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第三节_石油及其产品的分类和使用要求_图文.ppt本章学习要求了解石油产品的分类主要掌握汽油、柴油、喷气燃料的使用要求及主要质量指标了解各种燃料现行国家标准*石油加工概论2石油产品分类燃料：汽油、柴油及喷气燃料等发动机燃料以及煤油、燃料油等。约占80％润滑剂：润滑油和润滑脂，占2％左右石油沥青：约占3％石油蜡：约占1％石油焦：约为2％溶剂和化工原料：约占10％*石油加工概论3石油产品的分组类别各类别的含义类别各类别的含义F燃料，80%～90%S溶剂和化工原料L润滑剂及有关产品W蜡B沥青C焦*石油加工概论4热能转化为机械能的热力发动机有两大类：内燃机液体燃料直接在发动机气缸内燃烧作功的机械称为内燃机，如汽油机、柴油机及喷气发动机等，所用的燃料主要是石油产品的汽油、柴油和喷气燃料(统称为发动机燃料)。用量最大、最重要外燃机在单独的设备（如锅炉）中燃烧，产生蒸汽或燃气用以推动透平作功的机械，如蒸汽透平、燃气轮机等，可用煤、天然气或重油等作燃料*石油加工概论5*石油加工概论6*石油加工概论7上止点：活塞在气缸中运动时所能达到的最高位置下止点：活塞下行所能达到的最低位置压缩比：到达下、上止点时活塞上部的汽缸体积之比，V1/V2冲程：从上止点到下止点之间的直线距离四冲程进气压缩膨胀作功排气*石油加工概论8*石油加工概论91．进气过程活塞从上止点向下止点运动，活塞上方的体积增大，压力降低，进气阀打开，排气阀关闭，活塞下行，气缸内压力逐渐下降到0.7～0.9×105Pa空气和汽油在混合室形成可燃性气，经进气阀吸入汽缸进气终了温度可达85～130℃*石油加工概论102．压缩过程进气阀关闭，活塞由下止点向上止点运动，可燃性混合气被压缩当活塞上行接近上止点、压缩过程终了时，压力可达0.7～1.5MPa，温度可达300～450℃压缩混合气体的温度、压力取决于发动机的压缩比*石油加工概论113．作功过程(点火燃烧和膨胀作功)进气阀和排气阀仍关闭，火花塞发出电火花而引燃混合气体火焰以20～50m/s的速度迅速向四周传播燃烧，同时产生大量热能最高温度可达2000～2500℃，最高压力达3.0～5.0MPa高温高压燃气，推动活塞下行，将燃料燃烧放出的热能转变为机械能终了时温度约为900～1200℃，压力为0.4～0.5MPa*石油加工概论124．排气过程活塞下行到下止点时，作功过程结束排气阀开启，活塞由下止点向上运动，排出废气废气排出温度700～800℃一般汽油机有四个或六个气缸，按一定顺序排列，使不连续的点火燃烧和膨胀作功过程变成连续的经连杆带动曲轴旋转的过程工作原理汽油机一般是以四冲程循环工作的，叫四冲程汽油机汽油机压缩比愈高，汽油机的功率和经济性愈好，但对汽油机的材质要求和汽油的质量要求也愈高*石油加工概论13汽油机对燃料的使用要求汽油应具备的使用性能主要有：蒸发性能良好；燃烧性能好（最为重要）；抗氧化安定性好；抗腐蚀和磨损；排出的污染物少*石油加工概论14汽油的蒸发性评定汽油的蒸发性能的质量指标馏程蒸气压*石油加工概论15馏程馏程能大体表示汽油的沸点范围和蒸发性能一般要求测出汽油的初馏点、10%、50%、90%馏出温度和干点或终馏点，对这些点的温度都有明确的规定，以满足汽油对蒸发性能方面的要求*石油加工概论16馏程初馏点和10％馏出温度，保证汽油具有良好的起动性能，反映了燃料中轻组分的相对含量我国车用汽油质量标准中要求其10％馏出温度不高于70℃航空汽油10％馏出温度不大于80℃，同时又规定初馏点不得低于40℃，大多在43-55℃*石油加工概论17规定50％馏出温度，保证汽油具有良好的加速性和平稳性（最大功率和爬坡能力）50％馏出温度与汽油机起动后升温时间的长短以及加速是否及时有关我国车用汽油质量标准(qualitycriteria)中要求50％馏出温度不高于120℃。航空汽油50％馏出温度不大于105℃*石油加工概论1890％馏出温度和干点，表明汽油在气缸中蒸发的完全程度结焦性能90％点表示燃料中重馏分的含量，干点表示燃料中含有的最重馏分的沸点90％馏出温度和干点过高，会使发动机的功率、经济性下降要求车用汽油90％馏出温度≯190℃，终馏点≯205℃*石油加工概论19蒸气压蒸气压是保证汽油在使用中不发生气阻的质量指标。蒸气压指雷德蒸气压（RVP）蒸汽压越大，蒸发性就越强，发动机易于冷起动，但产生气阻的倾向增大，蒸发损耗也越大。车用汽油：9月16日至3月15日使用的汽油的饱和蒸气压不高于88kPa3月16日至9月15日使用的汽油的饱和蒸气压不高于74kPa航空汽油规定其饱和蒸气压为27～48kPa*石油加工概论20汽油的爆震特性爆震现象汽油在发动机中燃烧不正常时，会出现机身强烈震动的情况，并发出金属敲击声，同时，发动机功率下降，排气管冒黑烟，严重时导致机件的损坏，此即爆震现象产生爆震现象的后果：功率降低，汽油消耗量增加，发动机的使用寿命缩短，严重时，迫使发动机熄火*石油加工概论21*石油加工概论22爆震的原因是由于汽油机使用了与其压缩比不相匹配的汽油指标正常爆震火焰传播速度m/s30～70100～300(轻)800～1000(强)最高温度，℃2000～2500℃2000～2500最高压力，MPa3.0～4.0MPa10MPa不正常自燃点太低！汽油的抗爆性是用辛烷值（OctaneNumber简称ON）来表示的规定两个标准燃料：一个是抗爆性很高的异辛烷，ON=100一个是抗爆性很差的正庚烷，ON=0两者按一定的体积比混合配制成一系列的标准燃料标准燃料中异辛烷的体积分数值即为辛烷值*石油加工概论23汽油的辛烷值越高，表示其抗爆性能越好辛烷值主要有两种，即马达法MON与研究法RON。通常RON比MON高5～10个单位道路辛烷值，抗爆指数（ONI）辛烷值无可加性！要实测！航空汽油的抗爆性用辛烷值和品度值两个指标来表示*石油加工概论24航空汽油我国采用“辛烷值／品度”表示航空汽油的牌号，包括100／130号、95／130号和75号三个牌号品度值表示飞机在爬高或战斗时，为了得到最大功率，发动机在富混合气(α=0.6-0.65)条件下工作时的抗爆性辛烷值用来表示飞机在巡航时，为节省燃料，发动机在贫混合气(α=0.8-1.0)下工作时的抗爆性*石油加工概论25汽油的抗爆性与化学组成的关系同族烃类，其辛烷值随相对分子质量的增大而降低碳原子数相同的不同族烃类，其抗爆性优劣的大致顺序：芳香烃＞异构烷烃和异构烯烃＞正构烯烃及环烷烃＞正构烷烃烷烃分子的碳链上分支越多、排列越紧凑，则抗爆性越好*石油加工概论26项目组成辛烷值大小ON数值直馏汽油正构烷烃多较低40～60催化裂化汽油异构烷烃、烯烃和芳烃较多较高～78催化重整汽油芳烃、异构烷烃高80～90烷基化汽油大量异构烷烃最高90～100*石油加工概论27芳烃和高度分支的异构烷烃ON最高，芳烃虽然抗爆性好，ON高，但多了是有害的。所以对汽油来说，高度分支的异构烷烃是理想组分同一原油生产的汽油，馏分越轻，辛烷值越高，抗爆性越好使用和储存过程中，轻组分的蒸发损失会引起汽油辛烷值的明显降低*石油加工概论28*石油加工概论29提高汽油辛烷值的方法加铅[四乙基铅-(C2H5)4Pb]采用先进的加工工艺合理调合掺入高辛烷值组分★含氧有机化合物：甲基叔丁基醚(MTBE)★加芳烃汽油的安定性汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性，简称安定性安定性不好的汽油，在储存和输送过程中容易发生氧化反应，生成胶质，使汽油的颜色变深，甚至会产生沉淀*石油加工概论30化学组成：不饱和烃的存在是汽油安定性变差的主要原因直馏汽油馏分不含烯烃，安定性很好；而二次加工生成的汽油馏分，其安定性较差储存条件：汽油的变质除与其本身的化学组成密切相关外，还和许多外界条件有关，例如温度、金属表面的作用、与空气接触面积的大小等-储存安定性*石油加工概论31评定汽油安定性的指标有：碘值、硫含量、酸度、实际胶质、诱导期等*石油加工概论32改善汽油安定性的方法储存条件:降低储油温度减少温差变化尽可能将容器装满，降低储罐空间氧浓度，减少空气量避免与金属接触，采用非金属涂料避光储存*石油加工概论33化学组成：在生产时要选择适当的组分热裂化、焦化汽油因含较多的烯烃，不安定，必需和安定性较好的直馏汽油、FCC汽油、加氢裂化汽油、催化重整汽油调合使用采用适当的精制方法，如酸碱精制、加氢精制等，以除去不安定组分，改善汽油的安定性比较经济的方法是在适当精制的基础上，加入添加剂来改善汽油的安定性，延缓氧化反应的进行，延长诱导期*石油加工概论34汽油的腐蚀性和清洁性腐蚀性反映了汽油对金属的腐蚀能力评定汽油腐蚀性的指标有：硫含量、铜片腐蚀、酸度、水溶性酸或碱等车用汽油质量标准中规定其硫含量不大于0.08%，航空汽油不大于0.05%车用汽油的规格标准中用不含机械杂质和水分两项来保证车用汽油的清洁性*石油加工概论35汽油产品的品种和牌号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（GB17930-1999）按研究法辛烷值(RON)，无铅车用汽油分为90号、93号及95号三个牌号，它们分别适用于压缩比不同的各型汽油机。*石油加工概论36*石油加工概论37项目质量指标试验方法90号93号95号抗爆性：研究法辛烷值(RON)不小于抗爆指数(RON-MON)/2不小于908593889590GB/T5487GB/T503铅含量(1)(g/l)不大于0.005GB/T8020馏称：10%蒸发温度，℃不高于50%蒸发温度，℃不高于90%蒸发温度，℃不高于终馏点，℃不高于残留量，%(V/V)不大于701201902052GB/T6536蒸气压，kPa从9月16日至3月15日不大于从3月16日至9月15日不大于8874GB/T8017实际胶质(2)，mg/100ml不大于5GB/T8019诱导期(3)，min不小于480GB/T8018硫含量(4)，%(m/m)不大于0.10(5)GB/T380硫醇(需满足下列要求之一)：博士试验硫醇硫含量，%(m/m)不大于通过0.001SH/T0174GB/T1792铜片腐蚀(50℃,3h)，级不大于1GB/T5096水溶性酸或碱无GB/T259机械杂质及水分无目测(6)苯含量，%(V/V)不大于2.5附录A芳烃含量，%(V/V)不大于40GB/T11132烯烃含量，%(V/V)不大于35(7)GB/T111320.08*石油加工概论38规格世界燃油规范Ⅰ类世界燃油规范Ⅱ类世界燃油规范Ⅲ类世界燃油规范Ⅳ类中国2000年研究法辛烷值91959890,93,95硫，ppm1000200305～10800苯，%(体积分数)5.02.51.01.02.5芳烃，%(体积分数)5040353540烯烃，%(体积分数)2010.010.035氧，%(质量分数)2.72.72.72.72.7世界燃油规范与我国车用无铅汽油新标准的比较*石油加工概论39柴油是压燃式发动机的燃料轻柴油：作为转速＞1000r／min的高速柴油机的燃料重柴油：作为转速500～1000r／min的中速柴油机和＜500r／min的低速柴油机的燃料柴油机车是节约能源的有效途径*石油加工概论40*石油加工概论41柴油机的压缩比约高于汽油机一倍，一般为16～20。压缩后气体的温度、压力都比较高，可达到500～700℃、3～5MPa，此温度超过柴油的自燃点柴油是用高压油泵喷入气缸中，经雾化后的细小油滴便与被压缩的高温空气混合，并迅速蒸发汽化、自燃发火，不象汽油机那样需要用电火花点火柴油机的热效率一般比汽油机高，当二者功率相同时，柴油机可节约燃料20％～30％*石油加工概论42柴油机燃料的使用要求柴油是可用作压燃式发动机燃料的石油轻质馏分，轻柴油的主要使用