石油知识、检验标准

石油知识、检验标准和质量管理石油知识检验标准油品质量及应急管理石油知识石油化学组成烃类化合物非烃类化合物检验标准发动机工作原理和质量标准要求排放标准及清洁燃料的发展替代燃料的发展•油品质量及应急管理•质量管理规定•常见问题及解决方法•质量抽查管理第一章石油知识一、石油的化学组成主要是由碳(C)、氢(H)及硫(S)、氧(O)、氮(N)五种元素组成的，含量约占95%以上微量的金属元素（铁、铜、铝、钙等）和其他非金属元素（氯、磷、硅、砷等）。在石油中这些元素并不是单独存在的，而是以各种化合物的形态存在的。具体分为烃类和非烃类两大类化合物二、烃类化合物——碳和氢元素组成的化合物根据碳、氢元素数量不同和组合方式不同分四种烷烃是石油的主要组分，特点是碳原子间以单键相连成链状。碳链成直链的称为正构烷烃，带侧链或支链的称为异构烷烃。在常温常压下化学性质不活泼，安定性好，在储存过程中不易氧化变质。异构烷烃在汽油机中燃烧性能好，是汽油的优良组分烃类化合物不饱和烃（烯烃）分子中碳原子之间具有双键（烯烃）或三键（炔烃）的烃类称为不饱和烃，油品中的不饱和烃主要是烯烃原油中不含烯烃，烯烃是在加工过程中，大分子烷烃和环烷烃受热分解以后生成的烯烃中的双键不稳定，常温下很容易发生加成、氧化和聚合反应。含有烯烃的油品在储存时容易发生氧化变质，生成高分子黏稠物如胶质等烯烃的辛烷值高，在汽油机中燃烧性能好，是汽油的优良组分烯烃结构示意图烃类化合物环烷烃饱和的环状化合物，即碳原子以单键相连呈环状，有单环烷烃和多环烷烃化学性质比较稳定在汽油机中有较好的燃烧性能，在柴油机中有较好的低温性能。环烷烃结构示意图烃类化合物芳香烃分子中含有苯环结构（有双键）的烃类称为芳香烃在常温下呈液态或固态，有强烈的芳香气味，其蒸气对人体有毒害作用（如：苯、甲苯等）苯环常态下很稳定，但在一定条件下（温度、压力、催化剂作用下），苯环上的侧链会被氧化成有机酸，带侧链的多环或稠环芳香烃很容易被氧化而生成胶状物质-这是油品氧化变质的重要原因之一芳香烃结构示意图芳香烃辛烷值高，在汽油机中燃烧性能很好，是汽油的优良组分，但是在柴油中因难以自燃而燃烧性能很差，属于要限制或减少的组分小结•烃类物质中烷烃和环烷烃性质稳定，烯烃和芳香烃性质活泼，容易发生化学反应，含量需要限制。•汽油中规定烯烃含量不高于30%，芳香烃含量不高于40%，车用柴油中规定多环芳烃不高于11%。三、非烃类化合物•石油中的硫(S)、氧(O)、氮(N)元素形成的化合物叫非烃化合物，含量仅占1%-4%•非烃化合物对石油加工、油品储存和使用性能影响很大，石油加工中绝大多数精制过程都是为了解决非烃化合物问题•需要去除或尽量降低含量的物质非烃化合物------含硫化合物☆☆活性硫化物主要是硫（S）、硫化氢（H2S）和低分子硫醇（RSH）等酸性硫化物在常温下就直接与金属反应，具有强烈的腐蚀性，其燃烧后的排放物呈酸性，会污染空气，人吸入后容易致癌，燃烧生成的SO2、SO3遇水后生成亚硫酸或硫酸，是酸雨形成原因之一。必须从油品中除去现有技术不可能绝对清除干净，故根据需要用相应的指标来限制非烃化合物------含硫化合物非活性硫化物●有硫醚（R-S-R′）、二硫醚（R-S-S-R′）、环硫醚、噻吩等●化学性质稳定，不直接腐蚀金属，但是燃烧后会生成SO2或SO3，造成空气污染，遇水后生成亚硫酸或硫酸，可以间接腐蚀金属，所以也必须限制小结●油品中的硫含量指的是活性硫和非活性硫的总含量●无论是活性还是非活性硫化物，都能加速油品氧化，生成胶状物质，使油品变质，严重影响油品的储存安全性。硫化物还能引起储油设备、加工装置等的严重腐蚀。石油加工过程中会生成含硫化氢（臭鸡蛋味）和低分子硫醇的恶臭气体（在天然气中可以闻到），严重污染大气●硫化物还是某些金属催化剂的毒物●石油产品中的硫化物都是有害的，必须加以限制非烃化合物------含氧化合物石油中的氧含量一般约为千分之几，大部分存在于胶质、沥青质中，少量存在于石油酸（环烷酸）和醛、酮中环烷酸对金属有腐蚀作用可以在加工过程中用碱洗的办法除掉非烃化合物------含氮化合物石油中氮含量很低，一般为万分之几到千分之几。含量虽低，但是对油品加工、储运和使用影响却很大加工过程中，会使催化剂中毒；在储运过程中，受光、温度和氧的作用，很容易生成胶质。极少量的胶质生成物就会导致油品颜色变深、不能长期储存；燃烧时有较大的臭味，生成的NO2遇水后生成HNO3，是酸雨形成的原因之一必须从油品中除去氮化物。一般使用酸洗或催化加氢精制就可以脱除非烃化合物------胶质和沥青质胶质指的是能溶于石油醚、苯、三氯甲烷和二硫化碳，而不溶于乙醇的物质。沥青质指的是能溶于苯、三氯甲烷和二硫化碳，而不溶于石油醚和乙醇的物质胶质在燃烧时易形成炭粒，引起机器磨损和堵塞。胶质受热或氧化后转化为沥青质。沥青质是石油中分子量最大、结构最复杂的组分胶质和沥青质对石油产品性能有不良影响，含量越高，颜色越深，品质越差在加工中应尽量除去小结油品中硫、氧、氮化合物及胶质、沥青质含量不高，但是对石油的生产、储存、使用影响非常大加工过程中尽量降低含量储存、使用过程中是管理的重点之一第二章检验标准•一、发动机工作原理及质量指标•（一）汽油机工作原理及汽油质量要求•工作原理：进气、压缩、做功、排气四个行程的反复循环，只有一个行程作功•3_4_e75ada4b537de0c_V5mWB2jaSCoT.gif•汽油机压缩终了的压力对发动机经济性影响最大，它是由发动机的压缩比决定的•压缩比：就是发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积（即燃烧室容积）之比来表示•压缩比越大，汽油机的功率和经济性越好，但对发动机材质的要求和辛烷值的要求也越高1.适当的蒸发性能汽油的蒸发性能好，容易气化，冷车和低温情况下能顺利启动和正常运转；但也不宜过好，否则在保管时蒸发太快损耗增大，夏季使用时容易引起气阻评定汽油蒸发性的指标是—馏程、饱和蒸气压馏程10%≤70℃50%≤120℃90%≤190℃终馏点≤205℃残留量≤2ml饱和蒸气压11.1-4.30≤88kpa5.1-10.31≤72kpa馏程10%馏出温度—表示的是汽油中轻质组分的多少，60～70℃之间50%馏出温度—表示汽油的平均蒸发性，直接影响的是发动机的加速性和工作稳定性。温度低，发动机的加速性和稳定性就好；反之，发动机的功率会降低90%馏出温度和终点—表示汽油中的重质组分的含量，对于汽油能否完全燃烧和发动机磨损大小有一定的影响残留量—表示汽油中重质组分含量和在储存中氧化生成胶质的倾向饱和蒸气压•是汽油蒸发达到平衡后汽油蒸气对容器器壁产生的压力，用来评定使用中产生“气阻”倾向的大小•与10%馏出温度有关•10%馏出温度越低，饱和蒸气压越高，说明轻质组分越多，蒸发性越好；但是10%馏出温度太低的话，会产生“气阻”，所以用“饱和蒸气压”这个指标来限制。2.良好的抗爆性能•劣质汽油会造成：汽缸壁温度上升，发出金属敲击声，排出大量黑色烟雾，发动机功率下降，耗油量增加等问题，这种现象就是“爆震”•爆震燃烧的危害：损害机械、增加油耗、发动机功率下降、尾气冒黑烟•汽油的抗爆性就是表示汽油在一定压缩比发动机中不产生爆震燃烧的性能辛烷值•车用汽油的抗爆性用辛烷值来表示，辛烷值有马达法和研究法•马达法反映的是在重负荷、高转速时的汽油抗爆性•研究法表示的是低转速时汽油的抗爆性•同一个油品马达法辛烷值比研究法辛烷值低5～10个单位•一般所说辛烷值指的是研究法辛烷值，我国汽油的牌号按照研究法辛烷值划分为90、93、97牌号研究法辛烷值90不小于9093不小于9397不小于97辛烷值•辛烷值是在标准单缸发动机中，在严格的规定条件下，与一定的标准燃料相比较而测得的•规定抗爆性极高的异辛烷辛烷值为100，抗爆性极差的正庚烷辛烷值为0。将这两种正标准燃料按照不同体积混合，就会得到从0到100单位辛烷值的标注燃料，以异辛烷含量的体积数表示该标准燃料的辛烷值（辛烷值是一个比值，没有单位）。测定的时候将待测汽油与选用的标准燃料进行比较，当两者抗爆性恰好相等时，取标准燃料的辛烷值作为该油品的辛烷值•如：测得某汽油的辛烷值为90，即表明它与含90%异辛烷和10%正庚烷的标准燃料的抗爆性相同辛烷值在四类烃中，芳香烃和高度分支的异构烷烃辛烷值最高，环烷烃和烯烃次之，正构烷烃最差汽车工业的发展，对汽油的辛烷值要求越来越高。可以通过生产工艺提高芳香烃和异构烷烃含量来实现，也可以加入抗爆剂最早的抗爆剂是四乙基铅（含铅汽油），因为对环境造成污染已禁止使用目前常用的抗爆剂是甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）和含氧化合物。含氧化合物比较重要的有甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚（MTBE）和叔丁醇（TBA），这些物质都具有相当高的辛烷值3.良好的氧化安定性汽油在储存或使用中保持其原有性质不变的能力称为汽油的氧化安定性在长期储存中，会逐渐产生氧化，氧化的结果是燃料的酸度增大、实际胶质增加、颜色变深、严重时会有沉淀。汽油氧化的危害很大：氧化生成的胶质沉积在油罐、油箱中，会使新加入的燃料迅速变质，缩短新油的储存期；还会造成油管、喷油嘴、化油器等部位堵塞；生成的积炭沉积在火花塞上会导致点火不良；氧化生成的酸性物质会增强燃料腐蚀性，缩短发动机寿命。氧化安定性汽油氧化安定性与其化学组成有关如烯烃安定性差，容易氧化；添加剂如MMT受光照会分解发生化学反应，产生沉淀还与储存条件有关，如温度升高、昼夜温差大、与空气和金属接触多、油罐中有水、受光线照射等都会加剧汽油的氧化常用在汽油中添加抗氧剂和金属钝化剂的办法来提高氧安性氧化安定性在汽油的标准中用实际胶质、诱导期、烃含量指标来评定和限制实际胶质，mg/100ml≤5诱导期，min≥480芳烃含量，%≤40烯烃含量，%≤304.抗腐蚀性汽油在使用、运输、储存中不可避免要接触金属，所以要求汽油对金属没有腐蚀性汽油中的烃类并不腐蚀金属，汽油对金属的腐蚀完全是活性硫化物、有机酸、水溶性酸或碱等非烃类造成的。评定汽油腐蚀性的指标有铜片腐蚀、硫醇性硫含量、硫含量、水溶性酸或碱等。抗腐蚀性指标铜片腐蚀，级≤1a硫醇（满足下列条件之一）：博士实验通过硫醇硫含量，%≤0.001硫含量，%≤0.015水溶性酸或碱无铅、铁、锰、苯、氧、甲醇等铅含量，g/L≤0.005铁含量，g/L≤0.01锰含量，g/L≤0.016苯含量，%≤1.0甲醇含量，%≤0.3氧含量，%≤2.7机杂及水分无（二）汽油的正确选用汽油执行标准GB17930-2006，符合国Ⅲ排放标准。选用主要是根据发动机的压缩比。压缩比越高，所需汽油的牌号就越高盲目消费高标号汽油是一种浪费压缩比汽油牌号＜8.0908.0～8.5938.5～9.593、979.5～10.597（三）柴油机工作原理及柴油质量要求由于能源紧缺，国外的汽车正向柴油机化发展。在原油资源越来越短缺的中国，发展柴油车将是未来工业的重点之一柴油机的优点：较高的经济性、良好的加速性、安全性、易替代性柴油机工作原理工作过程也是进气、压缩、作功、排气四个行程柴油机与汽油机不同之处在于：柴油机没有化油器和电点火系统，但它有一套专门的高压喷射装置。整个过程是连续复杂的雾化、蒸发、氧化燃烧过程1.良好的燃烧性能粗暴：劣质柴油的着火性能不好，会造成汽缸头和活塞发生震动，温度升高，发动机发出金属敲击声与汽油机的爆震出现在燃烧末期不同，柴油机粗暴现象出现在燃烧初期柴油的自燃点越低，发火性能越好。在实际工作中用十六烷值（CN）来表示来表示柴油发火性能十六烷值十六烷值指的是和柴油发火性能相同的标准燃料中，所含十六烷的体积百分数规定发火性能非常好的正十六烷的十六烷值为100，非常差的α-甲萘的十六烷值为0，标准燃料由不同比例的正十六烷和α-甲萘调配而成。测定时，用柴油和标准燃料进行试验比较测得油品的十六烷值十六烷值十六烷值只表