第三节-石油及其产品的分类和使用要求课件.ppt

1、2022-4-17石油加工概论1本章学习要求本章学习要求了解石油产品的分类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主要掌握汽油、柴油、喷气燃料的使用要求及主要质量指标质量指标了解各种燃料现行国家标准了解各种燃料现行国家标准2022-4-17石油加工概论2石油产品分类石油产品分类燃料燃料：汽油、柴油及喷气燃料等发动机燃料以及煤油、：汽油、柴油及喷气燃料等发动机燃料以及煤油、燃料油等。约占燃料油等。约占8080 润滑剂润滑剂 ：润滑油和润滑脂，占：润滑油和润滑脂，占2 2左右左右石油沥青石油沥青：约占：约占3 3石油蜡石油蜡：约占：约占1 1 石油焦石油焦：约为：约为2 2

2、溶剂和化工原料溶剂和化工原料：约占：约占1010 2022-4-17石油加工概论3石油产品的分组石油产品的分组类别类别各类别的含义各类别的含义 类别类别各类别的含义各类别的含义F F燃料，燃料， 80%80%90%90% S S溶剂和化工原溶剂和化工原料料 L L润滑剂及有关产品润滑剂及有关产品 W W蜡蜡 B B沥沥 青青 C C焦焦2022-4-17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：热能转化为机械能的热力发动机有两大类：内燃机内燃机 液体燃料直接在发动机气缸内燃烧作功的机械称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，所为内燃机，如

3、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( (统称为发动机燃料统称为发动机燃料) )。用量最大、最重要。用量最大、最重要 外燃机外燃机 在单独的设备（如锅炉）中燃烧，产生蒸汽或燃在单独的设备（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机等，可用煤、天然气或重油等作燃料2022-4-17石油加工概论52022-4-17石油加工概论62022-4-17石油加工概论7上止点：活塞在气上止点：活塞在气缸中运动时所能达

4、到缸中运动时所能达到的最高位置的最高位置 下止点：活塞下行下止点：活塞下行所能达到的最低位置所能达到的最低位置 压缩比：到达下、压缩比：到达下、上止点时活塞上部的上止点时活塞上部的汽缸体积之比，汽缸体积之比，V V1 1/V/V2 2 冲程：冲程： 从上止点到下从上止点到下止点之间的直线距离止点之间的直线距离四冲程四冲程进气进气压缩压缩膨胀作功膨胀作功排气排气2022-4-17石油加工概论82022-4-17石油加工概论91 1进气过程进气过程活塞从上止点向下止点运动，活塞从上止点向下止点运动，活塞上方的体积增大，压力降活塞上方的体积增大，压力降低，进气阀打开，排气阀关闭，低，进气阀打开，排气

5、阀关闭，活塞下行，气缸内压力逐渐下活塞下行，气缸内压力逐渐下降到降到 0.70.70.90.910105 5 Pa Pa 空气和汽油在混合室形成可燃空气和汽油在混合室形成可燃性气，经进气阀吸入汽缸性气，经进气阀吸入汽缸 进气终了温度可达进气终了温度可达 8585130130 2022-4-17石油加工概论102 2压缩过程压缩过程进气阀关闭，活塞由下止点向上进气阀关闭，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、压缩过当活塞上行接近上止点、压缩过程 终 了 时 ， 压 力 可 达程 终 了 时 ， 压 力 可 达 0 . 70 . 7 1.5

6、MPa1.5MPa，温度可达，温度可达300300450450 压缩混合气体的温度、压力取决压缩混合气体的温度、压力取决于发动机的压缩比于发动机的压缩比 2022-4-17石油加工概论113 3作功过程作功过程( (点火燃烧和膨胀作功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花而引燃混合气体 火焰以火焰以202050m/s50m/s的速度迅速向四周的速度迅速向四周传播燃烧，同时产生大量热能传播燃烧，同时产生大量热能 最高温度可达最高温度可达2000200025002500，最高压，最高压力达力达3.03.05.0MPa 5

7、.0MPa 高温高压燃气，推动活塞下行高温高压燃气，推动活塞下行 ，将，将燃料燃烧放出的热能转变为机械能燃料燃烧放出的热能转变为机械能 终了时温度约为终了时温度约为90090012001200，压力，压力为为0.40.40.5MPa0.5MPa 2022-4-17石油加工概论124排气过程排气过程活塞下行到下止点时，作活塞下行到下止点时，作功过程结束功过程结束 排气阀开启，活塞由下止排气阀开启，活塞由下止点向上运动，排出废气点向上运动，排出废气废气排出温度废气排出温度700800 一般汽油机有四个或六个气缸，按一定顺序排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

8、程变成列，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连续的经连杆带动曲轴旋转的过程工作原理工作原理 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对汽油机的材质要求和汽油的质量要求也愈高2022-4-17石油加工概论13汽油机对燃料的使用要求汽油机对燃料的使用要求 汽油应具备的使用性能主要有：汽油应具备的使用性能主要有： 蒸发性能良好；蒸发性能良好； 燃烧性能好（最为重要）；燃烧性能好（最为重

9、要）； 抗氧化安定性好；抗氧化安定性好； 抗腐蚀和磨损；抗腐蚀和磨损； 排出的污染物少排出的污染物少2022-4-17石油加工概论14汽油的蒸发性汽油的蒸发性评定汽油的蒸发性能的质量指标评定汽油的蒸发性能的质量指标馏程馏程蒸气压蒸气压2022-4-17石油加工概论15馏馏 程程馏程能大体表示汽油的沸点范围和蒸发性能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、一般要求测出汽油的初馏点、10%10%、50%50%、90%90%馏出温度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，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以满足汽油对蒸发

10、性能方面的要求 2022-4-17石油加工概论16馏馏 程程初馏点和初馏点和1010馏出温度，保证汽油具有良好的起动性能，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我国车用汽油质量标准中要求其1010馏出温度不高于馏出温度不高于7070航空汽油航空汽油1010馏出温度不大于馏出温度不大于8080，同时又规定初馏点，同时又规定初馏点不得低于不得低于4040，大多在，大多在43-5543-552022-4-17石油加工概论17规定规定5050馏出温度，保证汽油具有良好的加速性和平稳馏出温度，保证汽油具有良好的加速性和平

11、稳性性（最大功率和爬坡能力（最大功率和爬坡能力） 5050馏出温度与汽油机起动后升温时间的长短以及加速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是否及时有关我国车用汽油质量标准我国车用汽油质量标准( (quality criteria) )中要求中要求5050馏馏出温度不高于出温度不高于120120。航空汽油。航空汽油5050馏出温度不大于馏出温度不大于105 105 2022-4-17石油加工概论189090馏出温度和干点，表明汽油在气缸中蒸发的完全馏出温度和干点，表明汽油在气缸中蒸发的完全程度结焦性能程度结焦性能9090点表示燃料中重馏分的含量，干点表示燃料中含点表示燃料中重

12、馏分的含量，干点表示燃料中含有的最重馏分的沸点有的最重馏分的沸点9090馏出温度和干点过高，会使发动机的功率、经济馏出温度和干点过高，会使发动机的功率、经济性下降性下降要求车用汽油要求车用汽油9090馏出温度馏出温度190190，终馏点，终馏点2052052022-4-17石油加工概论19蒸蒸 气气 压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（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，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。但产生气阻的倾向增大，蒸发

13、损耗也越大。 车用汽油：车用汽油：9 9月月1616日至日至3 3月月1515日日使用的汽油的饱和蒸气压使用的汽油的饱和蒸气压不高于不高于88kPa88kPa3 3月月1616日至日至9 9月月1515日日使用的汽油的饱和蒸气压使用的汽油的饱和蒸气压不高于不高于74kPa74kPa 航空汽油规定其饱和蒸气压为航空汽油规定其饱和蒸气压为272748kPa 48kPa 2022-4-17石油加工概论20汽油的爆震特性汽油的爆震特性爆震现象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，的情况，并发出

14、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，此即排气管冒黑烟，严重时导致机件的损坏，此即爆震爆震现现象象产生爆震现象的产生爆震现象的后果后果：功率降低，汽油消耗量增加，：功率降低，汽油消耗量增加，发动机的使用寿命缩短，严重时，迫使发动机熄火发动机的使用寿命缩短，严重时，迫使发动机熄火2022-4-17石油加工概论212022-4-17石油加工概论22爆震的原因是由于汽油机爆震的原因是由于汽油机使用了与其压缩比使用了与其压缩比不相匹配的汽油不相匹配的汽油 指标指标正常正常爆震爆震火焰传播速度火焰传播速度 m/sm/s30307070100100300 (300 (轻轻)

15、 )8008001000 (1000 (强强) )最高温度，最高温度，20002000250025002000200025002500最高压力，最高压力，MPaMPa3.03.04.0MPa4.0MPa10MPa10MPa111k热功效率自燃点太低！自燃点太低！汽油的抗爆性是用汽油的抗爆性是用辛烷值辛烷值（Octane NumberOctane Number简称简称ONON）来表示的来表示的规定两个标准燃料：规定两个标准燃料： 一个是抗爆性很高的一个是抗爆性很高的异辛烷异辛烷，ON=100ON=100 一个是抗爆性很差的一个是抗爆性很差的正庚烷正庚烷，ON=0ON=0两者按一定的体积比混合配制

16、成一系列的标准燃料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标准燃料中异辛烷的体积分数值即为辛烷值2022-4-17石油加工概论23汽油的辛烷值越高，表示其抗爆性能越好汽油的辛烷值越高，表示其抗爆性能越好辛烷值主要有两种，即马达法辛烷值主要有两种，即马达法MON与研究法与研究法RONRON。通常通常RON比比MON高高5 51010个单位个单位道路辛烷值，抗爆指数（道路辛烷值，抗爆指数（ONIONI） 辛烷值无可加性！要实测！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航空汽油的抗爆性用辛烷值和品度值两个指标来表示 2022-4

17、-17石油加工概论24航空汽油航空汽油我国采用我国采用“辛烷值品度辛烷值品度”表示航空汽油的牌号，表示航空汽油的牌号，包括包括100100130130号、号、9595130130号和号和7575号三个牌号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，发动机在富混合气功率，发动机在富混合气(= 0.6-0.65)(= 0.6-0.65)条件下条件下工作时的抗爆性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，发动机在贫混合气动机在贫混合气(= 0.8-1.0)(= 0.8-1.0)下工作时的抗爆

18、性下工作时的抗爆性2022-4-17石油加工概论25汽油的抗爆性与化学组成的关系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碳原子数相同的不同族烃类，其抗爆性优劣的大致顺序：顺序： 芳香烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃及环烷烃芳香烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃及环烷烃正构烷烃正构烷烃烷烃分子的碳链上分支越多、排列越紧凑，则抗爆烷烃分子的碳链上分支越多、排列越紧凑，则抗爆性越好性越好2022-4-17石油加工概论26项目项目组成组成辛烷值大小辛烷值大小ONON数值数值直馏汽油直馏汽油正构

19、烷烃多正构烷烃多较低较低40406060催化裂化催化裂化汽油汽油异构烷烃、异构烷烃、烯烃和芳烃烯烃和芳烃较多较多较高较高7878催化重整催化重整汽油汽油芳烃、异构芳烃、异构烷烃烷烃高高80809090烷基化汽油烷基化汽油大量异构烷大量异构烷烃烃最高最高90901001002022-4-17石油加工概论27芳烃和高度分支的异构烷烃芳烃和高度分支的异构烷烃ONON最高，芳烃虽然抗爆性好，最高，芳烃虽然抗爆性好，ONON高，但多了是有害的。所以对汽油来说，高，但多了是有害的。所以对汽油来说，高度分支的高度分支的异构烷烃是理想组分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，抗爆性同一

20、原油生产的汽油，馏分越轻，辛烷值越高，抗爆性越好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值的明显降低 2022-4-17石油加工概论282022-4-17石油加工概论29提高汽油辛烷值的方法提高汽油辛烷值的方法加铅加铅 四乙基铅四乙基铅-(C-(C2 2H H5 5) )4 4PbPb采用先进的加工工艺采用先进的加工工艺 合理调合合理调合 掺入高辛烷值组分掺入高辛烷值组分 含氧有机化合物：甲基叔丁基醚含氧有机化合物：甲基叔丁基醚(MTBE) (MTBE) 加芳烃加芳烃 汽油的安定性汽油的安定性汽油在常温和液相条件下抵抗氧化

21、的能力称为汽油的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，甚至会产生化反应，生成胶质，使汽油的颜色变深，甚至会产生沉淀沉淀2022-4-17石油加工概论30化学组成：化学组成：不饱和烃的存在是汽油安定性变差的主要不饱和烃的存在是汽油安定性变差的主要原因原因 直馏汽油馏分不含烯烃，安定性很好；而二次加工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，其安定性较差生成的汽油馏分，其安定性较差 储存条件：汽油的变质

22、除与其本身的化学组成密切相储存条件：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的作用、与空气接触面积的大小等- -储存安定性储存安定性2022-4-17石油加工概论31评定汽油安定性的评定汽油安定性的指标指标有：有： 碘值、硫含量、酸度、实际胶质、诱导碘值、硫含量、酸度、实际胶质、诱导期等期等2022-4-17石油加工概论32改善汽油安定性的方法改善汽油安定性的方法储存条件储存条件: : 降低储油温度降低储油温度 减少温差变化减少温差变化 尽可能将容器装满，降低储罐空间氧浓度，减

23、尽可能将容器装满，降低储罐空间氧浓度，减少空气量少空气量 避免与金属接触，采用非金属涂料避免与金属接触，采用非金属涂料 避光储存避光储存2022-4-17石油加工概论33化学组成化学组成：在生产时要选择适当的组分：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、和安定性较好的直馏汽油、FCCFCC汽油、加氢裂化汽汽油、加氢裂化汽油、催化重整汽油调合使用油、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，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，改善汽油的安定性以除去不安定

24、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，延剂来改善汽油的安定性，延缓氧化反应的进行，延长诱导期长诱导期 2022-4-17石油加工概论34汽油的腐蚀性和清洁汽油的腐蚀性和清洁性性腐蚀性反映了汽油对金属的腐蚀能力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、评定汽油腐蚀性的指标有：硫含量、铜片腐蚀、酸度、水溶性酸或碱等水溶性酸或碱等车用汽油质量标准中规定其车用汽油质量标准中规定其硫含量硫含量不大于不大于0.08%，航，航空汽油不大于空汽油不大于0.05

25、%车用汽油的规格标准中用不含机械杂质和水分两项来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保证车用汽油的清洁性 2022-4-17石油加工概论35汽油产品的品种和牌号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，各种汽油均汽油按其用途分为车用汽油和航空汽油，各种汽油均按按辛烷值划分牌号辛烷值划分牌号车用汽油（车用汽油（GB 17930-1999GB 17930-1999） 按研究法辛烷值按研究法辛烷值( (RONRON) )，无铅车用汽油分为，无铅车用汽油分为9090号、号、9393号号及及9595号三个牌号，它们分别适用于压缩比不同的各型号三个牌号，它们分

26、别适用于压缩比不同的各型汽油机。汽油机。2022-4-17石油加工概论362022-4-17石油加工概论37项目项目质量指标质量指标试验方法试验方法9090号号9393号号9595号号抗爆性：抗爆性： 研究法辛烷值研究法辛烷值(RON) (RON) 不小于不小于 抗爆指数抗爆指数(RON-MON)/2 (RON-MON)/2 不小于不小于909085859393888895959090GB/T 5487GB/T 5487GB/T 503GB/T 503铅含量铅含量(1)(1)(g/l) (g/l) 不大于不大于0.0050.005GB/T 8020GB/T 8020馏称：馏称：10%10%蒸发

27、温度，蒸发温度， 不高于不高于50%50%蒸发温度，蒸发温度， 不高于不高于90%90%蒸发温度，蒸发温度， 不高于不高于终馏点，终馏点， 不高于不高于残留量，残留量，%(V/V) %(V/V) 不大于不大于70701201201901902052052 2GB/T 6536GB/T 6536蒸气压，蒸气压，kPakPa从从9 9月月1616日至日至3 3月月1515日日 不大于不大于从从3 3月月1616日至日至9 9月月1515日日 不大于不大于88887474GB/T 8017GB/T 8017实际胶质实际胶质(2)(2)，mg/100ml mg/100ml 不大于不大于5 5GB/T

28、8019GB/T 8019诱导期诱导期(3)(3)，min min 不小于不小于480480GB/T 8018GB/T 8018硫含量硫含量(4)(4)，%(m/m) %(m/m) 不大于不大于0.100.10(5)(5)GB/T 380GB/T 380硫醇硫醇( (需满足下列要求之一需满足下列要求之一) )： 博士试验博士试验 硫醇硫含量，硫醇硫含量，%(m/m) %(m/m) 不大于不大于通过通过0.0010.001SH/T 0174SH/T 0174GB/T 1792GB/T 1792铜片腐蚀铜片腐蚀(50,3h)(50,3h)，级，级 不大于不大于1 1GB/T 5096GB/T 50

29、96水溶性酸或碱水溶性酸或碱无无GB/T 259GB/T 259机械杂质及水分机械杂质及水分无无目测目测(6)(6)苯含量，苯含量，%(V/V) %(V/V) 不大于不大于2.52.5附录附录A A芳烃含量，芳烃含量，%(V/V) %(V/V) 不大于不大于4040GB/T 11132GB/T 11132烯烃含量，烯烃含量，%(V/V) %(V/V) 不大于不大于3535(7)(7)GB/T 11132GB/T 111320.082022-4-17石油加工概论38规规 格格世界燃油世界燃油规范规范类类世界燃油世界燃油规范规范类类世界燃油世界燃油规范规范类类世界燃油世界燃油规范规范类类中国中国2

30、000年年研究法辛烷值研究法辛烷值91 95 9890,93,95硫，硫，ppm 100020030510800苯，苯，%(体积分数体积分数) 5.02.51.01.02.5芳烃，芳烃，%(体积分数体积分数)5040353540烯烃，烯烃，%(体积分数体积分数)2010.010.035氧，氧，%(质量分数质量分数) 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世界燃油规范与我国车用无铅汽油新标准的比较2022-4-17石油加工概论39柴油是柴油是压燃式压燃式发动机的燃料发动机的燃料 轻柴油轻柴油：作为转速：作为转速1000r1000rminmin的高速柴油机的燃料的

31、高速柴油机的燃料重柴油：作为转速重柴油：作为转速5005001000r1000rminmin的中速柴油机和的中速柴油机和500r500rminmin的低速柴油机的燃料的低速柴油机的燃料柴油机车是节约能源的有效途径柴油机车是节约能源的有效途径 2022-4-17石油加工概论402022-4-17石油加工概论41柴油机的压缩比约高于汽油机一倍，一般为柴油机的压缩比约高于汽油机一倍，一般为16162020。压缩后气体的温度、压力都比较高，可达到压缩后气体的温度、压力都比较高，可达到500500700700、3 35MPa5MPa，此温度超过柴油的自燃点，此温度超过柴油的自燃点柴油是用高压油泵喷入气缸

32、中，经雾化后的细小油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、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，柴油机可节约燃料时，柴油机可节约燃料202030302022-4-17石油加工概论42柴油机燃料的使用要求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，轻柴油的主要使用要求：油的主要使用要求：具有良好的雾化性能

33、、蒸发性能和燃烧性能具有良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能具有良好的燃料供给性能具有良好的燃料供给性能对机件没有腐蚀和磨损作用对机件没有腐蚀和磨损作用良好的储存安定性和热安定性良好的储存安定性和热安定性2022-4-17石油加工概论43柴油的燃烧性能柴油的燃烧性能 柴油的燃烧性能表示它的燃烧平稳性，又称柴柴油的燃烧性能表示它的燃烧平稳性，又称柴油的抗爆性油的抗爆性 柴油从喷油开始到全部燃烧为止，可分为四个柴油从喷油开始到全部燃烧为止，可分为四个阶段阶段: :滞燃期滞燃期：指柴油喷入气缸到自燃经历的一段时间：指柴油喷入气缸到自燃经历的一段时间速燃期：从开始自燃到大部分可燃混合气燃烧完毕速燃期：从

34、开始自燃到大部分可燃混合气燃烧完毕缓燃期：从大部分可燃混合气燃烧完毕到喷射终止缓燃期：从大部分可燃混合气燃烧完毕到喷射终止后燃期：从燃料喷射停止到燃烧终点后燃期：从燃料喷射停止到燃烧终点 2022-4-17石油加工概论442022-4-17石油加工概论45与汽油机的相同之处：与汽油机的相同之处：都有四冲程都有四冲程：进气、压缩、燃烧膨胀、排：进气、压缩、燃烧膨胀、排气气 都是内燃机都是内燃机 与汽油机的不同之处：与汽油机的不同之处：柴油机压缩的只是空气，压缩比可以更大柴油机压缩的只是空气，压缩比可以更大 汽油机电火花点燃汽油机电火花点燃点燃式发动机点燃式发动机； 柴油机自燃柴油机自燃压燃式发动

35、机压燃式发动机 汽油机和柴油机的异同汽油机和柴油机的异同2022-4-17石油加工概论46汽油机、柴油机的主要区汽油机、柴油机的主要区别别汽汽 油油 机机柴柴 油油 机机吸入油气吸入油气( (汽油汽油+ +空气空气) )，预，预先混合先混合只吸入空气，预先不混合只吸入空气，预先不混合油气一同压缩油气一同压缩只压缩空气只压缩空气压缩比低（压缩比低（8-108-10），受燃料），受燃料性质影响性质影响压缩比高（压缩比高（13-2413-24），不受燃），不受燃料性质影响料性质影响电点火，燃料自燃点高有利电点火，燃料自燃点高有利自燃，燃料自燃点低有利自燃，燃料自燃点低有利热功效率低（热功效率低（21

36、%-28%21%-28%）热功效率高（热功效率高（35%-43%35%-43%）汽油机单位马力耗油多汽油机单位马力耗油多柴油机单位马力耗油少柴油机单位马力耗油少汽油闪点低，危险性大汽油闪点低，危险性大柴油闪点较高，危险性较小柴油闪点较高，危险性较小柴油的自燃点越低，滞燃期越短，发动机的工作柴油的自燃点越低，滞燃期越短，发动机的工作就越平稳就越平稳柴油的自燃点较高，氧化较慢，滞燃期就长，燃柴油的自燃点较高，氧化较慢，滞燃期就长，燃料太不易氧化，过氧化物生成量不足，迟迟不能料太不易氧化，过氧化物生成量不足，迟迟不能自燃，以至喷入的燃料积聚过多，一旦开始自燃，自燃，以至喷入的燃料积聚过多，一旦开始自

37、燃，大量燃料在气缸内同时燃烧，造成压力增长过快，大量燃料在气缸内同时燃烧，造成压力增长过快，大大超过正常燃烧的压力，产生冲击波，冲击活大大超过正常燃烧的压力，产生冲击波，冲击活塞头，发出金属敲击声，引起塞头，发出金属敲击声，引起爆震爆震，使发动机功，使发动机功率下降，零件磨损增加率下降，零件磨损增加2022-4-17石油加工概论472022-4-17石油加工概论48汽汽 油油 机机柴柴 油油 机机燃料自燃点太低，太易氧燃料自燃点太低，太易氧化化燃料的自燃点太高，不燃料的自燃点太高，不易氧化易氧化出现在火焰传播过程中出现在火焰传播过程中发生在燃烧阶段的初期发生在燃烧阶段的初期汽油机是点燃式发动机

38、，汽油机是点燃式发动机，不需要燃料自燃不需要燃料自燃柴油机是压燃式发动机，柴油机是压燃式发动机，通过燃料自燃来达到燃通过燃料自燃来达到燃烧的目的烧的目的汽油机和柴油机爆震的区别汽油机和柴油机爆震的区别柴油的抗爆性柴油的抗爆性柴油的抗爆性用柴油的抗爆性用十六烷值十六烷值( (Cetane Number) ) CNCN来表示来表示 标准燃料是正十六烷和标准燃料是正十六烷和甲基萘（或七甲基壬甲基萘（或七甲基壬烷）烷） 十六烷值高，表明燃料在柴油机中发火性能好，十六烷值高，表明燃料在柴油机中发火性能好，滞燃期短，燃烧均匀且完全，发动机工作平稳滞燃期短，燃烧均匀且完全，发动机工作平稳十六烷值低则表明燃料

39、发火困难，滞燃期长，发十六烷值低则表明燃料发火困难，滞燃期长，发动机工作状态粗暴动机工作状态粗暴 国家标准规定轻柴油的国家标准规定轻柴油的CNCN一般不小于一般不小于45452022-4-17石油加工概论49柴油的十六烷值与其化学组成的关系柴油的十六烷值与其化学组成的关系 对相同碳原子数的不同族烃类，十六烷值大小顺对相同碳原子数的不同族烃类，十六烷值大小顺序：序：正构烷烃烯烃、异构烷烃环烷烃芳香正构烷烃烯烃、异构烷烃环烷烃芳香烃稠环芳烃烃稠环芳烃烃类的异构程度越高，环数越多，其十六烷值越烃类的异构程度越高，环数越多，其十六烷值越低。对环烷和芳烃来讲，随侧链长度的增加其十低。对环烷和芳烃来讲，随

40、侧链长度的增加其十六烷值增大，随侧链分支的增多和环数的增加，六烷值增大，随侧链分支的增多和环数的增加，其十六烷值减小其十六烷值减小各种烃类十六烷值的不同，主要是反映其自燃性各种烃类十六烷值的不同，主要是反映其自燃性质的差别质的差别 2022-4-17石油加工概论50柴油的柴油的CNCN与其馏分组成的关系与其馏分组成的关系对同族烃类来讲，对同族烃类来讲，随着相对分子质量的增加，其随着相对分子质量的增加，其十六烷值也增大十六烷值也增大直馏柴油的直馏柴油的CNCN：石蜡基的环烷基的石蜡基的环烷基的 大庆、华北等石蜡基原油中柴油馏分的十六烷值大庆、华北等石蜡基原油中柴油馏分的十六烷值接近接近7070，

41、而环烷基的羊三木原油中柴油馏分的十，而环烷基的羊三木原油中柴油馏分的十六烷值，还不到六烷值，还不到4040直馏柴油的直馏柴油的CNCN催化裂化柴油、焦化柴油的催化裂化柴油、焦化柴油的CNCN ( (二次加工生产的柴油十六烷值较低，需经加氢精二次加工生产的柴油十六烷值较低，需经加氢精制或调合使用！制或调合使用！) ) 2022-4-17石油加工概论51柴油机对柴油柴油机对柴油CNCN的要求，不同于汽油机对汽油的要求，不同于汽油机对汽油ONON的要求。柴油的要求。柴油CNCN太高、太低都不好太高、太低都不好如十六烷值低，燃烧发热不均匀，增加油耗，十如十六烷值低，燃烧发热不均匀，增加油耗，十六烷值低

42、于六烷值低于4040时用于高速柴油机容易发生爆震时用于高速柴油机容易发生爆震如十六烷值过高，由于自燃点太低，滞燃期太短，如十六烷值过高，由于自燃点太低，滞燃期太短，燃料很快自燃，来不及与空气均匀混合，以致空燃料很快自燃，来不及与空气均匀混合，以致空气供应不充足，燃烧不完全，部分烃类热分解而气供应不充足，燃烧不完全，部分烃类热分解而形成炭烟，即排放黑烟，使得油耗增大，柴油机形成炭烟，即排放黑烟，使得油耗增大，柴油机功率下降。功率下降。 一般要求一般要求CN56CN562022-4-17石油加工概论52柴油的十六烷值柴油的十六烷值不同转速的柴油机应选用不同十六烷值的柴油。不同转速的柴油机应选用不同

43、十六烷值的柴油。一般柴油发动机的转速越高，相应的柴油十六烷一般柴油发动机的转速越高，相应的柴油十六烷值也应增大值也应增大高速柴油机的燃料其十六烷值应在高速柴油机的燃料其十六烷值应在40406060，一般，一般使用使用40404545的燃料的燃料中速柴油机可使用中速柴油机可使用CNCN在在30303535的燃料的燃料国家标准规定轻柴油的国家标准规定轻柴油的CNCN不小于不小于4545 2022-4-17石油加工概论53柴油的蒸发性柴油的蒸发性 馏程是表示柴油蒸发性能的重要指标馏程是表示柴油蒸发性能的重要指标柴油机的转速越高，对燃料的蒸发性能也就要求越柴油机的转速越高，对燃料的蒸发性能也就要求越严

44、严柴油的馏分柴油的馏分过重过重，则蒸发速度太慢，使燃烧不完全，则蒸发速度太慢，使燃烧不完全，导致功率下降、油耗增大以及润滑油被稀释而磨损导致功率下降、油耗增大以及润滑油被稀释而磨损加重加重柴油的馏分柴油的馏分过轻过轻，则由于蒸发速度太快而使发动机，则由于蒸发速度太快而使发动机气缸压力急剧上升，从而导致柴油机的工作不稳定，气缸压力急剧上升，从而导致柴油机的工作不稳定，产生爆震产生爆震 2022-4-17石油加工概论54对馏分组成较轻的柴油，其蒸发速度快，有利于形成对馏分组成较轻的柴油，其蒸发速度快，有利于形成可燃混合气，使得燃烧速度增快，启动性好，这对高可燃混合气，使得燃烧速度增快，启动性好，这

45、对高速柴油机是有利的速柴油机是有利的柴油中小于柴油中小于300300馏分的含量对耗油量的影响很大，小馏分的含量对耗油量的影响很大，小于于300300馏分含量越高，则耗油量越小馏分含量越高，则耗油量越小2022-4-17石油加工概论55柴油柴油5050馏出温度对柴油发动机的起动性影响很大。馏出温度对柴油发动机的起动性影响很大。5050馏出温度越低，柴油机易于起动馏出温度越低，柴油机易于起动国标规定轻柴油的国标规定轻柴油的5050馏出温度不高于馏出温度不高于300300，9090馏馏出温度不高于出温度不高于355355，9595馏出温度不高于馏出温度不高于365365轻柴油馏程要求比较严格，而对重

46、柴油的馏分组成不轻柴油馏程要求比较严格，而对重柴油的馏分组成不作严格限制，只限制残炭的含量作严格限制，只限制残炭的含量 2022-4-17石油加工概论56柴油标准中还规定了闪点要求，以控制柴油蒸发性不柴油标准中还规定了闪点要求，以控制柴油蒸发性不要太强，同时也是保证安全性的指标要太强，同时也是保证安全性的指标国家标准中规定了各号柴油的闭口杯法闪点，要求国家标准中规定了各号柴油的闭口杯法闪点，要求3535号及号及5050号轻柴油的闪点不低于号轻柴油的闪点不低于4545，其余各牌，其余各牌号的柴油的闪点均要求不低于号的柴油的闪点均要求不低于55552022-4-17石油加工概论57评定柴油流动性的

47、指标：粘度，凝点，倾点，冷滤评定柴油流动性的指标：粘度，凝点，倾点，冷滤点点2022-4-17石油加工概论58柴油的流动性柴油的流动性- -雾化性雾化性能能 柴油的雾化性能主要与柴油的雾化性能主要与粘度粘度有关有关粘度过小，太易雾化，且雾化后液滴小，粘度过小，太易雾化，且雾化后液滴小， 喷出的喷出的油流射程也短，不能与气缸中全部空气均匀混合，油流射程也短，不能与气缸中全部空气均匀混合，会造成燃烧不完全，使发动机的功率下降会造成燃烧不完全，使发动机的功率下降粘度过大，会造成供油困难，更重要的是不易雾粘度过大，会造成供油困难，更重要的是不易雾化，且喷油的雾滴过大，油流的射程过长，也会化，且喷油的雾

48、滴过大，油流的射程过长，也会使混合气组成不均匀、燃烧不完全、燃料的消耗使混合气组成不均匀、燃烧不完全、燃料的消耗量增大，同样会使发动机的功率下降量增大，同样会使发动机的功率下降2022-4-17石油加工概论59最好使喷出的油滴能分布到燃烧室全部容积中，保证最好使喷出的油滴能分布到燃烧室全部容积中，保证燃烧完全燃烧完全柴油又是输油泵、高压油泵的润滑剂，粘度大小应适柴油又是输油泵、高压油泵的润滑剂，粘度大小应适中中在柴油的质量标准中对各种牌号柴油都规定了允许的在柴油的质量标准中对各种牌号柴油都规定了允许的粘度范围粘度范围一般含烷烃较多的石蜡基原油的柴油粘度较小，而环一般含烷烃较多的石蜡基原油的柴油

49、粘度较小，而环烷基原油的柴油粘度较大烷基原油的柴油粘度较大2022-4-17石油加工概论60低温流动性低温流动性柴油的低温流动性是保证柴油机正常工作的关键因柴油的低温流动性是保证柴油机正常工作的关键因素之一，所以国产柴油是素之一，所以国产柴油是以凝点作为商品牌号的以凝点作为商品牌号的一般选择使用的柴油的凝点要比环境温度低一般选择使用的柴油的凝点要比环境温度低5 51010以上以上试验发现，柴油的最低极限使用温度并非凝点，而试验发现，柴油的最低极限使用温度并非凝点，而是浊点和倾点之间的是浊点和倾点之间的冷滤点冷滤点 冷滤点作为柴油的最低使用温度是合适的冷滤点作为柴油的最低使用温度是合适的 202

50、2-4-17石油加工概论61柴油的低温流动性与其组成的关系柴油的低温流动性与其组成的关系 馏分重，其凝点就高，低温流动性差馏分重，其凝点就高，低温流动性差对相同碳数的各族烃类，凝点：对相同碳数的各族烃类，凝点： 正构烷烃异构烷烃、环烷烃正构烷烃异构烷烃、环烷烃对直馏柴油，其凝点：对直馏柴油，其凝点：石蜡基的环烷基的石蜡基的环烷基的对同一种原油来讲：对同一种原油来讲： 直馏柴油的凝点催化裂化、焦化柴油的凝点直馏柴油的凝点催化裂化、焦化柴油的凝点 2022-4-17石油加工概论62柴油中正构烷烃多，柴油中正构烷烃多，CNCN高，抗爆性好，但凝点也高，高，抗爆性好，但凝点也高，低温下流动性变差低温下