05-质量要求1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 石油产品的质量要求,1,从石油中能得到上千种产品，我国现将石油产品分为以下六大类：,（1）燃料,包括汽油、柴油、喷气燃料（航空煤油）等发动机燃料以及灯用煤油、燃料油等。,燃料的数量约占石油产品的,80，,其中发动机燃料占,60%,；柴油和汽油的比例为,1.3：1,。,2,（2）润滑剂,包括润滑油和润滑脂，主要用于降低机械部件的摩擦和防止磨损，以减少能耗、延长机械寿命。,产量不多，仅占石油产品总量的,2,左右，但品种达数百种之多。,（3）石油沥青,用于道路、建筑和防水等方面，产量约占石油产品总量的,3,。,3,（4）石油蜡,是轻工、化工和食品工业的原料，产量约占总量的,1,。,（5）石油焦,用于制造炼铝和炼钢用电极，其产量约为,2,。,（6）溶剂和化工原料,占石油产品产量的,10，,包括制取乙烯的原料轻油、石油芳烃和各种溶剂油。,4,汽油机又称点燃式发动机，主要用于轻型汽车、摩托车、小型飞机和快艇。,一、汽油机的工作原理,4.1 汽 油,1、汽油机的构造及工作原理,5,6,上止点和下止点：,压缩比：V,1,/V,2,，表征发动机性能的重要指标；,冲 程：从上止点到下止点的直线距离。,7,冲程1：进气过程,混合气温度：85130,冲程2：压缩过程,混合气温度：300450,混合气,压力：0.71.5MPa,8,冲程3：点火燃烧（作功过程）,气体最高温度：20002500,气体最高压力：3.04.0MPa,冲程4：排气过程,废气温度：700800,9,一、汽油机的工作原理,4.1 汽 油,2、汽油机对燃料的使用要求,所有工况下，具有足够挥发性以形成可燃混合气；,燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象；,储存安定性好，生成胶质的倾向小；,对发动机没有腐蚀作用；,排出的污染物少。,10,二、汽油的蒸发性,反映蒸发性的主要指标是,馏程,和,饱和蒸汽压,。,（2）50馏出温度,表示汽油的平均蒸发性能，对汽油机的加速性能有影响，,我国要求,120,。,1、馏程,（1）10馏出温度,表示汽油中所含低沸点馏分的多少，决定汽油机的启动难易程度，我国要求,70,。,11,（3）90馏出温度和干点,表示汽油中所含重馏分的多少，我国要求90馏出温度,190,，,干点,205,。,2、饱和蒸汽压,雷德蒸汽压（RVP),：GB257，燃料 气：液4：1，38 。衡量汽油产生气阻、储存运输中的损耗指标。,车用汽油：,秋冬季：RVP,8088kPa,春夏季：RVP,6774kPa,12,三、汽油的安定性,反映汽油在常温、液相条件下抵抗氧化的能力。,1、安定性与化学组成的关系,汽油中的,不饱和烃,是导致性质不安定的主要原因，易发生氧化和叠合反应，生成胶质。,产生胶质的倾向：,链烯烃环烯烃MON,（3）道路辛烷值,用汽车实测或全功率试验台上模拟汽车在公路上行驶的条件测定的，数值介于RON和MON之间。,20,（4）抗爆指数ONI,ONI（MON+RON)/2,（5）品度,对航空汽油，还规定了用增压航空法测定在富混合气条件下的抗爆性，称为品度。,品度是汽油在富混合气条件下，不发生爆震燃烧所发生的最大功率与用异辛烷（品度为100）工作所发出的最大功率之比。,21,3、抗爆性与燃料组成的关系,分子量相近时，辛烷值的高低有如下规律：,芳香烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃和环烷烃 正构烷烃；,22,烷烃分子的碳链上分枝越多、排列越紧凑，抗爆性越好；,23,烯烃比同碳数直链烷烃好，双键越接近中间，抗爆性越好；,24,环烷烃比同碳数的正构烷烃好得多，但比异构烷烃的差； 如环上带侧链则抗爆性变差，链越长，辛烷值越低，侧链有分枝，改善；,25,芳烃的抗爆性最好，带侧链稍差，其辛烷值随侧链的加长而降低。,26,4、改善汽油抗爆性的方法,调和高辛烷值的催化裂化汽油或催化重整汽油；,调和高辛烷值组分，如烷基化油、,MTBE,、,TAME,；,加入抗爆剂，如四乙基铅（,TEL,）。,27,MTBE的性质,辛烷值高，,RON=118,，,MON,101,；,无毒，稳定性好；,加入后不改变汽油的性质；,可以改善汽油的馏程；,可以减少,NO,、,CO,的排放。,28,5、压缩比与爆震燃烧的关系,汽油机的压缩比越大，所需汽油辛烷值越高；,1920s,，,压缩比只有,4,5,，现已达,8,10,，相应的辛烷值也从,80,提高到,90,甚至,97,。,车型,压缩比,RON,油耗，L/100km,标致504,8.0,90,11.0,北京213,8.2,90,11.0,桑塔纳,8.5,93,9.0,奥迪100,10.0,97,8.7,29,五、汽油的腐蚀性,影响汽油腐蚀性的物质：,（1）硫及含硫化合物；,（2）有机酸主要是环烷酸；,（3）水溶性酸碱。,30,六、汽油的品种与牌号,用途,航空汽油：按辛烷值/品度分为 100/130、95/130、75,车用汽油,车用汽油：按RON分为90、93、95,含铅汽油：按RON分为90、93、97,31,无铅汽油标准（2000.7.1）,抗爆性:研究法辛烷值（RON） 不小于 90 93 95 GB/T5487,抗爆指数（RON+MON）/2 不小于 85 88 90 GB/T503，GB/T5487,铅含量,g/l 不大于 0.005 GB/T8020,馏程:,10%蒸发温度, 不高于 70,50%蒸发温度, 不高于 120 GB/T6536,90%蒸发温度, 不高于 90,终馏点, 不高于 205,残留量,%（V/V） 不大于 2,蒸气压,kpa,从9月16日至3月15日 不大于 88 GB/T8017,从3月16日至9月15日 不大于 74,32,实际胶质,mg/100ml 不大于 5 GB/T8019,诱导期,min 不小于 480 GB/T8018,硫含量,%（m/m）,不大于 0.10 GB/T3807,硫醇（满足下列要求之一）:,博士试验 通过,硫醇硫含量,%（m/m） 不大于 0.001 GB/T1792,铜片腐蚀（50,3h）,级 不大于 1 GB/T5096,水溶性酸或碱 无 GB/T259,机械杂质及水分 无 目测,苯含量,%（V/V） 不大于 2.5,芳烃含量,%（V/V） 不大于 40 GB/T11132,烯烃含量,%（V/V） 不大于 35 GB/T11132,33,七,、醇类汽油机燃料,在各种可以替代汽油的各种物质中，甲醇和乙醇是最有希望的燃料，它们可从天然气、煤或植物中转化而来。,1、优点,（1）辛烷值高，甲醇114/95，乙醇111/94;,（2）不易积碳、冒黑烟，发动机清洁；,（3）污染物排放少，对保护环境有利。,34,2、缺点,（1）热值比汽油小很多，掺入量,15；,（2）沸点低，易挥发，易产生气阻；,（3）醇类对金属有一定的腐蚀性；,（4）有毒性。,35,八,、新配方汽油,汽油组成的变化趋势：,1930s1970s：轻馏分（芳香烃、异构烷烃和烯烃）,四乙基铅丁烷,1980s：环境保护日益受到重视，四乙基铅有剧毒，苯和其它芳烃有毒，丁烷等轻组分经阳光照射与氧化氮氧化反应生成臭氧，烯烃有害。,36,1990年美国提出空气净化法修正案：,严格限制汽车对,SO,X,、,NO,X,、,CO,、,挥发性有机物（,VOC),、,微粒等污染物的排放；,要求汽油显著降低芳烃、硫含量及蒸汽压；,要求限制汽油中的烯烃含量而抗爆指数仍保持在,87,以上。,37,新配方汽油：,汽油的蒸汽压夏季不超过,51.7-55.8kpa,；,苯含量不大于,1,（体积）；,氧含量不小于,2,。,主要措施：加入一定量的醚类化合物,甲基叔丁基醚（简称,MTBE,）,和叔戊基甲基醚（简称,TAME,）,38,优点：,辛烷值高，,RON,分别为,118,和,115,；,与烃类完全互溶，化学稳定性良好；,蒸汽压不高，有利于降低污染物的排放；,争议：,MTBE,可能危害人体健康。,39,第二节 柴油,柴油是柴油机（又称压燃式发动机）的燃料，根据柴油机转速的不同，使用不同类型的柴油：,转速1000rpm: 轻柴油,转速5001000rpm：重柴油,40,一、柴油机的工作原理,柴油机又称压燃式发动机，主要用于农用机械、重型车辆、铁路机车、船舶、工程和矿山机械。,1、柴油机的工作原理,工作循环和汽油机基本一样，也有进气、压缩、膨胀和排气四个过程。,41,主要差别：,（1）压缩比不同,柴油机约为1620，压缩后气体的温度、压力比较高。,500700,，压力35MPa,（汽油机：,300450,，压力0.71.5MPa）,（2）点燃方式不同,柴油是自燃发火（自燃点200250,）,汽油是电火花点火,42,（3）热效率不同,柴油机的热效率高于汽油机，功率相同时可节省燃料2030。,2、柴油机对燃料的使用要求,具有良好的雾化、蒸发和燃烧性能；,良好的燃料供给性能；,对发动机没有腐蚀和磨损作用；,良好的储存和热安定性。,43,二、柴油的燃烧性,柴油的燃烧性好是指喷入燃烧室内与高温空气形成可燃混合气后，能在较短的时间内发火自燃并完全燃烧。,1、柴油机内燃料的燃烧过程,分为四个阶段：,滞燃期、急燃期、缓燃期、后燃期。,44,45,滞燃期（发火延迟期）：,A-B,从喷油开始到混合气开始着火燃烧之间的时间，,1,3ms,。,物理延迟：喷油、雾化、受热、蒸发、扩散成可燃气；,化学延迟：燃料受热开始氧化链反应，生成过氧化物，达一定浓度便自燃。,46,急燃期：,B-C,，,开始燃烧，速度极快，到压力不再急剧增加的阶段；,缓燃期,:,C-D,，,主要阶段，,50,60%,燃料在这段燃烧，压力不再急剧升高，到压力开始下降。,后燃期：,D-E,，,压力迅速下降到燃烧结束。,47,汽油自燃点不能太低，不能易燃；,柴油自燃点不能太高，要易燃。,48,2、柴油发火性能的评定指标十六烷值,柴油的十六烷值,（Cetane Number,CN),也是在标准的试验用柴油机中测定的。,标准燃料,甲基萘,CN=0,正十六烷 CN100,49,十六烷值低，则燃料发火困难，滞燃期长，发动机工作状态粗暴；,十六烷值高，发火性能好，滞燃期短，燃烧均匀，发动机工作平稳；,十六烷值过高，局部燃烧不完全，冒黑烟。,高速柴油机：,40,60,中速柴油机：,30,35,低速柴油机：,25,50,3、十六烷值与化学组成的关系,各种烃类的十六烷值显著不同，大体规律如下：,正构烷烃十六烷值最高，分子量大,CN,高；,异构烷烃的,CN,低于正构烷烃；,正构稀烃,CN,较高；,环烷烃,CN,低；,芳烃,CN,最低。,51,52,53,三、柴油的蒸发性,1、蒸发性对柴油机工作的影响,柴油机内可燃性混合气的形成速度主要由柴油的蒸发速度决定；,蒸发速度由燃烧室内空气的温度和馏分轻重决定；,54,柴油馏分越轻，蒸发速度越快；,柴油馏分过重，蒸发慢，燃烧不完全，功率下降，油耗增加；,馏分过轻，蒸发太快导致气缸内压力急剧上升，发动机工作不稳定。,55,2、评定指标,（2）90及95馏出温度,表示柴油所含重馏分的多少，,我国要求前者,355,，,后者,365,。,1、馏程,（1）50馏出温度,表示柴油中所含轻馏分的多少，决定柴油机的启动难易程度，我国要求,300,。,56,2、闪点,为了控制柴油的蒸发性不致过强，规定了柴油的闪点：,35号和50号轻柴油 闪点不低于,45,20号 闪点不低于,60,其余牌号 闪点不低于,65,柴油的闪点也是保证安全性的指标。,57,