油品知识(二).ppt

大庆石化公司,石 油 产 品 知 识,汽油,柴油,喷气燃料,煤油,燃料油,炼厂气,二、石油燃料,柴 油,柴油是一种轻质石油产品，为压燃式发动机（即柴油机）燃料，是复杂的烃类（,C11,C20,左右）混合物。,柴油分为轻柴油和重柴油，沸点范围约,180,370,为轻柴油、沸点范围约,350,410,为重柴油。,轻柴油按凝点划分为,7,个牌号，重柴油按,50,运动黏度分为,3,个牌号。,柴油是一种节能的燃料，一般汽车用柴油机可比相同汽油机节约燃料,30%,（按体积计），按燃料重量计则可节约,16%,，按发热量计则可节约,20,。,柴 油,项 目,质量标准（,GB/T 19147,2003,）,试验方法,10,号,5,号,0,号,-10,号,-20,号,-35,号,-50,号,凝固点,/,不高于,10,5,0,-10,-20,-35,-50,GB/T 510,氧化安定性,不大于,总不溶物,/,（,mg.100mL,-1,）,2.5,SH/T 0175,硫含量,/,不大于,0.05,GB/T 380,10,蒸余物残炭,/,不大于,0.3,GB/T 268,灰分,/,0.01,GB/T 508,铜片腐蚀（,5,0,，,3h,）,/,级,不大于,1,GB/T 5096,水分,/,（,v/v,）,不大于,痕迹,GB/T 260,机械杂质,无,GB/T 511,润滑油性,磨痕直径,（,6,0,）/um,不大于,460,ISO 12156-1,运动黏度（,2,0,）,/,（,mm,2,.s,-1,）,3.0-8.0,2.5-8.0,1.8-7.0,GB/T 265,我国车用轻柴油的质量标准,柴 油,项 目,质量标准（,GB/T 19147,2003,）,试验方法,10,号,5,号,0,号,-10,号,-20,号,-35,号,-50,号,冷滤点,/,不高于,12,8,4,-5,-14,-29,-44,SH/T 0248,闪点（闭口）,/,不低于,55,50,45,GB/T 261,着火性能,(,需满足下列要求之一,),十六烷值,不小于,十六烷指数 不小于,49,46,45,GB/T 386,GB/T 11139,SH/T 0694,46,43,馏程,/,50,回收温度 不高于,90,回收温度 不高于,95,回收温度 不高于,300,355,365,GB/T 6536,密度（,2,0,）,/,（,kg.m,-3,）,820-860,800-840,GB/T 1884,GB/T 1885,我国车用轻柴油的质量标准,柴 油,一、柴油机的工作过程,二、柴油的主要性能,三、清洁柴油,四、柴油车与汽油车的选择,一、柴油机的工作过程,柴油机的工作过程,燃料的燃烧过程,柴油机对柴油的性能要求,（一）柴油机的工作过程,四行程柴油机的工作循环和四行程汽油机基本一样，有进气、压缩、膨胀作功和排气四个过程。,在进气过程中，四行程柴油机吸入汽缸的是新鲜空气，而不是可燃混合气；在压缩行程中，四行程柴油机压缩的仍是空气；在作功行程中，四行程柴油机不是利用点火方式使气体燃烧，而是在被压缩的高温空气中喷入柴油，自燃作功，推动活塞下行而产生动力。,（二）柴油的燃烧过程,柴油在汽缸中燃烧是一个连续而又复杂的雾化、蒸发、,混合和氧化燃烧过程，从喷油开始到全部燃烧为止，大体可,分为四个阶段,。,滞燃期（发火延迟期）,急燃期,缓燃期（主燃期）,后燃期,（二）柴油的燃烧过程,柴油在柴油机中的燃烧与汽油在汽油机中的燃烧的区别：,柴油靠自燃发火，汽油靠点火燃烧。,对柴油的要求是自燃点低，容易自燃，而对汽油则要求其自燃点高，难于自燃。,当柴油的自燃点过高时，会造成滞燃期过长，产生爆震，这种情况发生在燃烧阶段的初期,汽油机的爆震则是由于汽油的自燃点过低而引起的，这种情况并不发生在燃烧阶段的初期，而是出现在火焰的传播过程中。,（三）柴油机对柴油的性能要求,凝点低、黏度适中，以保证不间断地供油和雾化,燃烧性能好，以保证在柴油机中能迅速自行发火，燃烧完全、稳定、不产生爆震。,在燃烧过程中，不在喷嘴上生成积炭堵塞喷油孔,柴油及燃烧产物不腐蚀发动机零件,不含有机械杂质和水分,二、柴油的主要性能,抗爆性,流动性,雾化和蒸发性能,安定性、腐蚀性和洁净度,（一）抗爆性,评定柴油抗爆性的指标,柴油在发动机汽缸内燃烧时抵抗爆震的能力，称柴油的抗爆性，也就是柴油燃烧的平稳性。,柴油抗爆性（或称为着火性质）通常用十六烷值（,CN,）表示。因此，柴油的十六烷值也代表柴油的自燃性。,对十六烷值的要求取决于发动机的设计、特别是发动机的转速及负荷变化大小、起动情况和环境温度等因素。,（一）抗爆性,柴油的十六烷值与化学组成的关系,相同碳原子数的不同烃类，以烷烃的十六烷值最高，烯烃、异构烷烃和环烷烃居中，芳烃特别是无侧链稠环芳烃的十六烷值最小；,烃类的异构化程度越高，环数越多，其十六烷值越低；,环烷烃和芳烃随侧链长度的增加，其十六烷值增加，而随侧链分支的增多，十六烷值显著减小；,对于同类烃来说，相对分子质量越大，热稳定性越差，自燃点越低，十六烷值越高。,（一）抗爆性,石蜡基原油直馏柴油十六烷值高于环烷中间基原油直馏柴油；,相同类型原油生产的柴油，直馏柴油十六烷值高于催化裂化柴油和焦化柴油；,加氢精制后的柴油，十六烷值明显提高。,（二）流动性,良好的流动性有利于柴油的储存、运输和使用；,低温下能否正常供油，就依赖于柴油的低温流动性；,柴油的低温流动性与其化学组成有关，正构烷烃的含量越高，则低温流动性越差；,我国评定柴油低温流动性能的指标为凝点（或倾点）和冷滤点。,（二）流动性,凝点,凝点是指试样在试验规定的条件下，冷却至液面不移动时的最高温度，以表示；,凝点并不能确切表明柴油实际使用的最低温度；,轻柴油的牌号就是按凝点划分的；,油中含有少量石蜡就会使油的凝点上升很大，凝点不是可加的。,（二）流动性,倾点,是指在试验规定的条件下冷却时，油品能够流动的最低温度，又称流动极限，以表示。,冷滤点,在试验规定的条件下，柴油试样在,60s,内开始不能通过过滤器,20mL,时的最高温度，以（按,l,的整数倍）表示。,（二）流动性,对于车用柴油而言，其最低极限使用温度是冷滤点。,冷滤点测定仪是模拟车用柴油在低温下通过过滤器的工作状况而设计的，冷滤点比凝点更能反映车用柴油的低温使用性能，一般冷滤点比凝点高,2,6,。,凝点、倾点及冷滤点与柴油的烃类组成、表面活性剂及柴油的含水量有关。,（三）雾化和蒸发性能,黏度,柴油的黏度对在柴油机中供油量的大小以及雾化的好坏有密切的关系。,黏度过小，容易漏出，喷入汽缸的燃料减少，发动机功率下降。雾化后液滴直径小，喷出的油流射程短，喷油射角大，不能与汽缸中全部空气均匀棍合，造成燃烧不完全，还会影响油泵的润滑。,黏度过大会造成供油困难，喷出的油滴的直径大，油流的射程长，喷油射角小，油滴的有效蒸发面积小，蒸发速度减慢，使混合气组成不均匀、燃烧不完全、燃料的消耗量增大。,（三）雾化和蒸发性能,馏程,重组分热值高，经济性好，但可引起发动机内部积炭增加，磨损增大及尾气排放黑烟。,馏分过重，则蒸发速度太慢，使燃烧不完全，功率下降、油耗增大。,轻馏分越多，蒸发速度越快，柴油机越易于起动。,馏分过轻，使蒸发速度太快，发动机汽缸压力急剧上升，导致柴油机工作不稳定。,（四）安定性、腐蚀性和洁净度,油品的各族烃类组成中，烯烃的安定性最差；芳烃随沸点升高，安定性下降；饱和烃的安定性最好。,直馏柴油安定性最好；热裂化和焦化柴油安定性最差；催化裂化柴油的安定性中间。,柴油中的非烃化合物含量，对柴油安定性的影响极大，硫化物参加成胶反应，中性氮化物不仅能使油品贮存时生成大量沉淀，而且使油品颜色变暗。,（四）安定性、腐蚀性和洁净度,各种不安定组分共同存在时，它们之间相互反应及催化作用对油品安定性产生更为有害的影响。,光、热、氧对柴油变色都能起加速作用，应注意半成品的惰性气体保护。,混入柴油中的水、铁锈、尘土等对柴油的贮存安定性都不利。,（四）安定性、腐蚀性和洁净度,安定性,评价柴油的安定性的指标主要有总不溶物和,10,蒸余物残炭。,总不溶物反映了柴油在受热和有溶解氧的作用下发生氧化变质的倾向。,10,蒸余物残炭值反映柴油在使用中在汽缸内形成积炭的倾向。,（四）安定性、腐蚀性和洁净度,腐蚀性,柴油的含硫量、酸度、水溶性酸和碱、灰分、残炭及机械杂质等都是表示产品直接或间接对柴油机腐蚀和磨损的相关指标。,柴油中含硫化合物对发动机的工作寿命影响很大。,酸度和水溶性酸或碱等质量指标也是为了保证柴油机和柴油储运系统避免被腐蚀。,灰分能使积炭变得十分坚硬和具有腐蚀性。,（四）安定性、腐蚀性和洁净度,洁净度,影响柴油洁净度的物质主要是水分和机械杂质。,较多的水分在燃烧时将降低柴油的发热值，在低温下会结冰，堵塞燃料供给系统。,机械杂质的存在除了会引起油路堵塞外，还可能加剧喷油泵和喷油器中精密零件的磨损。,三、清洁柴油,国外轻柴油规范,清洁柴油主要技术指标性能分析,国内外轻柴油质量,提高我国轻柴油产品质量的方向,（一）国外轻柴油规范,项 目,中国,0,号,欧,世界燃料规范,标准牌号级别,GB/T 19147-2003,EN 590-99,级别,1,级别,2,级别,3,级别,4,十六烷值,不小于,49,55,48,53,55,55,十六烷值指数,不小于,46,45,50,52,52,密度（,15,/,（,kg.m,-3,）,820,860,820,840,820,860,820,850,820,840,820,840,运动黏度（,4,0,）,/,（,mm,2,.s,-1,）,20,时,3.0,8.0,2.0,4.5,2.0,4.0,2.0,4.0,2.0,4.0,硫含量,/,（,ug.g,-1,）,不大于,500,3000,300,30,5,10,总芳烃含量,/,不大于,25,15,15,多环芳烃含量,/,不大于,5,2.0,2.0,T,90,/,不高于,355,340,320,320,T,95,/,不高于,365,370,355,340,340,终馏点,/,不高于,365,350350,国内外轻柴油最新标准及世界燃料规范,（一）国外轻柴油规范,项 目,中国,0,号,欧,世界燃料规范,标准牌号级别,GB/T 19147-2003,EN 590-99,级别,1,级别,2,级别,3,级别,4,闪点（闭口）,/,不低于,55,55,55,55,55,冷滤点或,LTFT,或浊点,/,冷滤点,不高于,4,必须不超过要,达到的大气温度,10,蒸余物残炭,/,不大于,0.3,0.3,0.3,0.2,0.2,氧化安定性,/,（,mg.100mL,-1,）不大于,2.5,2.5,2.5,2.5,2.5,水含量（,ug.g,-1,）,不大于,痕迹,500,200,200,200,气泡时间/,mL,不大于,100,100,消泡时间,/s,不大于,15,25,生物生长,0,0,0,脂肪酸甲脂含量,/,不大于,5,5,5,国内外轻柴油最新标准及世界燃料规范,（一）国外轻柴油规范,项 目,中国,0,号,欧,世界燃料规范,标准牌号级别,GB/T 19147-2003,EN 590-99,级别,1,级别,2,级别,3,级别,4,乙醇,/,甲醇含量,/,不能测出,总酸值,/,（,mgKOH.g,-1,）不大于,0.07,0.08,0.08,不能测出,铁腐蚀,轻锈或更低,铜片腐蚀,/,级,不大于,1,1,1,1,灰分,/,不大于,0.01,0.01,0.01,0.01,0.01,微粒,/,mg.L,-1,）,不大于,10,10,10,10,外观,透明清亮,喷嘴清净性能空气流速损失,/,不大于,85,85,85,润滑性,HFRR,法,60,磨痕直径,/um,不大于,460,400,400,400,400,国内外轻柴油最新标准及世界燃料规范,（二）清洁柴油主要技木指标性能分析,十六烷值,不仅是柴油抗爆性能指标，而且其大小也影响汽车冷启动、尾气排放和噪音。,适当增加柴油的十六烷值可缩短发动机启动的时间、降低排放和油耗。,（二）清洁柴油主要技木指标性能分析,硫含量,可使发动机的部件腐蚀和磨损,SOX,污染大气，而且会使尾气催化转换器的催化剂中毒，使后处理装置寿命变短。,硫对排放微粒的影响尤为显著,（二）清洁柴油主要技木指标性能分析,芳烃,在燃烧时影响火焰温度，增加,NOX,的排放。,燃烧易形成微粒，造成排放污染。,（二）清洁柴油主要技木指标性能分析,馏程,轻质部分影响起动性能,T50,影响黏度及相对密度,T90,、,T95,及干点影响燃烧完全性及排放,（二）清洁柴油主要技木指标性能分析,抗泡性,泡沫会促使柴油在装桶时速度变慢,喷嘴清净性,保持喷嘴清洁或清洗喷嘴来改善燃烧，达到节能的目的,。,（三）国内外轻柴油质量,部分国家或地区轻柴油质量状况,低硫化,低芳烃化,十六烷值提高,（三）国内外轻柴油质量,我国轻柴油产品质量,十六烷值低,硫平均含量高,芳烃含量高,密度大,氧化安定性差,（四）提高我国轻柴油产品质量的方向,轻柴油产品供不应求,产品质量难以提高,提高柴油加氢精制能力,调整轻柴油产品的产品结构,四、柴油车与汽油车的选择,发动机对比,大众,公司,TDI,柴油发动机,电控燃油喷射系统,可变截面涡轮增压器,采用了电子排放控制,一体式燃烧室比以前的预燃式燃烧室减少了热量损失,四、柴油车与汽油车的选择,缺点,发动机成本,涡轮增压成本,离合器成本,喷油嘴成本,起动器成本,减震和隔音,过滤器,汽油,柴油,喷气燃料,煤油,燃料油,炼厂气,二、石油燃料,一、喷气发动机的工作过程,二、喷气燃料的主要性能,三、喷气燃料牌号,喷气燃料,一、喷气发动机的工作过程,涡轮喷气发动机的工作过程,喷气发动机对燃料的性能要求,（一）涡轮喷气发动机的工作过程,喷气式发动机是和汽油机、柴油机完全不同的一类发动机，按发动机结构和工作原理的不同分为涡轮喷气式、涡轮螺旋桨式和充压式三种类型。,发动机没有汽缸，燃料在压力下连续喷入到高速的空气流中，一经点燃便连续燃烧，不像活塞式发动机那样，燃料的供应、燃烧间歇进行。,燃烧速度必须大于气流速度，否则会造成火焰中断。,（二）喷气发动机对燃料的性能要求,良好的燃烧性能,适当的蒸发性,较高的热值和密度,良好的安定性,良好的低温性,无腐蚀性,良好的洁净性,较小的起电性和着火危险性,适当的润滑性,二、喷气燃料的主要性能,燃烧性能,起动性能,安定性,低温性能,腐蚀性,洁净度,起电性及着火危险性,润滑性,（一）燃烧性能,评定喷气燃料燃烧性能的指标有热值、密度、烟点、辉光值、萘系芳烃含量,热值和密度,碳原子数相同的烃类来说，其质量热值的顺序为烷烃环烷烃、烯烃芳香烃,体积热值来说，其顺序正好与此相反，芳烃环烷烃、烯烃烷烃,同类烃而言，随沸点增高，密度增大，则其体积热值变大，而质量热值变小,（一）燃烧性能,烟点,指规定条件下，试样在标准灯具中燃烧时，产生无烟火焰的最大高度，单位为,mm,。,评定喷气燃料在燃烧过程中生成积炭倾向的指标，烟点越高，积炭越小。,烃类的,H/C,越小，生成积炭的倾向越大,各种烃类生成积炭的倾向为双环芳烃单环芳烃带侧链芳烃环烷烃烯烃烷烃,（一）燃烧性能,辉光值,在标准仪器内，用规定的方法测定火焰辐射强度的一个相对值，用固定火焰辐射强度下火焰温度升高的相对值表示。,反映燃料燃烧时的辐射强度，用它可以评定燃料生成积炭的倾向。,烃类碳原子数相同时，各种烃类辉光值大小顺序为烷烃环烷烃、烯烃芳烃,（二）起动性能,与燃料的黏度、蒸发性有关,黏度,黏度过大，则喷射角小而射程远，液滴大，雾化不良，以至燃烧不均匀，不完全，同时低温流动性差，供油量减少。,黏度过小，喷射角大而射程近，火焰燃烧区宽而短，易引起局部过热，同时黏度过小使燃料泵的磨损加大。,（二）起动性能,蒸发性,馏分较轻的喷气燃料蒸发性好，能较快地与空气形成可燃混合气，其燃烧起动性好；,馏分过重，则不利混合，喷入燃烧室的燃料不能立即蒸发燃烧，待积累相当多时，发生突然燃烧造成发动机受震击而损伤，同时未蒸发的燃料受热分解，形成积炭。,（三）安定性,储存安定性,热安定性,（四）低温性能,是指在低温下燃料在飞机燃料系统中能否顺利地泵送和过滤的性能,用结晶点或冰点来表示，结晶点是燃料在低温下出现肉眼可辨的结晶时的最高温度；冰点是在燃料出现结晶后，再升高温度至原来的结晶消失时的最低温度。,相对分子质量较大的正构烷烃及某此芳香烃的结晶点较高，而环烷烃和烯烃的结晶点则较低；,在同族烃中，结晶点大多随其相对分子质量的增大而升高。,燃料中含有的水分在低温下形成冰晶，也会造成过滤器堵塞供油不畅等问题。,（五）腐蚀性,是指喷气燃料对储运设备和发动机燃料系统产生的腐蚀,对金属材料有腐蚀作用的主要是燃料中的含氧、含硫化合物和水分。,（六）洁净度,引起燃料脏污的物质主要是水、表面活性物质、固体杂质及微生物。,水的存在，除了对燃料的腐蚀性、低温性产生不良影响外，还会破坏燃料在系统部件中所起的润滑作用，并能导致絮状物的生成和微生物的滋长。,燃料中的表面活性物质会增强水乳化，使油中的水不易分离，并且会促使一些细微的杂质聚集在过滤器上，使过滤器的使用周期大大缩短。,若含有细菌不但会加速油料容器的腐蚀和使涂层松软，如果条件合适，还会大量繁殖，以致堵塞过滤器。,（七）起电性及着火危险性,影响静电荷积累的因素很多，其中之一是燃料本身的电导率。,考虑到防火安全性，质量标准对燃料的电导率及闪点提出了要求。,（八）润滑性,喷气发动机燃料泵依靠自身泵送的燃料润滑,润滑性能按照非烃化合物多环芳烃单环芳烃环烷烃烷烃的顺序依次降低,三、喷气燃料牌号,按生产方法分,按馏分的宽窄、轻重可分为宽馏分型、煤油型及重煤油型,3,号喷气燃料为较重煤油型燃料，民航飞机、军用飞机通用，已逐步取代,1,号和,2,号喷气燃料，成为产量最大的喷气燃料。,三、喷气燃料牌号,项,目,质量标准（,GB 6537,94,）,试验方法,外,观,清澈透明，不溶解水及悬浮物,目测,颜,色,报告,GB/T 3555,组,成,总酸值,/,（,mgKOH.g,-1,）,不大于,芳烃含量,/,（,v/v,）,不大于,烯烃含量,/,（,v/v,）,不大于,总硫含量,/,（,v/v,）,不大于,硫醇性硫,/,（,v/v,）,不大于,博士试验,0.015,20.0,5.0,0.20,0.0020,通过,GB/T 12574,GB/T 11132,GB/T 11132,GB/T 380,GB/T 1792,SH/T 0174,挥发性,馏程,/,初馏点,10,回收温度 不高于,20,回收温度,50,回收温度 不高于,90,回收温度,终馏点,不高于,残留量,/,（,v/v,）,不大于,损失量,/,（,v/v,）,不大于,报告,205,报告232,报告,300,1.5,1.5,GB/T 6536,3,号喷气燃料质量标准,三、喷气燃料牌号,项,目,质量标准（,GB 6537,94,）,试验方法,闪点（闭口）,/,不低于,38,GB/T 261,密度（,20,）,/,（,kg.m,-3,）,775-830,GB/T 1884,流动性,冰点,/,不高于,运动黏度,/,（,mm,2,.s,-1,）,20,-20,-47,1.25,8.0,GB/T 2430,GB/T 265,燃烧性,净热值,/,（,MJ.kg,-1,）,不小于,烟点,/mm,不小于,或烟点最小为,20mm,时，萘烃含量,/,（,v/v,）,不大于,辉光值,不小于,428,25,3.0,45,GB/T 384,GB/T 382,SH/T 0181,GB/T 11128,腐蚀性,铜片腐蚀（,100,，,2h,）,不大于,银片腐蚀（,50,，,4h,）,不大于,1,1,GB/T 5096,SH/T 0023,3,号喷气燃料质量标准,三、喷气燃料牌号,项,目,质量标准（,GB 6537,94,）,试验方法,安定性,热安定性（,260,，,2.5h,）,过滤器压力降,/,kPa,不大于,管壁评级,3.3,小于,3,，且无孔雀蓝色或异常沉淀物,GB/T 9196,洁净性,实际胶质,/,（,mg.100mL,-1,）,不大于,水反应,界面情况,/,级,不大于,分离程度/,级,固体颗粒污染物含量,/,（,mg.L,-1,）,7,1b,报告,报告,GB/T 8019,GB/T 1973,SH/T 0093,导电性,导电率（,20,）,/,（,Ps.m,-1,）,铜离子含量,/,（,ug.kg,-1,）,不大于,水分离指数,不小于,50,450,150,70,GB/T 6539,SH/T 0182,GB/T 11129,3,号喷气燃料质量标准,三、喷气燃料牌号,正构烷烃质量热值大、积炭生成倾向小，但体积热值小，并且低温性能差，不理想。,芳烃虽然有较高的体积热值，但质量热值低，且燃烧不完全，易形成积炭，吸水性大，不理想，规格中限定芳烃含量不能大于,20%,。,烯烃虽然具有较好的燃烧性能，但安定性差，生成胶质的倾向大，也被限制使用。,从喷气燃料的使用性能来看，理想组分应是环烷烃。,谢谢大家,