石油及油品基础知识

1 2.1.1 石 油 的 一 般 性 状 石 油 （ 或 原 油 ） 通 常 是 黑 色 或 褐 色 的 流 动 或 半流 动 的 粘 稠 液 体 ， 相 对 密 度 一 般 介 于 0.80.98之 间 。 世 界 各 地 所 产 的 石 油 在 性 质 上 都 有 不 同 程 度 的 差异 。 2.1 石 油 的 化 学 组 成 2 原 油 名 称 大 庆 胜 利 孤 岛 辽 河 中 原密 度 （ 20 )g/cm3 0.86 0.90 0.95 0.92 0.85运 动 粘 度 （ 50 ）mm2/s 20.19 83.36 333.7 109.0 10.32凝 点 ， 30 28 2 17(倾 点 ) 33蜡 含 量 ( 质 量 分 数 ) % 26.2 14.6 4.9 9.5 19.7庚 烷 沥 青 质 ( 质 量 分 数 ) % 0 1 2.9 0 0残 炭 ( 质 量 分 数 )， % 2.9 6.4 7.4 6.8 3.8灰 分 ( 质 量 分 数 )， % 0.0027 0.02 0.096 0.01 _硫 含 量 ( 质 量 分 数 )， % 0.10 0.80 2.09 0.24 0.52氮 含 量 ( 质 量 分 数 )， % 0.16 0.4l 0.43 0.40 0.17镍 含 量 ， g g 3.1 26.0 21.1 32.5 3.3钒 含 量 ， g g 0.04 1.6 2.0 0.6 2.4 2.1.1 .1 我 国 主 要 原 油 的 一 般 性 质 3 原 油 名 称 沙 特(轻 质 ) 沙 特(中 质 ) 沙 特(轻 重 混 合 ) 伊 朗(轻 质 ) 科 威特 阿 联 酋(穆 尔 班 ) 伊 拉 克 印 尼(米 纳 斯 )密 度 （ 20 )g/cm3 0.8578 0.8680 0.87l6 0.8531 0.8650 0.8239 0.8559 0.8456运 动 粘 度 （ 50 ） mm2/s 5.88 9.04 9.17 4.91 7.31 2.55 6.50(37.8 ) 13.4凝 点 。 -24 -7 -25 -11 -20 -7 -15(倾 点 ) 34(倾 点 )蜡 含 量 (质 量 分 数 )， % 3.36 3.10 4.24 _ 2.73 5.16 _ _庚 烷 沥 青 质 (质 量 分数 ) % 1.48 1.84 3.15 0.64 1.97 0.36 1.10 0.28残 炭 (质 量 分 数 )， % 4.45 5.67 5.82 4.28 5.69 1.96 4.2 2.8硫 含 量 (质 量 分 数 )， % 1.91 2.42 2.55 1.40 2.30 0.86 1.95 0.10氮 含 量 (质 量 分 数 )， % 0.09 0.12 0.09 0.12 0.14 _ 0.10 0.10 2.1.1.2 国 外 部 分 原 油 的 一 般 性 质 4 与 国 外 原 油 相 比 ， 我 国 主 要 油 区 原 油 的1、 凝 点 及 蜡 含 量 较 高 。2、 庚 烷 沥 青 质 含 量 较 低 。3、 相 对 密 度 大 多 在 0.85 0.95之 间 ， 属 偏 重的 常 规 原 油 。 5 2.1.2、 石 油 的 元 素 组 成 石 油 基 本 化 学 组 成 ： 碳 、 氢 、 硫 、 氮 、 氧(1) 碳 的 质 量 分 数 一 般 为 83%87%(2) 氢 的 质 量 分 数 为 11%14%(3) 硫 的 质 量 分 数 为 0.05%8%(4) 氮 的 质 量 分 数 为 0.02%2%(5) 氧 的 质 量 分 数 为 0.05% 2% 6 2.1.3、 石 油 的 烃 类 组 成烷 烃 ， 环 烷 烃 ， 芳 香 烃石 油 的 烃 类 组 成 原 油 伴 生 气原 油 中 含 的 液 态 烃 原 油 中 含 的 固 态 烃 蜡干 气湿 气 低 沸 点 馏 分中 沸 点 馏 分高 沸 点 馏 分 31.131.1 22.322.3 10 10 0.9968 12 分 类 标 准 ， % 0.5 0.5 2.0 2.0 原 油 类 别 低 含 硫 含 硫 高 含 硫 分 类 标 准 ， % 0.5 2.5 2.5 10.0 10.0 原 油 类 别 低 含 蜡 含 蜡 高 含 蜡（ 2） 硫 含 量 分 类（ 3） 蜡 含 量 分 类 13 二 、 化 学 分 类 法 以 原 油 的 化 学 组 成 为 基 础 ，用 与 原 油 化 学 组 成 直 接 有 关 的 参 数 作 为 分 类 依 据 ，如 特 性 因 数 分 类 、 关 键 馏 分 特 性 分 类 等 。 14 关 键 馏 分 特 性 分 类 法 将 原 油 用 简 易 精 馏 装 置 切 取 两 个 轻 重 关 键 馏 分 ， 分 别 测 定 其相 对 密 度 ， 对 照 分 类 标 准 表 确 定 两 个 关 键 馏 分 的 基 属 ， 然 后根 据 关 键 馏 分 特 性 分 类 表 确 定 原 油 的 类 别 。 第 一 关 键 馏 分 指 原 油 常 压 蒸 馏 250 275 的 馏 分 ； 第 二 关 键 馏 分 相 当 于 原 油 常 压 蒸 馏 395 425 的 馏 分 ， 即 在 减 压 40mmHg下 取 得 的 275 300 的 馏 分 15 基 属关 键 馏 分 石 蜡 基 中 间 基 环 烷 基第 一关 键 馏 分 d42040(K 11.9) d420=0.8210 0.8562API=33 40(K =11.5 11.9) d4200.8562API33(K 11.5)第 二关 键 馏 分 d42030(K 12.2) d420=0.8723 0.9035API=20 30(K =11.5 12.2) d4200.9305API20(K 芳 香 烃 黏 度 反 映 分 子 结 构 的 信 息 ， 而 且 环 可 以 认 为 是 黏 度 的 载 体 。 53 3.油 品 的 粘 温 性 质 粘 温 性 质 ： 油 品 的 粘 度 随 温 度 变 化 的 性 质 油 品 的 粘 度 随 温 度 的 变 化 幅 度 小 ， 则 称 为 油 品 的 粘 温 性 质 好 表 征 粘 温 性 质 的 指 标 有 ： 粘 度 指 数 和 粘 温 性 质 54 （ 1） 粘 度 指 数 VI 目 前 世 界 上 通 用 的 表 征 粘 温 性 质 的 指 标 ， 我 国 目 前 也采 用 此 指 标 。 此 法 是 选 定 两 种 原 油 的 馏 分 作 为 标 准 ， 一 种 是 粘 温 性质 良 好 的 宾 夕 法 尼 亚 原 油 ， 把 这 种 原 油 的 所 有 窄 馏 分（ 称 为 H油 ） 的 粘 度 指 数 人 为 地 规 定 为 100； 另 一 种粘 温 性 质 不 好 的 德 克 萨 斯 海 湾 沿 岸 原 油 ， 把 这 种 原 油的 所 有 窄 馏 分 （ 称 为 L油 ） 的 粘 度 指 数 人 为 地 规 定 为 0。一 般 油 样 的 粘 度 指 数 介 于 两 者 之 间 ， 粘 度 指 数 越 大 表明 粘 温 性 质 越 好 。 对 于 粘 温 性 质 很 差 的 油 品 ， 其 粘 度指 数 可 以 是 负 值 。 55 当 粘 度 指 数 （ VI） 为 1 100时 ： L UVI L H 当 粘 度 指 数 （ VI） 等 于 或 大 于 100时 ：10 1 1000.0715NVI lg lg lgL UN Y 56 （ 2） 粘 度 比 指 油 品 的 50 条 件 下 运 动 粘 度 与 其 100 条 件下 运 动 粘 度 之 比 ， 即 50 /100 。 对 于 粘 度 水 平 相 当 的 油 品 ， 粘 度 比 越 小 ， 表 示该 油 品 的 粘 温 性 质 越 好 ； 但 当 粘 度 水 平 相 差较 大 时 ， 则 不 能 用 粘 度 比 进 行 比 较 。 57 (3) 粘 温 性 质 与 分 子 结 构 的 关 系 正 构 烷 烃 的 粘 温 性 质 最 好 ， 分 支 程 度 增 大 ， 粘 温 性 质 越 差 。 环 状 烃 （ 环 烷 烃 和 芳 香 烃 ） 的 粘 温 性 质 较 链 状 烃差 。 分 子 环 数 相 同 时 ， 其 侧 链 越 长 粘 温 性 质 越 好 ， 侧链 上 有 分 支 会 使 黏 度 指 数 下 降 。 58 4. 石 油 及 石 油 馏 分 的 粘 温 性 质 石 油 各 馏 分 的 粘 度 都 随 着 其 沸 程 的 升 高 而 增 大 相 对 分 子 质 量 增 大 环 状 烃 含 量 增 多 所 致 当 石 油 馏 分 的 沸 程 相 同 时 石 蜡 基 原 油 的 粘 度 最 小 中 间 基 居 中 环 烷 基 的 最 大 59 2.2.4 油 品 的 闪 点 、 燃 点 、 自 燃 点 、 凝 点1.闪 点指 油 品 在 常 压 下 油 气 和 空 气 混 合 气 相 当 于 爆 炸 下 限 或 上 限 时 的 油 品 温 度 。闪 点 是 一 个 温 度 范 围 。平 时 我 们 使 用 爆 炸 下 限 温 度 或 者 爆 炸 上 限 温 度 来 作 为 油 品 的 闪 点 。 汽 油 的 闪 点 是 相 当 于 爆 炸 上 限 的 油 品 温 度 ， 而 煤 、 柴 油 和 润 滑 油 等 的 闪 点 是 相 当于 爆 炸 下 限 时 的 油 品 温 度 。 60 二 、 燃 点 和 自 燃 点 燃 点 ： 油 品 在 规 定 条 件 下 加 热 到 能 被 外 部 火 源 引 燃并 连 续 燃 烧 不 少 于 5秒 钟 时 的 最 低 温 度 自 燃 点 ： 把 油 品 预 热 到 很 高 温 度 ， 然 后 使 其 与 空 气接 触 ， 则 不 需 引 火 ， 油 品 即 可 能 因 剧 烈 氧 化 而 产 生火 焰 自 行 燃 烧 ， 能 产 生 自 燃 的 最 低 温 度 称 为 自 燃 点 61 闪 点 、 燃 点 和 自 燃 点 与 油 品 的 组 成 的 关 系 同 族 烃 中 ， 分 子 量 增 大 ， 闪 点 增 高 ， 燃 点 增 高 ， 自燃 点 降 低 油 品 越 轻 ， 闪 点 越 低 ， 燃 点 越 低 ， 自 燃 点 越 高 烷 烃 比 芳 烃 易 于 自 燃 ， 所 以 烷 烃 的 自 燃 点 低 (芳 香 烃比 烷 烃 稳 定 )， 但 烷 烃 的 闪 点 却 比 粘 度 相 同 而 含 环 烷烃 和 芳 香 烃 较 多 的 油 品 高 62 3.浊 点 和 冰 点o 浊 点 : 标 准 状 态 下 冷 却 至 开 始 出 现 混 浊 的 最高 温 度 为 其 浊 点 。 混 浊 是 由 于 水 分 或 固 体 从样 品 中 析 出 。o 冰 点 ； 在 测 定 浊 点 后 ， 继 续 将 试 油 冷 却 ，直 到 油 中 呈 现 出 肉 眼 能 看 得 见 的 晶 体 时 的 温度 就 是 冰 点 。 63 4. 凝 点 和 倾 点o 对 于 石 油 产 品 ， 没 有 固 定 的 “ 冰 点 ” ， 也 没 有 固 定的 “ 溶 点 ” 。o 所 谓 油 品 的 “ 凝 点 ” 是 在 严 格 的 仪 器 、 操 作 条 件 下测 得 油 品 刚 失 去 流 动 时 的 最 高 温 度 。o 倾 点 ： 是 指 油 品 能 从 规 定 仪 器 中 流 出 的 最 低 温 度 ，也 称 为 流 动 极 限 ， 它 比 凝 点 能 更 好 地 反 映 油 品 的 低温 性 能o 凝 点 是 柴 油 ， 润 滑 油 等 油 品 的 重 要 低 温 流 动 指 标 64 2.2.5 油 品 的 热 性 质 1.焓 (1)定 义 ： 状 态 函 数 (2)石 油 馏 分 焓 值 求 定 H=f（ T、 P、 性 质 ）石 油 馏 分 的 焓 值 可 以 从 有 关 图 表 中 查 的 ，也 可 借 助 有 关 方 程 式 计 算 得 到 。 H=U+pV 65 (3)规 律o 同 温 度 下 ， 密 度 小 ， 特 性 因 素 值 大 ， 焓 值 越 高 ；o 烷 烃 的 焓 值 大 于 芳 烃 ； 轻 馏 分 的 焓 值 大 于 重 馏 分 的 。(4)说 明 ： 焓 值 是 相 对 值 ， 其 绝 对 值 无 法 知 道 油 品 性 质 ， 温 度 ， 压 力 的 函 数 混 合 物 的 焓 值 按 可 加 值 计 算 石 油 馏 分 的 焓 值 可 从 有 关 图 表 中 查 得 66 2.质 量 热 容 （ 比 热 ）(1)定 义 单 位 质 量 物 质 在 某 一 温 度 T下 ， 所 吸 热 量 与 温 度 升 高 值之 比 。 单 位 (kJ/kg )。dTdQC 由 热 力 学 可 知 ， )(PVTfC体 积 恒 定 时 为 质 量 定 容 热 容 C v， 压 力 恒 定 时 为 质 量 定 压 热 容 Cp ，液 体 和 固 体 Cv和 Cp相 差 很 小 ，气 体 相 差 较 大 。 理 想 气 体 ： Cp-Cv=R 67 (2)律 性o 烃 类 的 质 量 热 容 随 温 度 和 分 子 量 的 增 加 而 增 加 。o 不 同 烃 ， 碳 原 子 数 相 同 时 ， 烷 烃 最 大 ， 环 烷 烃 次之 ， 芳 烃 最 小 。o 压 力 的 影 响 ， 对 液 体 烃 类 可 忽 略 ； 对 气 体 烃 类 ，随 压 力 的 增 高 而 增 大 ， P0.35Mpa需 要 校 正 。p 质 量 热 容 可 查 图 表 得 到 68 3.汽 化 热 (h)(1)定 义 单 位 质 量 物 质 在 一 定 温 度 下 由 液 态 转 化 为 气 态所 吸 收 的 热 量 ， 单 位 kJ/kg 。 h=f（ T、 P） T升 P升 h降 。 常 压 、 沸 点 下 汽 化 热 潜 热 ： 指 物 质 在 常压 汽 化 或 冷 凝 时 吸 收 或 放 出 的 热 量 ， 此 时 没 有温 度 的 变 化 ； 69 (2)规 律 随 分 子 量 的 增 大 ， 汽 化 热 减 小 ；分 子 量 接 近 时 ， 烷 烃 、 环 烷 烃 差 不 多 ， 芳 烃 稍 高 。(3)求 取 用 中 平 均 沸 点 、 平 均 分 子 量 、 相 对 密 度 查 图 表球 的 70 2.3.1 发 动 机 燃 料1. 汽 油（ 1） 品 种 牌 号 和 用 途主 要 牌 号 ： 以 辛 烷 值 不 同 划 分 为 90# 93# 97# 三 个 牌 号 (GB17930-2006)用 途 ： 主 要 用 于 轻 型 汽 车 ， 机 具 ， 也 可 用 于 活 塞 式 发 动 机 飞 机 及 快 艇 等2.3 主 要 石 油 产 品 71 （ 2） 主 要 性 能 要 求o 抗 爆 性 ： 辛 烷 值o 蒸 发 性 ： 馏 程o 安 定 性o 腐 蚀 性o 低 温 性o 有 害 物 质 含 量 控 制o 含 氧 化 合 物 72 2. 柴 油（ 1） 品 种 牌 号 及 其 用 途 牌 号 ： 车 用 柴 油 标 准 (GB/T19147-2003)按凝 点 划 分 为 10#、 5# 、 0# 、 -10# 、 -20# 、 -35# ， -50# 等 7个 牌 号 用 途 ： 是 压 燃 式 发 动 机 燃 料 。 可 用 于 柴 油 汽 车 、大 型 机 械 设 备 、 机 车 、 轮 船 发 动 机 等 。 73 分 类 ： 分 为 轻 柴 油 和 重 柴 油 两 种 。 转 速 为 1000r min以 上 的 高 速 柴 油 机 以 轻 柴 油为 燃 料 ； 转 速 500 1000r min的 中 速 柴 油 机 及 转 速 低于 500r min的 低 速 柴 油 机 则 使 用 重 柴 油 。 大 量 应 用 的 是 轻 柴 油 。 74 （ 2） 主 要 性 能 指 标p自 燃 性 和 抗 爆 性p蒸 发 性 和 黏 度p流 动 性p抗 腐 蚀 性 和 耐 磨 性p安 定 性p安 全 性 75 3.煤 油（ 1） 品 种 牌 号 及 其 用 途 国 产 喷 气 燃 料 有 5中 ： 代 号 为 RP-1， 2， 3，4， 5， 1号 冰 点 低 ， 适 用 于 高 空 和 寒 冷 地 区 2， 3号 用 于 远 程 大 型 飞 机 4号 用 于 亚 音 速 飞 机 5号 专 供 舰 载 飞 机 76 2 主 要 性 能 要 求 良 好 的 燃 烧 性 能 。 是 指 它 的 热 值 要 高 ， 燃 烧 要 稳 定 ， 不 易因 工 作 条 件 变 化 而 熄 火 ， 一 旦 高 空 熄 火 后 能 容 易 再 起 动 ，燃 烧 要 完 全 ， 产 生 积 炭 要 少 。 适 当 的 安 全 性 。 适 当 的 润 滑 性 良 好 的 安 定 性 。 良 好 的 低 温 性 。 无 腐 蚀 性 。 良 好 的 洁 净 性 。 77 2.3.2 润 滑 油 ， 脂2.3.2.1润 滑 油1 润 滑 油 的 分 类 我 国 基 本 上 是 按 照 国 际 标 准 化 组 织 的ISO6743/01981的 润 滑 剂 分 类 标 准 规 定 了GB7631.187国 家 标 准 ， 把 润 滑 剂 分 为 19组 78 习 惯 分 类 ：（ 1） 内 燃 机 润 滑 油 如 汽 油 机 油 、 柴 油 机 油 等 。 用 量 最 多 的 一 类 润 滑 油 ， 约 占 总 量 的 一 半 。（ 2） 齿 轮 油 在 齿 轮 传 动 装 置 上 使 用 的 润 滑 油 ， 特 点 是 它 在 机 件 间 所 受 的 压 力 很 高 。（ 3） 液 压 油 及 液 力 传 动 油 在 传 动 、 制 动 装 置 及 减 震 器 中 传 递 能 量 的 液 体 介 质 ， 起 润 滑 及 冷 却 作 用 。（ 4） 工 业 设 备 用 油 机 械 油 、 汽 轮 机 油 、 压 缩 机 油 、 汽 缸 油 以 及 并 不 起 润 滑 作 用 的 电 绝 缘 油 、 金 属 加 工 油 等 。 79 2. 主 要 性 能 要 求 （ 1） 对 内 燃 机 润 滑 油 的 性 能 要 求 适 当 的 粘 度 和 良 好 的 黏 温 性 能 粘 度 太 小 ， 那 就 会 导 致 油 膜 厚 度 太 薄 ， 从 而 加 大 机件 的 磨 损 ， 甚 至 烧 坏 ； 粘 度 太 大 ， 则 用 于 克 服 液 体 内 摩 擦 所 耗 的 能 量 就 会太 大 ， 这 也 是 不 经 济 的 。 80 内 燃 机 在 正 常 运 转 时 ， 有 些 部 位 的 温 度 可 高 达 300 ，而 在 起 动 时 温 度 又 比 较 低 。 在 高 寒 地 区 的 冬 季 ， 室 外 的气 温 甚 至 低 到 零 下 几 十 摄 氏 度 。 这 就 要 求 内 燃 机 润 滑 油的 粘 度 随 温 度 的 变 化 而 变 化 较 小 ， 即 具 有 较 高 的 粘 度 指数 。 81 较 强 的 抗 氧 化 能 力 内 燃 机 润 滑 油 不 仅 使 用 的 温 度 高 ， 而 且 是循 环 使 用 ， 不 断 与 含 氧 的 气 体 接 触 ， 所 以很 容 易 因 氧 化 而 变 质 。 因 此 ， 需 要 设 法 提高 润 滑 油 的 氧 化 安 定 性 ， 以 延 长 其 在 内 燃机 中 的 使 用 寿 命 。 82 良 好 的 清 净 分 散 性 由 于 润 滑 油 本 身 的 氧 化 和 缩 合 以 及 与 燃 料 燃 烧 产物 的 相 互 作 用 ， 在 内 燃 机 中 会 产 生 各 种 沉 淀 物 。其 沉 淀 物 可 以 分 为 三 类 ， 即 ： 积 炭 ， 漆 膜 ， 油 泥 为 此 ， 内 燃 机 润 滑 油 还 要 求 具 有 把 各 类 沉 淀 物 尽量 从 金 属 表 面 上 洗 涤 下 来 并 分 散 于 润 滑 油 中 的 功能 。 由 于 基 础 油 本 身 并 不 具 备 这 种 功 能 ， 所 以 必须 加 入 各 种 类 型 的 清 净 分 散 添 加 剂 。 83 低 温 流 动 性 由 于 内 燃 机 在 冬 季 的 起 动 温 度 很 低 ， 润 滑 油 如 果 没有 良 好 的 低 温 流 动 性 ， 便 不 能 正 常 地 泵 送 ， 这 样 运动 部 位 就 不 能 形 成 正 常 的 润 滑 状 态 ， 因 而 导 致 磨 损 。 84 抗 磨 性 由 于 在 气 缸 壁 上 油 膜 很 难 维 持 ， 所 以 ， 气 缸 壁 与活 塞 之 间 经 常 处 于 边 界 润 滑 或 混 合 润 滑 状 态 ， 同 时 ，在 主 轴 承 和 连 杆 轴 承 上 的 负 荷 也 比 较 大 ， 这 就 要 求 内燃 机 润 滑 油 具 有 良 好 的 抗 磨 性 能 。 各 种 烃 类 的 抗 磨 性能 虽 有 差 别 ， 但 都 还 不 能 满 足 要 求 ， 这 就 需 要 加 入 具有 抗 磨 作 用 的 添 加 剂 来 改 善 这 方 面 的 性 能 。 良 好 的 防 腐 性 能 o 内 燃 机 润 滑 油 的 各 种 质 量 要 求 中 ， 除 清 净 分 散 性 和 抗 磨 性是 靠 加 入 相 应 的 添 加 剂 来 改 善 外 ， 主 要 还 是 取 决 基 础 油 的化 学 组 成 结 构 以 及 馏 分 组 成 。o 就 粘 度 而 言 ， 其 大 小 既 与 润 滑 油 原 料 馏 分 的 轻 重 有 关 ， 又与 其 化 学 结 构 有 关 ， 一 般 来 说 ， 环 状 烃 的 粘 度 比 链 状 烃 的大 。o 至 于 粘 温 性 质 ， 则 以 正 构 烷 烃 的 为 最 好 ， 少 环 长 侧 链 的环 状 烃 及 少 分 支 的 异 构 烷 烃 的 也 比 较 好 ， 以 多 环 短 侧 链 结构 的 烃 类 为 最 差 。o 抗 氧 化 安 定 性 的 情 况 比 较 复 杂 ， 内 燃 机 油 中 饱 和 烃 和 单 环芳 烃 含 量 有 利 于 改 善 其 抗 氧 化 安 定 性 ， 而 多 环 芳 烃 含 量 高则 是 不 利 的 ； 同 时 ， 非 烃 的 含 量 也 有 较 大 的 影 响 ， 一 定 量的 含 硫 化 合 物 可 以 对 氧 化 起 抑 制 作 用 ， 而 即 使 很 少 量 的 含氮 化 合 物 也 会 促 进 烃 类 的 氧 化 。o 润 滑 油 低 温 性 能 ， 主 要 是 其 中 的 正 构 烷 烃 和 其 他 高 熔 点 烃 类 的 含 量 。 86 对 于 内 燃 机 润 滑 油 ， 其 理 想 的 组 分 是 少 环 长 侧链 的 烃 类 以 及 少 分 支 的 异 构 烷 烃 ， 而 多 环 短 侧链 烃 类 和 正 构 烷 烃 则 是 非 理 想 组 分 ， 应 该 用 脱蜡 和 精 制 等 方 法 将 它 们 除 去 。 至 于 非 烃 化 合 物 ，一 般 来 说 是 非 理 想 组 分 ， 但 少 量 的 含 硫 化 合 物有 时 能 对 氧 化 反 应 起 抑 制 作 用 。 87 （ 2） 对 齿 轮 油 的 性 能 要 求o 适 当 的 黏 度 o 良 好 的 热 氧 化 安 定 性o 良 好 的 抗 磨 、 耐 载 荷 性 能 o 良 好 的 抗 泡 沫 性 能 o 良 好 的 防 锈 、 防 腐 蚀 性 o 良 好 的 抗 乳 化 性 能 o 良 好 的 抗 剪 切 安 定 性o 良 好 的 低 温 流 动 性 88 （ 3) 对 液 压 油 及 液 力 传 动 油 的 性 能 要 求o 黏 度 和 黏 度 指 数o 热 安 定 性o 防 锈 性 和 防 腐 蚀 性o 抗 乳 化 性 和 水 解 安 定 性o 氧 化 安 定 性o 剪 切 安 定 性o 排 气 性o 抗 磨 性o 良 好 的 承 载 能 力 89 （ 4） 电 器 绝 缘 油 的 性 能 要 求o 绝 缘 性 良 好o 良 好 的 传 热 性 和 流 动 性o 出 色 的 氧 化 安 定 性o 较 低 的 析 气 性 90 2.3.2.2 润 滑 脂定 义 ： 是 将 稠 化 剂 分 散 于 液 体 润 滑 油 中 所 组 成的 一 种 稳 定 的 固 体 或 半 固 体 产 品分 类 ：按 稠 化 剂 类 型 分 类 : 皂 基 和 非 皂 基 润 滑 脂国 内 合 成 润 滑 脂 分 类 方 法其 他 分 类 方 法 91 2.3.3 轻 烃通 俗 地 讲 ：o 天 然 气 是 C1、 C2， 液 化 气 是 C3、 C4， 在常 温 常 压 下 它 们 呈 气 态 ， 属 气 态 轻 烃o C4-C10或 C5-C8的 组 份 ， 在 常 温 常 压 下呈 液 态 ， 属 液 态 轻 烃 92 2.3.4 石 油 蜡 蜡 -固 体分 类 ： 石 蜡 和 微 晶 蜡 93 石 蜡 是 以 含 油 蜡 为 原 料 ， 经 发 汗 或 溶 剂 脱 油 再 经白 土 或 加 氢 精 制 所 得 到 的 。 主 要 成 分 为 正 构 烷 烃 ， 也 有 少 量 带 个 别 支 链的 烷 烃 和 带 长 侧 链 的 环 烷 烃 。 烃 类 分 子 的 碳原 子 数 约 为 17 35（ 平 均 分 子 量 300450） 。 94 微 晶 蜡o 是 石 油 的 重 馏 分 或 减 压 渣 油 经 溶 剂 脱 沥 青 ，溶 剂 精 制 ， 脱 蜡 ， 脱 油 ， 再 经 白 土 或 加 氢 精制 得 到 的 。o 烃 类 分 子 的 碳 原 子 数 约 为 30 60（ 平 均 分子 量 大 于 500800） 。 微 晶 蜡 不 仅 含 有 正构 烷 烃 ， 还 含 有 大 量 的 异 构 烷 烃 和 环 烷 烃 以及 芳 香 烃 。 95 2. 石 油 蜡 的 主 要 性 能（ 1） 熔 点 影 响 熔 点 的 主 要 因 素 是 所 选 用 原 料 馏 分 的 轻 重 ，从 较 重 馏 分 脱 出 的 石 蜡 的 熔 点 较 高 。 此 外 ， 含 油量 对 石 蜡 的 熔 点 也 有 很 大 的 影 响 ， 石 蜡 中 含 油 越多 ， 则 其 熔 点 就 越 低 。 96 （ 2） 含 油 量 含 油 量 是 指 石 蜡 中 所 含 低 熔 点 烃 类 的 量 。 含 油 量 过 高 会 影 响 石 蜡 的 色 度 和 储 存 的 安 定 性 ， 还 会使 它 的 硬 度 降 低 。 所 以 从 减 压 馏 分 脱 出 的 含 油 蜡 膏 ， 还需 用 发 汗 法 或 溶 剂 法 进 行 脱 油 ， 以 降 低 其 含 油 量 。 但 大 部 分 石 蜡 制 品 中 需 要 含 有 少 量 的 油 ， 那 样 对 改善 制 品 的 光 泽 和 脱 模 性 能 是 有 利 的 。 97 （ 3） 安 定 性o 石 蜡 制 品 在 造 型 或 涂 敷 过 程 中 ， 长 期 处 于 热 熔 状 态 ，并 与 空 气 接 触 ， 假 如 安 定 性 不 好 ， 就 容 易 氧 化 变 质 、颜 色 变 深 ， 甚 至 发 出 臭 味 。 此 外 ， 使 用 时 在 光 照 下石 蜡 也 会 变 黄 。 因 此 ， 要 求 石 蜡 具 有 良 好 的 热 安 定性 、 氧 化 安 定 性 和 光 安 定 性 。o 影 响 石 蜡 安 定 性 的 主 要 因 素 是 所 含 有 的 微 量 的 非 烃类 化 合 物 和 稠 环 芳 烃 。 为 提 高 石 蜡 的 安 定 性 ， 就 需要 对 石 蜡 进 行 深 度 精 制 ， 以 脱 除 这 些 杂 质 。 98 2.3.5 沥 青 和 焦 炭 1. 沥 青 的 质 量 指 标（ 1） 针 入 度o 石 油 沥 青 的 针 入 度 是 以 标 准 针 在 一 定 的 荷 重 、时 间 及 温 度 条 件 下 垂 直 穿 人 沥 青 试 样 的 深 度 来表 示 ， 单 位 为 1/10 。 非 经 另 行 规 定 ， 其 标 准的 荷 重 为 100g， 时 间 为 5s， 温 度 为 25 。o 针 入 度 表 示 石 油 沥 青 的 硬 度 ， 针 入 度 越 小 表 明沥 青 越 稠 硬 。 我 国 用 25 时 的 针 入 度 来 划 分 石油 沥 青 的 牌 号 。 99 （ 2） 延 伸 度o 延 伸 度 表 示 沥 青 的 塑 性 ， 在 一 定 温 度 下 以 一 定 速 度 拉 伸 试 样 至断 裂 时 的 长 度 ， 以 厘 米 表 示 。 非 经 特 殊 说 明 ， 试 验 温 度 为25 ， 拉 伸 速 度 为 5 每 分 钟 。 。o 延 度 表 示 沥 青 在 应 力 作 用 下 的 稠 性 和 流 动 性 ， 也 表 示 它 拉 伸 到断 裂 前 的 伸 展 能 力 。 延 度 大 ， 表 示 沥 青 的 塑 性 变 形 性 能 好 ， 不易 出 现 裂 纹 。 100 （ 3） .软 化 点o 石 油 沥 青 的 软 化 点 是 试 样 在 测 定 条 件 下 ， 因 受 热 而 下 坠25.4 时 的 温 度 ， 以 摄 氏 度 表 示 。o 软 化 点 表 示 沥 青 受 热 从 固 态 转 变 为 具 有 一 定 流 动 能 力 时的 温 度 。 软 化 点 高 ， 表 示 石 油 沥 青 的 耐 热 性 能 好 ， 受 热后 不 致 迅 速 软 化 ， 并 在 高 温 下 有 较 高 的 粘 滞 性 ， 所 铺 路面 不 易 因 受 热 而 变 形 。 软 化 点 太 高 ， 则 会 因 不 易 熔 化 而造 成 铺 浇 施 工 的 困 难 。 101 石 油 焦 石 油 焦 来 自 石 油 炼 制 过 程 中 渣 油 的 焦 炭 化可 分 为 生 焦 和 熟 焦 。 生 焦 由 延 迟 焦 化 装 置 的 焦 炭 塔 得 到 ， 又 称原 焦 ， 它 含 有 较 多 的 挥 发 分 ， 强 度 较 差 ； 熟 焦 是 生 焦 经 过 高 温 煅 烧 （ 1300 ） 处理 除 去 水 分 和 挥 发 分 而 得 ， 又 称 煅 烧 焦 。 煅 烧焦 再 在 2300 2500 下 进 行 石 墨 化 ， 是 微小 的 石 墨 结 晶 长 大 ， 最 后 可 以 加 工 成 电 极 。 102 o 中 国 海 洋 石 油 总 公 司 开 发 的 绥 中 36-1油 田 是 迄 今 我 国 海 上 发 现的 第 二 大 油 田 ， 绥 中 36-1原 油 为 环 烷 基 原 油 ， 环 烷 基 原 油 含 蜡量 少 ， 经 常 减 压 蒸 馏 的 渣 油 就 可 作 为 道 路 沥 青 。 按 美 国 SHRP计 划 Superpave沥 青 胶 结 料 试 验 规 范 评 定 ， 其 AH-7、 AH-90高 等 级 道 路 沥 青 的 性 能 等 级 可 分 别 达 到 PG64-22和 PG64-28。o 环 烷 基 原 油 生 产 的 沥 青 延 度 好 ， 具 有 理 想 的 流 变 性 能 ， 并 且 与石 料 结 合 能 力 强 ， 低 温 时 抗 变 形 能 力 大 ， 路 面 不 易 开 裂 ， 高 温不 易 流 淌 ， 抗 车 辙 能 力 强 ， 具 有 较 好 的 抗 老 化 性 能 ， 因 此 环 烷基 原 油 是 生 产 沥 青 的 首 选 原 油 。 其 沥 青 生 产 工 艺 简 单 ， 流 程 短 ，生 产 成 本 低 ， 可 满 足 最 高 路 面 设 计 温 度 为 64 ， 最 低 为 -22的 路 面 设 计 要 求 。 103 . 油 品 分 析 和 油 品 储 运2.4.1 油 品 分 析 的 任 务 和 作 用油 品 分 析 : 用 统 一 规 定 的 或 公 认 的 试 验 方 法 ，分 析 检 验 油 品 的 理 化 性 质 和 使 用 新 能 的 试 验方 法 。油 品 分 析 的 任 务 ： 对 石 油 及 其 产 品 的 物 化 特 性 ，使 用 性 能 ， 化 学 组 成 以 及 化 学 结 构 进 行 分 析 。油 品 分 析 的 作 用 ： 对 石 油 产 品 的 研 究 ， 生 产 ，应 用 和 储 运 具 有 指 导 作 用 104 2.4.2 油 品 主 要 质 量 指 标 的 分 析 方 法 1 馏 程 的 分 析 方 法 馏 程 是 在 一 定 温 度 范 围 内 该 石 油 产 品 中 可 能 蒸馏 出 来 的 油 品 数 量 和 温 度 的 标 示 。 采 用 恩 氏 蒸 馏 方 法 ， 即 取 100毫 升 试 油 在 规 定的 仪 器 上 ， 按 规 定 的 条 件 和 操 作 方 法 进 行 。 这 种 蒸 馏 是 条 件 性 的 ， 蒸 馏 出 的 数 量 只 是 相对 的 比 较 数 量 ， 而 不 是 真 正 的 数 值 ， 即 不 是 实 沸 点的 蒸 馏 。 但 这 仍 然 是 控 制 汽 油 、 煤 油 、 喷 气 燃 料 和柴 油 等 轻 质 燃 料 和 各 种 溶 剂 油 的 重 要 指 标 。 105 2. 闪 点 的 分 析 方 法o 闪 点 是 在 规 定 的 开 杯 或 闭 杯 内 ， 用 规 定 数 量 的 试 油 加 热到 它 蒸 发 的 油 气 和 空 气 的 混 和 气 接 触 规 定 的 火 焰 时 能 发生 闪 火 时 ， 试 油 的 最 低 温 度 。o 闪 点 测 定 法 有 开 杯 和 闭 杯 二 种 ， 一 般 轻 质 油 品 (主 要 是燃 料 油 )多 用 闭 杯 法 ， 而 重 质 油 (主 要 是 润 滑 油 )多 用 开杯 法 。o 一 般 认 为 闭 杯 法 测 定 范 围 在 20275 ， 而 开 杯 法 则 无限 制 。 一 般 同 一 种 油 品 ， 用 开 杯 测 定 的 结 果 要 比 闭 杯 高出 1030 。 这 是 因 为 开 杯 法 在 试 油 升 温 过 程 中 蒸 发的 油 气 随 时 四 散 ， 而 到 达 到 闪 火 所 需 混 和 气 浓 度 的 温 度较 高 。 106 3. 冰 点 的 分 析 方 法 在 测 定 条 件 下 ， 试 样 出 现 结 晶 后 ， 再 使其 升 温 ， 后 来 形 成 的 烃 类 结 晶 消 失 的 最 低 温度 即 为 冰 点 107 4.残 炭 的 分 析 方 法 残 炭 是 在 残 炭 测 定 装 置 的 坩 埚 中 ， 将 试 油 按规 定 的 试 验 条 件 ， 加 热 到 试 油 蒸 发 分 解 而 形成 的 焦 黑 色 残 留 物 。 润 滑 油 、 燃 料 油 等 重 质 油 都 做 全 残 炭 。 残 炭 值 大 小 可 以 间 接 地 说 明 在 使 用 中 可 能 发生 结 焦 和 积 炭 的 倾 向 性 ， 对 某 些 润 滑 油 也 可以 说 明 其 精 制 深 度 。 一 般 深 度 精 制 润 滑 油 的残 炭 值 小 。 108 5. 粘 度 的 分 析 方 法o 粘 度 是 液 体 的 内 部 摩 擦 阻 力 ， 也 称 为 粘 性 ，是 由 石 油 产 品 的 组 分 决 定 的 性 质 。o 在 同 样 馏 分 的 情 况 下 ， 以 烷 烃 为 主 要 成 分 的石 油 产 品 的 粘 度 较 低 ， 而 粘 温 性 (粘 度 随 温度 变 化 而 改 变 的 程 度 )较 好 ； 含 芳 烃 或 环 烷烃 多 的 油 品 粘 度 较 高 ， 而 粘 温 性 较 差 ； 含 胶质 较 多 的 石 油 粘 度 较 高 ， 粘 温 性 极 差 ， 并 且安 定 性 也 很 坏 。 109 o 6.结 晶 点 的 分 析 方 法o 浊 点 是 该 油 中 的 某 些 烃 类 (主 要 是 烷 烃 和 芳 烃 )， 在 测定 条 件 下 开 始 析 出 结 晶 之 前 ， 使 该 油 呈 混 浊 状 态 的 最高 温 度o 结 晶 点 (或 称 冰 点 )是 用 目 测 看 出 有 晶 体 结 晶 出 现 时 的最 高 温 度o 浊 点 和 结 晶 点 可 以 决 定 各 种 油 料 的 低 温 使 用 性 能 。 汽油 、 柴 油 和 喷 气 燃 料 的 浊 点 或 结 晶 点 ， 是 在 高 于 这 温度 时 保 证 不 致 有 蜡 结 晶 或 苯 结 晶 的 析 出 ， 防 止 造 成 供油 系 统 滤 油 器 或 滤 油 网 堵 塞 的 指 标 ， 对 灯 油 是 保 证 不致 有 结 晶 堵 塞 灯 芯 的 指 标 。 110 7.凝 点 的 分 析 方 法o 凝 点 是 石 油 、 润 滑 油 及 深 色 石 油 产 品 在 试 验 条 件 下 ，冷 却 到 液 体 不 移 动 时 的 最 高 温 度 。 即 由 于 石 油 产 品 中的 正 构 烷 烃 (石 蜡 )冷 却 到 开 始 结 晶 而 形 成 网 格 式 骨 架 ，骨 架 中 包 含 着 粘 度 变 稠 的 油 ， 并 逐 渐 失 去 了 流 动 性 的温 度 。o 凝 点 的 测 定 ， 是 将 试 油 装 在 规 定 的 双 层 试 管 中 ， 并 将试 管 插 入 冷 却 剂 中 进 行 的 。 当 试 油 冷 却 到 预 期 的 温 度时 ， 将 试 管 倾 斜 45 ， 并 经 1分 钟 而 试 油 油 面 不 发 生移 动 时 的 最 高 温 度 即 为 该 油 的 凝 点 。o 凝 点 的 高 低 取 决 于 该 油 烃 类 的 组 成 ， 含 烷 烃 (石 蜡 )较多 的 石 油 产 品 的 凝 点 较 高 ， 含 有 胶 质 和 沥 青 质 时 就 能降 低 其 凝 点 111 8. 针 入 度 的 分 析 方 法o 石 油 沥 青 的 针 入 度 是 以 标 准 针 在 一 定 的 荷 重 、时 间 及 温 度 条 件 下 垂 直 穿 人 沥 青 试 样 的 深 度来 表 示 ， 单 位 为 1/10 。 非 经 另 行 规 定 ，其 标 准 的 荷 重 为 100g， 时 间 为 5s， 温 度 为25 。o 针 入 度 表 示 石 油 沥 青 的 硬 度 ， 针 入 度 越 小 表明 沥 青 越 稠 硬 。 我 国 用 25 时 的 针 入 度 来划 分 石 油 沥 青 的 牌 号 。 112 9.酸 度 的 分 析 方 法o 酸 度 是 以 中 和 100毫 升 试 油 所 需 的 氢 氧 化 钾 毫 克 数为 计 量 单 位 ， 并 以 毫 克 KOH/100毫 升 表 示 的 ， 一些 燃 料 油 类 都 是 以 酸 度 控 制 其 有 机 酸 含 量 的 。o 酸 值 是 以 中 和 每 一 克 试 油 所 需 氢 氧 化 钾 毫 克 数 为 计量 单 位 ， 并 以 毫 克 KOH/克 表 示 的 。 也 就 是 根 据 试油 密 度 不 同 ， 酸 值 单 位 一 般 是 比 酸 度 单 位 大70100倍 的 。o 酸 值 大 的 润 滑 油 容 易 造 成 机 件 的 腐 蚀 ， 而 且 还 会 促进 润 滑 油 变 质 ， 生 成 油 泥 ， 增 加 机 械 的 磨 损 113 10. 水 溶 性 酸 碱o 水 溶 性 酸 碱 是 控 制 油 品 中 不 得 含 有 无 机 酸 或无 机 碱 、 以 及 低 分 子 有 机 酸 和 某 些 碱 性 物 等对 金 属 腐 蚀 性 物 质 的 。o 一 般 油 品 中 含 有 水 溶 性 酸 或 碱 ， 主 要 是 由 于酸 碱 精 制 工 艺 过 程 中 的 水 洗 或 分 离 不 好 残 留下 来 的 ， 而 低 分 子 有 机 酸 则 是 油 品 精 制 不 良的 残 余 ， 或 者 在 加 工 过 程 中 生 成 的 。 114 o11. 硫 含 量 的 分 析 方 法o 硫 含 量 是 保 证 用 油 的 机 械 不 受 腐 蚀 和 操 作 人 员 不 致 损 害健 康 以 及 防 止 环 境 污 染 的 指 标 。 燃 料 中 硫 含 量 较 多 时 ，可 以 腐 蚀 油 品 的 贮 运 设 备 和 机 械 的 供 油 系 统 。 因 而 一 些油 品 不 但 要 控 制 硫 含 量 ， 而 且 还 要 控 制 硫 醇 等 活 性 硫 含量 。o 我 国 采 用 的 定 硫 法 有 燃 灯 法 和 管 式 炉 法 等 两 种 ， 一 般 汽油 ， 煤 油 ， 柴 油 和 溶 剂 油 等 轻 质 油 用 燃 灯 法 ， 而 重 柴 油 ，燃 料 油 和 润 滑 油 等 重 质 油 用 管 式 炉 法 。 前 者 最 后 是 用 标准 浓 度 的 盐 酸 滴 定 ， 后 者 最 后 用 标 准 浓 度 氢 氧 化 钠 滴 定 ，按 规 定 公 式 计 算 出 所 得 数 值 。 115 12.密 度 的 分 析 方 法 将 试 样 处 理 至 合 适 的 温 度 并 转 移 到 和 试 样 温度 大 致 一 样 的 密 度 计 量 筒 中 ， 再 把 合 适 的 石油 密 度 计 垂 直 地 放 入 试 样 中 并 让 其 稳 定 ， 等其 温 度 达 到 平 衡 状 态 后 ， 读 取 石 油 密 度 计 刻度 的 读 数 并 记 下 试 样 的 温 度 ， 然 后 将 在 实 验室 温 度 下 测 得 的 密 度 按 照 GB/T1882换 算 到20 时 的 密 度 116 13.腐 蚀 的 分 析o 腐 蚀 试 验 是 测 定 燃 料 油 和 润 滑 油 (脂 )在 规 定 的 条 件 下 ，对 规 定 金 属 试 片 的 腐 蚀 作 用 。 目 的 是 检 验 油 品 中 的 硫 醇 、元 素 硫 或 酸 性 和 碱 性 物 质 等 对 金 属 腐 蚀 的 情 况 。 同 时 也有 考 察 油 品 在 规 定 温 度 和 时 间 受 热 情 况 下 有 无 腐 蚀 性 物质 产 生 的 作 用 。o 我 国 对 燃 料 油 类 进 行 腐 蚀 试 验 多 采 用 铜 片 在 50 试 油中 浸 泡 3小 时 ， 而 润 滑 油 (脂 )的 腐 蚀 试 验 ， 则 多 采 用 铜片 在 100 的 试 油 中 浸 泡 3小 时 ， 而 后 用 目 测 评 定 试 片表 面 是 否 有 变 色 或 生 成 麻 点 、 小 坑 等 斑 痕 的 方 法 。 117 2.4.3 油 品 储 运1. 油 罐 的 类 型 及 其 应 用o 钢 油 罐 有 立 式 （ 包 括 拱 顶 式 和 浮 顶 式 圆 筒 形 ） 和 卧 式 （ 圆 筒形 ） 。o 立 式 拱 顶 油 罐 由 球 冠 形 的 罐 顶 及 立 式 圆 柱 形 罐 壁 所 构 成 ， 主 要用 于 储 存 介 质 为 不 易 挥 发 油 品 ， 如 柴 油 及 相 似 类 油 品 。 最 常 用的 容 积 为 1000 -10000m。 o 浮 顶 油 罐 是 由 漂 浮 在 介 质 表 面 上 的 浮 顶 和 立 式 圆 柱 形 罐 壁 所 构成 。 浮 顶 随 罐 内 介 质 储 量 的 增 加 或 减 少 而 升 降 ， 浮 顶 外 缘 与 罐壁 之 间 有 环 形 密 封 装 置 ， 罐 内 介 质 始 终 被 内 浮 顶 直 接 覆 盖 ， 减少 介 质 挥 发 。 主 要 用 于 储 存 介 质 为 易 挥 发 油 品 ， 如 汽 油 及 相 似类 油 品 。 浮 顶 油 罐 的 容 积 一 般 都 比 较 大 。 浮 顶 分 为 单 盘 式 浮 顶 、双 盘 式 浮 顶 和 浮 子 式 浮 顶 等 形 式 。 o 卧 式 油 罐 是 由 端 盖 及 卧 式 圆 形 或 椭 圆 形 罐 壁 所 构 成 ， 通 常 用 于生 产 环 节 或 加 油 站 。 卧 式 油 罐 的 容 积 一 般 都 小 于 100m。 118 2.油 品 装 卸（ 1） 原 油 卸 车 ： 管 线 输 送 ， 船 舶 运 输 和 铁 路 罐 车 运 输（ 2） 成 品 油 装 车 ： 小 鹤 管 装 车 ， 大 鹤 管 装 车 ，密 闭 装 车 和 汽 油 回 收 装 置（ 3)成 品 油 装 船（ 4） 油 罐 车 电 子 轨 道 衡 计 量 119 3. 油 品 管 道 运 输 成 品 油 作 为 易 燃 易 爆 的 高 危 险 性 流 体 ， 最 好运 输 方 式 应 该 是 管 道 输 送 。 与 其 他 运 输 方 式相 比 ， 管 道 运 输 成 品 油 有 运 输 量 大 ， 劳 动 生产 率 高 ； 建 设 周 期 短 ， 投 资 少 ， 占 地 少 ； 运输 损 耗 少 ， 无 “ 三 废 ” 排 放 ， 有 利 于 环 境 生态 保 护 ； 可 全 天 候 连 续 运 输 ， 安 全 性 高 ， 事故 少 ； 以 及 运 输 自 动 化 ， 成 本 和 能 耗 低 等 明显 优 势 。