,Mon101,其调合辛烷值更高。目前MTBE是最常用的汽油辛烷值添加剂。MTBE能与烃类完全互溶,具有良好的化学稳定性,蒸气压也不高,加入汽油后并不改变汽油的基本性质,不需要改变汽车的结构。MTBE的沸点低(55℃),可以改善汽油的蒸发性能,特别是改善了50%的馏出温度,加入汽油中还有助于降低汽油机排放废气中的污染物的含量。是新配方汽油的关键组分。石油燃料的使用要求1、汽油的抗爆性第二章石油产品的分类和使用要求阅读资料2汽油蒸发性能的影响:
汽油作为点燃式发动机的燃料,在进入汽缸之前,必须在汽化器中汽化,与空气形成混合气体才能在汽缸中燃烧。汽油在汽化器中的蒸发完全程度及与空气混合的均匀程度,都与汽油的蒸发性能有关,所以汽油的蒸发性能直接影响汽油的燃烧速度和燃烧完全程度,从而影响发动机的功率和经济性。
2、汽油的蒸发性能
第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求桑塔纳轿车汽油供给系汽油蒸发性能的影响:
1)如果汽油的蒸发性能太强,汽油在到达汽化器前的供油管路中就会蒸发,形成气阻,使汽油不能顺利地进入汽化器,严重时会中断供油,使发动机停止工作。
2)如果汽油含重组分过多,蒸发性太差也是不行的。汽油中不易蒸发的重质部分,在混合气中呈液滴状,液滴易附着在导管壁上形成液膜,慢慢流人汽缸中。这样使得混合气中油气含量减少,组成分布不均匀,导致各个汽缸中混合气组成不同,发动机运转不稳定(影响燃烧)。液膜流人汽缸后,会冲去汽缸壁上的润滑油,并流入润滑油箱,稀释了润滑油,导致发动机磨损加剧、功率下降、燃料消耗增大(影响润滑)。2、汽油的蒸发性能
第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求1)馏程:
馏程测定法(GB/T6536)又称恩氏蒸馏,要求测出汽油的初馏点、10%、50%、90%的馏出温度、终馏点。
各点温度反映了不同条件下汽油的蒸发性能,与汽油使用性能关系十分密切。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、汽油的蒸发性能
汽油的蒸发性能指标初馏点、10%馏出温度:规定汽油10%馏出温度是为了保证汽车具有良好的启动性。我国汽油质量标准规定车用汽油的10%馏出温度不得高于70℃,航空汽油规定不得高于80℃。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、汽油的蒸发性能
发动机在冷启动时,汽油中只有最轻组分蒸发形成混合气进行燃烧,若10%馏出温度过高,发动机因混合气中油气过少而启动困难,启动时间增长,增加了耗油量。若10%馏出温度过低易产生气阻。航空汽油对气阻要求严格,因而航空汽油不仅规定10%馏出温度以保证启动性能,同时还规定初馏点不能低于40℃。汽油的蒸发性能指标第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、汽油的蒸发性能
启动汽油:
发动机所用汽油的蒸发性愈好,愈易启动,但在气温高时愈易产生气阻。为了解决高寒地区用油的这一矛盾,可使用启动汽油。启动汽油是一种沸程为26~85℃的高蒸发性轻质汽油,可保证在-43℃气温下,冷发动机顺利启动,启动后再换用车用汽油。
50%馏出温度:
规定50%馏出温度是为确保汽油组分分布均匀,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。一般规定车用汽油的50%馏出温度不高于120;航空汽油规定50%馏出温度不得大于105℃
。
第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、汽油的蒸发性能
如果50%馏出温度过高,发动机加速时需开大油门,增加混合气浓度和进气量时,汽油来不及完全汽化,导致燃烧不完全,甚至熄火;50%馏出温度过高影响加速性能和变速性能汽油的蒸发性能指标第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、汽油的蒸发性能
50%馏出温度对发动机的预热时间也有影响汽油的蒸发性能指标
90%、终馏点:
汽油的90%馏出温度和终馏点表明汽油蒸发的完全程度。此温度过高,说明汽油中重组分过多,使汽油汽化燃烧不完全。这不仅增大了汽油耗量,使发动机功率下降,而且会造成燃烧室中结焦和积炭,影响发动机正常工作,另外还会稀释、冲掉汽缸壁上的润滑油,增加机件的磨损。
因此,汽油质量指标中对90%馏出温度≤190℃
,终馏点≤205℃
。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、汽油的蒸发性能
汽油的蒸发性能指标第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、汽油的蒸发性能
汽油的蒸发性能指标
2、蒸汽压:
蒸汽压是汽油形成气阻的倾向的指标。在炎热的夏季和飞机起飞时容易形成气阻。我国为了既达到增加汽油产量,又满足不产生气阻的要求,按不同使用季节规定相应的蒸气压标准。
汽油的蒸气压越大,产生气阻的起始温度越低。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、汽油的蒸发性能
汽油的蒸发性能指标
定义:燃料在常温下储存或使用时,保持本身性质不发生永久性变化的能力称为安定性。
现象:汽油在储存和使用中,由于某些成分被氧化,出现颜色变黄、变深,产生粘稠沉淀物(胶质)。
第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求3、汽油的安定性抵抗氧化的能力使用安定性差的汽油的危害:安定性差的汽油氧化生成的粘稠胶状物,沉积在发动机的油箱、滤网、汽化器等部位,会堵塞油路,影响供油量,降低发动机功率和经济性;沉积在火花塞上的胶质在高温下形成积炭,引起短路,使发动机熄火;进气、排气阀上的胶质形成积炭后,使阀门关闭不严密,甚至粘住,或积炭着火烧坏阀门;汽缸盖上的胶质形成片状积炭,使传热恶化,引起表面着火,促使爆震产生。总之,使用安定性差的汽油,会严重破坏发动机的正常工作。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求3、汽油的安定性汽油安定性的影响因素:
1)化学组成
汽油中不安定组分是汽油储存时变质的主要原因,汽油中不安定组分包括不饱和烃(特别是二烯烃,苯烯烃)和非烃化物(如苯硫酚、吡咯及其同系物)。储存和使用过程中,这些不饱和烃极易被氧化,汽油颜色变深,生成粘稠胶状沉淀物即胶质。
2、外在因素光照、温度、金属及空气中的氧等。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求3、汽油的安定性(1)碘值:
碘值表示汽油中不饱和烃的含量。(2)硫含量:
汽油中的硫化物易氧化,促使油品变质,并会引起设备腐蚀等问题,因此,必须限制汽油中的硫含量。(3)酸度:
成品汽油中所含有机酸极少,其酸度通常接近零。但在储存和使用中,由于汽油中不安定组分氧化而生成过氧化物,过氧化物分解,部分生成有机酸,因而,汽油储存中酸度的增长是汽油变质的一个重要标志。所以,酸度也是一个表示汽油安定性的重要质量标准。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求3、汽油的安定性评定汽油安定性的方法和指标碘值、硫含量、酸度、实际胶质、诱导期(4)实际胶质测定方法(GB/T8019)是,模拟汽化器的条件,将经脱水和过滤的25mL试油放在150℃的油浴中,用150℃热空气吹扫油面,直至其全部蒸发,残留物质量不变为止。残留物即为汽油的实际胶质。(5)诱导期
诱导期是保证汽油在储存中不迅速生成胶质和酸性物质而变质的指标。诱导期越长,则汽油安定性越好。
原始方法:(GB/T8018)是把一定量汽油置于100℃±1℃和686.5kPa±4.9kPa
氧气流中,将汽油未被氧化所经历的时间(rain)规定为诱导期。汽油中的二烯烃和非烃类化合物(如苯硫酚、吡咯等)是影响其诱导期的主要因素。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求3、汽油的安定性评定汽油安定性的方法和指标
汽油的腐蚀性说明汽油对金属的腐蚀能力。
腐蚀介质:非烃杂质(如硫及含硫化合物、水溶性酸碱、有机酸等)
腐蚀性的指标:酸度、硫含量、铜片腐蚀、水溶性酸碱等。
酸度:指中和100mL油品中酸性物质所需的氢氧化钾(KOH)毫克数,单位为mgKOH/100mg。
铜片腐蚀:是用铜片直接测定油品中是否存在活性硫的定性方法。
水溶性酸碱:是在油品用酸碱精制后,因水洗过程操作不良残留在汽油中的可溶于水的酸性或碱性物质。成品汽油中应不含水溶性酸碱。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求4、汽油的腐蚀性柴油分类:
轻柴油:适于高速柴油机(>1000r/min);
重柴油:适于中、低速柴油机(500~1000r/min、<500r/min)二、柴油的使用要求柴油的牌号按凝点的不同,可分为10、0、-10、-20、-35、-50六个牌号。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求对轻柴油的主要质量要求是:(1)具有良好的燃烧性能;(2)具有良好的低温性能;(3)具有合适的粘度。1、抗爆性
(1)柴油的燃烧和爆震的发生
①柴油燃烧过程:柴油经喷油嘴喷入汽缸后,在高温、高压空气中迅速雾化、蒸发,与高温、高压空气形成混合气,烃类分子与氧反应生成过氧化物,当过氧化物积累到一定浓度后便自燃着火,开始燃烧。从柴油喷入汽缸到着火燃烧要经历一段时间,这段时间称为滞燃期。各种柴油的滞燃期不同,从百分之几秒到千分之几秒
(一)燃烧性能:柴油的燃烧性能可用抗爆性和蒸发性来衡量。二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求喷油1、抗爆性
(1)柴油的燃烧和爆震的发生②爆震:自燃点低的柴油,其滞燃期短和发动机工作平稳,柴油的燃烧性好。柴油的自燃点高,滞燃期长,在自燃着火前喷入的柴油就多,开始自燃时,大量柴油在汽缸内同时燃烧,汽缸内压力、温度急剧增大,导致出现敲击汽缸的声音、发动机过热,功率下降,零件磨损增加,甚至损坏机件,这种现象叫爆震。
(一)燃烧性能:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求柴油的燃烧性能可用抗爆性和蒸发性来衡量。1、抗爆性
(1)柴油的燃烧和爆震的发生③爆震产生的原因:燃料自燃点过高,不易氧化,过氧化物积累不足,迟迟不能自燃,以致在自燃开始时,汽缸中燃料积累过多而出现爆震(一)燃烧性能:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求柴油的燃烧性能可用抗爆性和蒸发性来衡量。(2)评定柴油抗爆性的指标—十六烷值
十六烷值是评定柴油抗爆性的指标,十六烷值越大,抗爆性越好。
①十六烷值测定(定义):十六烷值是在十六烷值机中测定的。把试油与标准燃料进行对比,当两者抗震性能相同时,标准燃料中十六烷的含量即为所测燃料的十六烷值。
(一)燃烧性能:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求
标准燃料是由正十六烷和α--甲基萘(或七甲基壬烷)按不同体积比例调配而成的。正十六烷具有很短的发火延迟期,自燃性能很好,因而规定其十六烷值为100,α--甲基萘(或七甲基壬烷)的发火延迟期很长,自燃性能很差,规定其十六烷值为0。
②十六烷值与化学组成的关系()
A.正构烷烃>烯烃、异构烷烃、环烷烃居中>芳香烃
B.各族烃类的十六烷值随分子中碳原子数增加而增加。
(一)燃烧性能:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求
④柴油机对十六烷值的要求:
A.十六烷值低:发生爆震;
B.十六烷值高,自燃点太低,滞燃期太短,容易发生燃烧不完全,产生黑烟,使耗油量增加,柴油机功率下降。(一)燃烧性能:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、柴油的蒸发性
①蒸发性对柴油燃烧性能的影响:
由于柴油喷入汽缸后先汽化并与空气形成可燃性混合气后才能自燃,所以形成混合气速度越快,越有利于燃烧。混合气形成的速度取决于柴油的蒸发速度。馏分轻的柴油蒸发速度快。但馏分太轻,易出现爆震;馏分过重,蒸发慢,燃料不完全燃烧,燃料消耗大。
(一)燃烧性能:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求(一)燃烧性能:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求2、柴油的蒸发性
②蒸发性的评定指标蒸发性用馏程和残炭来评定。不同转速的柴油机对柴油馏程要求不同,高转速的柴油机,对柴油馏程要求比较严格,我国国家标准中严格规定了50%、90%和95%的馏出温度。对低转速的柴油机没有严格规定柴油的馏程,只限制了残炭量。
柴油的凝点并不能作为其最低使用温度的界限。因为当柴油温度到达高于凝点5℃左右的浊点时,柴油虽未完全失去流动性,但已有冰晶和蜡结晶析出,会堵塞过滤器,减少供油量,甚至完全中断供油。柴油冷至凝点时已很难流动,供油可能中断,使柴油机停止工作。从供油性能考虑,浊点比凝点更为重要。由于用浊点作为柴油低温指标过于苛刻,同时浊点不能表明加有流动改进剂的柴油的低温性能,因此除美国等少数国家外,大都不采用浊点作为柴油的低温性能指标。
通常用凝点、浊点来衡量柴油的低温性能(二)低温性能:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求通常柴油的使用温度比浊点高3~5℃或比凝点高5~10℃1、柴油牌号我国采用凝点作为评定柴油低温性能的指标。用凝点对柴油划分牌号:10号、5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号七个牌号。2、凝点(浊点)与化学组成的关系
A.馏分越重,其凝点越高。
B.正构烷烃>环烷烃、芳香烃(二)低温性能:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求
柴油粘度的影响
柴油的粘度会影响供油量、雾化状态、燃烧情况和高压油泵的润滑等。一般轻柴油要求运动粘度为2.5~8.0mm2/s。(三)粘度:二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求柴油粘度过大,油泵抽油效率下降,供油量减少,同时喷出的油射程远,雾化不良,与空气混合不均匀,燃烧不完全,耗油量增加,机件上积炭增加,发动机功率下降。粘度过小,射程太近,射角宽,全部燃料在喷油嘴附近燃烧,易引起局部过热,且不能利用燃烧室的全部空气,同样燃烧不完全,发动机功率下降;另外,柴油也作为输送泵和高压油泵的润滑剂,润滑效果变差,造成机件磨损。二、柴油的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求
用喷气燃料做燃料的涡轮发动机,主要是由离心式压缩器、燃烧室、燃气涡轮和尾喷管等部分构成
三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求涡轮喷气发动机工作原理:涡轮发动机的工作过程:
(1)压缩器:因高空的空气稀薄,需将迎面进入发动机的空气用离心式压缩器压缩至0.3~0.5MPa,温度达150~200℃,然后再进入燃烧室。
空气压力越高,燃料的热能利用程度也越高,从而可提高发动机的经济性,增强发动机的推力。
(2)燃料在燃烧室中燃烧:与经压缩的空气与燃料混合,形成混合气,在启动时需要用电点火,随后即可连续不断地进行燃烧。
燃烧室中心温度可高达1900~2200℃,为防止因高温使涡轮中的叶片受损,需通入部分冷空气,使燃气的温度降至750~800℃。
三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求
(3)燃气推动燃气涡轮高速旋转,燃气涡轮带动同一轴上的离心式压缩器旋转,旋转的速度为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,由此产生反作用推动力以推动飞机前进。三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求喷气发动机与活塞式发动机的区别:
(1)喷气发动机的燃烧过程是连续进行的;活塞式发动机的燃料供给和燃烧则是周期性的。
(2)活塞式发动机燃料的燃烧是在密闭的空间进行的,而喷气发动机燃料的燃烧是在35~40m/s的高速气流中进行的,所以燃烧速度必须大于气流速度,否则会造成火焰中断。三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求
喷气燃料的使用是在高空飞行条件下实现的,所以对燃料的质量要求非常严格,以求十分安全可靠。对喷气发动机燃料质量的主要要求包括:
(1)良好的燃烧性能;(2)适当的蒸发性;
(3)较高的热值;(4)良好的安定性;
(5)良好的低温性;(6)无腐蚀性;
(7)良好的洁净性;(8)较小的起电性;
(9)适当的润滑性。三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求高空飞行条件:低温、低气压、高速飞行。三、喷气燃料的使用要求型号1号喷气燃料2号喷气燃料3号喷气燃料4号喷气燃料5号喷气燃料代号RP-1RP-2RP-3RP-4RP-5馏程,℃150-250150-250180-28060-280180-290冰点,℃-------47----46结晶点,℃-60-50----40---备注煤油燃料,军民通用煤油燃料,军民通用较重煤油燃料,军民通用宽馏分燃料,军事备用重煤油型燃料,舰艇上飞机专用目前,使用的喷气燃料主要有以下几种型号:第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求喷气燃料的质量标准喷气燃料的质量标准1、喷气燃料燃烧性能良好的标准?2、喷气燃料燃烧的稳定性与组成的关系?3、喷气燃料低温性能指标?4、喷气燃料低温性能与组成的关系、三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求1、喷气燃料燃烧性能良好的标准?三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求答:热值高、燃烧稳定、易于再启动、燃烧完全、积碳少。2、喷气燃料燃烧的稳定性与组成的关系?三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求答:1、化学组成:从燃烧的稳定性角度看,烷烃和环烷烃是较理想的组分,而芳香烃的燃烧极限较窄,容易熄火。
2、馏分组成:馏分太轻,燃烧极限太窄,不利于燃烧的稳定性。3、喷气燃料低温性能指标?三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求答:喷气燃料的低温性能指标:结晶点或冰点。结晶点:是燃料在低温下出现肉眼可辨的结晶时的最高温度;冰点:是在燃料出现结晶后,再升高温度至原来的结晶消失时的最低温度4、喷气燃料低温性能与组成的关系、三、喷气燃料的使用要求第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求答:1、正构烷烃及某些芳香烃的结晶点较高,而环烷烃和烯烃的结晶点则较低。
2、在同族烃中,随相对分子质量的增加,其结晶点升高。四、煤油
煤油别名灯油、灯用煤油也称“火油”,俗称“洋油”。它主要由碳原子数10~16的烃类混合物组成,属轻质石油产品。
煤油用途:主要用于点煤油灯,也可用做喷灯、汽灯和煤油炉的燃料煤油还可用来洗涤机器零部件,用做杀虫剂的溶剂;橡胶和制药工业的溶剂,油墨稀释剂,有机化工的裂解原料
牌号:我国灯用煤油分为1号和2号两个牌号,1号作为出口商品,2号供国内消费。
评定指标:燃烧性(点灯试验)、无烟火焰高度、馏程、色度等。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求为确保点灯时的安全,规定煤油的闪点不低于40℃,并严禁掺人汽油五、重质燃料油重质燃料油又称重油,它是由直馏渣油、减粘渣油或加柴油调和而成。
民用的和军用的两大类。民用燃料油用于船舶、工业锅炉、冶金工业及其他工业炉;军用燃料油则用于军舰上的锅炉。
民用燃料油按80℃时的运动粘度分为20号、60号、100号、200号四个牌号。第二章石油产品的分类和使用要求石油燃料的使用要求来源类型牌号20号的用在较小喷嘴的燃烧炉上60号的用在中等喷嘴的船用蒸汽锅炉或工业炉上100号的用在大型喷嘴的陆用炉或具有预热设备的炉上200号的则用在从炼油厂可通过管线直接供油的具有大型喷嘴的加热炉上。
重质燃料油的主要指标主要包括粘度和低温性能。
1.粘度
粘度是燃料油的重要指标。粘度过大会导致燃料的雾化性能恶化、喷出的油滴过大,造成燃烧不完全、锅炉热效率下降。所以,使用粘度较大的燃料油时必须经过预热,以保证喷嘴要求的适当粘度。
2.低温性能
燃料油的低温性能一般用凝点来评定。质量标准中要求其凝点不能太高,以保证它在储运和使用中的流动性。燃料油的凝点与其含蜡量有关,石蜡基原油生产的燃料油因其含蜡较多而凝点较高。对于粘度较大的燃料油,其允许的凝点也相应较高,如20号燃料油的凝点规定
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