油品基础知识

1第三章油品基本知识内容提要：本章主要内容有：石油的含义、化学组成及对油品质量的影响；石油的基本炼制方法；石油的总分类；汽油的主要质量性能及评定指标、规格、品种、牌号及选用、使用和储存注意事项；车用乙醇汽油的定义、特点、规格、变性燃料乙醇的特性及影响；柴油的主要质量性能及评定指标、规格、品种、牌号及选用、使用和储存注意事项；汽油、柴油的发展动态；煤油的性能与要求、使用和储存注意事项；内燃机油和车辆齿轮油的主要质量性能、品种、牌号及选用、使用和储存注意事项；汽车制动液的用途、牌号；长城车用润滑油的主要质量特点、用途、品种、牌号；润滑脂的特点、组成、常用品种的特性、牌号、用途及使用和储存注意事项；油品的简易识别方法。第一节油品基础知识一、石油的含义石油是原油及其石油产品的总称。享有“工业的血液”和“发动机的粮食“的美称。它是由多种烃类和非烃类化合物组成的复杂混合物。其密度一般小于1g/cm3，介于0.7——0.98之间。是不可再生的重要能源之一。石油主要有以下三种含义。（一）原油从地层深处开采出来未经炼制的石油，它是一种粘稠状可燃性液体矿物。在常温下，原油大都呈流体或半流体状态，颜色多是黑色或深棕色，少数为暗绿色、赤褐色、黄色，有难闻的气味。（二）石油产品原油经过加工并符合一定规格标准（国标、行业、地方、企业）要求的成品油。（三）石油商品2经过一定的流转环节进入到销售企业进行经营的各类石油产品。二、石油的组成（一）石油的元素组成石油主要由碳（C）氢（H）氧（O）氮（N）硫（S）五种元素组成。碳和氢所占的比例约为96%——99.5，其中碳约占83%—87%；氢约占11%——14%；碳氢比（C/H）在6.5左右。在大部分石油中，氧、氮、硫及其它微量元素的总量不超过1%。（二）石油的烃类组成碳和氢形成的化合物简称烃。按烃类结构不同，大体可分为烷烃、环烷烃、芳香烃、和不饱和烃四类。不同烃类对各种石油产品性质的影响各不相同。1、烷烃：可分为正构和异构烷烃两类。在常温下其化学安定性较好，以直链相连接的烷烃称正构烷烃，而带有支链的烷烃则称异构烷烃。在绝大多数的石油中，烷烃的含量都较多，它是以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛等表示分子结构中碳原子的数目，并以正构体和异构体表示其连接方式，这样命名各类烷烃的。如：异辛烷表示的是由8个碳原子组成的异构烷烃。常温下，烷烃的化学稳定性较好，仅次于芳香烃，在一定的高温条件下则容易分解成醇、醛、醚等一系列氧化物。此外，烷烃密度最小，粘温性能最好，是燃料和润滑油的良好成分，如煤油中含烷烃较多时，则火焰较稳定。正构烷烃的自燃点最低，柴油中含量多，则燃烧性能好，柴油机的工作平稳。而汽油则要求异构烷烃含量多，异构烷烃的自燃点高，则辛烷值高，在汽油中的抗爆性强，是高辛烷值汽油的理想成分。2、环烷烃：是环状结构的饱和烃，又分为单环和多环环烷烃两类。环烷烃的化学稳定性良好，与烷烃近似，但不如芳香烃，其密度较大，自燃点较高，辛烷值居中，因而它的燃烧性较好，且凝点低，润滑性好，是汽油、煤油和润滑油的良好成分，但润滑油中含多环烷烃多，则粘温性能差。3、芳香烃：分子中具有苯环结构的烃类。它的化学稳定性良好，其密度最大，自燃点3最高，辛烷值也最高，是汽油的良好成分，而对柴油则是不良成分。此外，它对有机物的溶解力强，毒性也较大，在橡胶溶剂油和油漆溶剂油中需有适量芳香烃，以保证有良好的溶解能力，但因其毒性较大，故含量要适当控制。4、不饱和烃：不饱和烃主要指的是烯烃。它是具有双键结构的烃类。石油中一般不含这类烃，主要是在二次加工过程中产生的。它的化学稳定性最差，易氧化形成胶质，但其辛烷值较高，凝点较低。常利用这两个特性，将它加入汽油中，以提高汽油的辛烷值。掺入柴油以降低其凝点。但因其稳定性差，这类掺和产品均不宜长期储存。三、石油的基本生产方法（一）常减压蒸馏常压蒸馏是根据组成原油的各类烃分子沸点的不同，利用加热炉、分馏塔等设备将原油进行多次的部分汽化和冷凝，使汽液两相进行充分的热量交换，以达到分离的目的，从而制得汽油、煤油、柴油等馏分。一般35—200℃的馏分为直馏汽油馏分；175—300℃的为煤油馏分；200—350℃为柴油馏分；350℃以上的馏分为润滑油原料或二次加工原料。其产品性质：主要由烷烃和环烷烃组成，一般不含不饱和烃，所以直馏产品化学性质稳定，不易氧化变质，适宜长期储存。减压蒸馏是利用降低塔内压力从而降低重油液体沸点的原理，以350℃以上沸点为原料制造润滑油馏分的方法。（二）催化裂化在催化剂的作用下进行的石油裂化过程称催化裂化。其产品性质：汽油化学性质稳定、辛烷值高，是航空汽油和高标号汽油的基本成分。（三）加氢裂化在有催化剂和氢气存在的条件下，使重质油受热后通过裂化反应转化为轻质油的加工4方法称加氢裂化。其化学性质：质量高，不饱和烃含量极少，安定性好；含环烷烃多，是制取高辛烷值汽油的原料；含异构烷烃较多，芳香烃少，因而凝点较低，十六烷值较高。（四）催化重整在催化剂的作用下，对汽油馏分中的烃分子结构进行重新排列成新的分子结构的方法称催化重整。可以得到催化重整、轻芳烃、和氢气三大产品。（五）石油的精制利用溶剂精制、加氢精制、等过程除掉油中的胶质、沥青质、和其它硫、氧、氮等非烃类有害成分的方法（六）石油的脱蜡利用冷榨、溶剂、尿素、加氢等工艺除掉大分子的石蜡烃，制造低凝点柴油和润滑油的方法。（七）油品调合是油品的最后一道工序，按照一定的比例向油中调入添加剂，以改善油品的某些质量性能指标。主要有清净分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂、抗氧剂和金属减活剂、粘度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡沫剂、燃料添加剂等。四、石油的分类（一）、石油产品及润滑剂的总分类1、GB498——87石油产品的总分类见下表2——1类别各类别的含义F燃料S溶剂和化工产品L润滑剂和有关产品W蜡B沥青C焦52、润滑剂和有关产品（L）的分类见下表2——2该标准根据润滑剂的应用场合又把L类产品分成19组。组别应用场合组别应用场合A全损耗系统P风动工具B脱模Q热传导C齿轮R暂时保护防腐蚀D压缩机（含冷冻机真空泵）T汽轮机E内燃机U热处理F主轴、轴承和离合器X润滑脂G导轨Y其他应用场合H液压系统Z蒸汽气缸M金属加工S特殊润滑剂应用场合N电器绝缘（二）石油商品的分类按商品的用途主要可分为：车用燃料油类，燃料油类、溶剂油类、润滑油类、润滑脂类、特种油类六大类。（三）石油产品的命名油品名称通常由四部分组成：类别+组别+级别+号别例：L——HM32（32号抗磨液压油）其中：L——指“分类”，L是润滑剂类；H——指“分组”，H是液压油及液压液；M——指“质量等级”，M是抗磨；32指“粘度等级”，32是牌号。6第二节汽油汽油是汽油发动机的专用燃料。按其应用场合有车用汽油和航空汽油之分；按其组成特性分有含铅汽油、无铅汽油、高清洁汽油、车用乙醇汽油。国际上把铅含量低于0．013g/L标准的汽油称无铅汽油。如果铅含量超过O．013g／L，就会毒害发动机催化变换器内的催化剂，影响汽油的使用性能。一、汽油的质量性能及评定指标根据汽油机的工作原理，先将汽油和空气形成的混合气吸入气缸，经过压缩后由火花塞点燃，放出热量，使空气膨胀，产生压力，推动活塞下行，经连杆带动曲轴旋转而对外作功，同时将废气排出。根据其使用条件，要求汽油应具有以下质量性能：良好的蒸发性；较强的抗爆性；良好的安定性；良好的抗腐性；良好的环保性。这称为汽油的五大品质要求。(一)良好蒸发性汽油由液态转化为气态的性质，称为汽油的蒸发性。汽油蒸发性是否良好，直接影响汽油机中的燃烧是否正常，影响发动机的功率和经济性能，因而汽油的蒸发性能十分重要。汽油必须具备适宜的蒸发性能，蒸发性能太好，则汽油在未达到汽化器前就会在供油管路中蒸发，形成气栓，导致汽油不能顺利进入汽化器，严重时会中断供油，使发动机熄火，停止工作，这就是所谓的气阻现象。汽油蒸发性太差，会使油气混合气中含有较多的悬浮状汽油液滴，混合气组分不均匀，燃烧不完全，发动机工作不稳定。液滴进入气缸后会破坏气缸壁上的油膜，流入润滑油箱则会稀释润滑油。最终导致发动机功率下降，磨损加剧，燃料耗量增大，甚至缩短发动机使用寿命。因此，汽油要具有良好的蒸发性能。我国用馏程和饱和蒸气压两个指标来评定，汽油的馏程为35-205℃。1、馏程：一般纯液体在加热时，由沸腾开始到全部蒸发为气体时，其沸点是一个常数，但汽油是一个复杂的混合体，其沸点不是一个常数而是有一定的范围，这个沸点的温度范围叫馏程。将100毫升汽油按规定的方法进行加热使其沸腾，然后将汽油蒸气通过冷凝装置冷却为液体。从冷凝管中流出的第一滴汽油时的温度，到蒸馏结束时的最高温度，就是汽油的“沸点范围”。蒸出第一滴油时的温度称为初馏点，馏出10mL、50mL、90ml时的温度分别称为10%、50%、90%的蒸发温度。蒸馏完毕时的最高温度称终馏点或干点。从馏程可以判断出汽油中轻质成分和重质成分的大体含量。从馏程中各个蒸发温度可以判断汽油在使用中的意义。初馏点—是汽油的最低馏出温度，它表示汽油中最轻组分的沸点，一般汽车用汽油对初馏点没有具体要求。10%蒸发温度——表示汽油中含轻质馏分的多少。它对冷发动机在冬季起动的难易和发动机在夏季使用中易否发生“气阻”有着直接的关系。发动机在冷起动时，汽油中只有最轻组分蒸发形成混合气进行燃烧，10%蒸发温度过高，发动机因混合气中蒸汽过少而起动困难，起动时间增长，增加了耗油量，在冬季这个问题更为严重。10%蒸发温度越低，汽油中轻质7馏分越多，蒸发性越好，发动机就越易于在较低温度下起动。在一定条件下，用10%蒸发温度不同的汽油试验，它与能直接起动的最低温度有一定的关系，汽油10%蒸发温度与起动气温的关系见下表2——3汽油10%蒸发温度与起动气温的关系大气温度/℃—29—18—7—505可直接起动的最高10%蒸发温度/℃3653718898107发动机燃用10%蒸发温度低的汽油，由于蒸发性好，能迅速形成可燃混合气，所以起动时间短，起动时相对耗油量也低。但10%蒸发温度也不能过低，否则会发生“气阻”现象。下表2——4列出汽油10%蒸发温度与产生气阻的油温间关系。汽油10%蒸发温度与形成气阻时油温的关系汽油的10%蒸发温度/℃4050607080开始产生气阻时的油温/℃-137274767目前，国家标准对10%蒸发温度规定了上限，既不能高于70C，而对下限没作出规定。一般认为，汽油10%蒸发温度不宜低于60—65℃。50%蒸发温度——表示汽油平均蒸发性，对发动机的预热和加速性有一定的影响。50%蒸发温度低的汽油，发动机燃用时预热快，加速性好。由于发动机在发动后要达到一定的温度（50℃）车辆才宜起步，汽油50%蒸发温度低，平均蒸发性好，由起动时的冷发动机加热到正常温度需要的时间便可以缩短。汽油50%蒸发温度对发动机预热时间的影响见下表2——5。汽油50%蒸发温度对发动机预热时间的影响汽油50%蒸发温度℃发动机预热时间/分钟汽油50%蒸发温度℃发动机预热时间/分钟10412710151482850%蒸发温度的高低，直接影响发动机加速性及工作稳定性。50%蒸发温度低，发动机的加速性和稳定性就好；反之，这个温度高，当发动机由低速变为高速时，供油量急剧增加，汽油就来不及充分气化，因而形成的可燃混合气浓度较低，甚至燃烧不起来，使发动机加速初期不能发出需要的功率，出现功率反而降低的情况。90%蒸发温度和干点——表示汽油中重质成分含量的多少。它对于汽油能否完全燃烧和发动机磨损大小有一定的影响。这个温度过高，说明汽油中含有的重质成分多，汽油不能完全蒸发，因而燃烧不完全，发动机冒黑烟，耗油量增大；没有完全燃烧的重质汽油还会冲掉汽缸壁上的润滑油，从而加剧机械的磨损，流入曲轴箱中的润滑油还会稀释润滑油，使其粘度变小，降低润滑油的润滑性能，粘度小的润滑油易于窜入燃烧室被烧掉，因而润滑油消耗量随之加大。同时，润滑油的闪点也会降低，影响安全。汽油的干点与耗油量、活塞磨损的关系如下表2——6。8汽油干点与耗油量、活塞磨损的关系汽油的干