第四章油品蒸發(fā)性能的分析

1、 教學(xué)內(nèi)容及課時安排：§41 餾 程 2課時教學(xué)過程板書 第四章 油品蒸發(fā)性能的分析講述 學(xué)習(xí)任務(wù) 1、了解燃料油的使用要求； 2、理解各評定指標的基本概念； 3、掌握各評定指標的意義、測定方法和計算方法，形成單項測定的操作技能。講述蒸發(fā)性能 又稱為氣化性能，它是指液體在一定的溫度下能否迅速蒸發(fā)為蒸氣的能力。對于內(nèi)燃機燃料，為什么要測試燃料的蒸發(fā)性能呢？內(nèi)燃機內(nèi)燃燒前要經(jīng)過霧化，氣化及與空氣形成可燃混合氣的過程，蒸發(fā)性能是保障。油品的蒸發(fā)性能可用餾程、蒸汽壓等指標評定，即為本章節(jié)的內(nèi)容。板書 第一節(jié) 餾 程 一、測定餾程的意義 1餾程 (1)沸點講述純液體物質(zhì)在一定溫度下具有恒定的蒸

2、氣壓。提問溫度越高，純液體物質(zhì)蒸氣壓？講述當(dāng)飽和蒸氣壓與外界壓力相等時，液體表面和內(nèi)部同時出現(xiàn)氣化現(xiàn)象，這一溫度稱為該液體物質(zhì)在此壓力下的沸點。 通常所說的沸點是指液體物質(zhì)在壓力為101.325kPa下的沸點，又稱為正常沸點。板書 (2)沸程講述石油是一個沸點連續(xù)的多組分混合物。在外壓一定時，油品的沸點范圍，稱為沸程。板書 (3)餾程在規(guī)定條件下，蒸餾100ml試油建立的餾出體積百分數(shù)與所對應(yīng)的餾出溫度的關(guān)系，從初餾點到終餾點這一溫度范圍，叫做餾程。 板書 (4)餾分在某一溫度范圍蒸出的餾出物，稱為餾分，如汽油餾分、煤油餾分、柴油餾分及潤滑油餾分等。溫度范圍窄的稱為窄餾分，溫度范圍寬的稱為寬餾

3、分。板書2餾分組成油品蒸餾測定中餾出溫度與餾出體積分數(shù)相對應(yīng)的一組數(shù)據(jù)，稱為餾分組成。例如，初餾點，10點、50點、90點和終餾點等，生產(chǎn)實際中常統(tǒng)稱為餾程。餾分組成是石油產(chǎn)品蒸發(fā)性大小的主要指標。板書3測定餾程的意義（1）餾程是判斷石油餾分組成，可作為建廠設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（2）餾程是裝置生產(chǎn)操作控制的依據(jù) （3）根據(jù)餾程可以評定汽油發(fā)動機燃料的蒸發(fā)性，判斷其使用性能。 10%餾出溫度可以判斷汽油中輕組分的含量，它反映汽油發(fā)動機燃料的低溫啟動性能和形成氣阻的傾向。汽油規(guī)格中規(guī)定10%餾出溫度不能高于70，汽油10%餾出溫度越低，越能保證發(fā)動機的低溫啟動性。在相同的氣溫條件下，汽油10%餾出溫度

4、越低，所需啟動的時間越短，耗油越少。 表4-1 車用汽油10%餾出溫度與保證發(fā)動機易于啟動的最低大氣溫度的關(guān)系10%餾出溫度/546066717782大氣溫度/211713962表4-2 車用汽油10%餾出溫度與發(fā)動機啟動時間及汽油消耗量的關(guān)系試驗溫度/啟動時間/s啟動時汽油消耗量/mL10%餾出溫度7910%餾出溫度7210%餾出溫度7910%餾出溫度720610.5459.42910488.730車用汽油的50%餾出溫度表示其平均蒸發(fā)性能，它影響發(fā)動機啟動后的升溫時間和加速性能。規(guī)定車用汽油的50餾出溫度不高于120。車用汽油的90%餾出溫度表示表示其重質(zhì)組分的含量，它關(guān)系到燃料的燃燒完全

5、性。一般，燃料90%餾出溫度低些好，我國規(guī)定車用汽油的90%餾出溫度不高于190。終餾點表示燃料中最重餾分的沸點。試驗表明，使用終餾點為225的汽油，發(fā)動機的磨損比使用終餾點為200的汽油增大1倍、耗油量增加7%。我國規(guī)定車用汽油的終餾點不高于205。（4）評定車用柴油的蒸發(fā)性，判斷其使用性能 車用柴油的餾程是保證其在發(fā)動機燃燒室內(nèi)迅速蒸發(fā)和燃燒的重要指標。為保證良好的低溫啟動性能，需要有一定的輕質(zhì)餾分，保證蒸發(fā)快，油氣混合均勻，燃燒狀態(tài)好，油耗少。餾分越輕越好嗎（壓燃式發(fā)動機）？ 表4-3 車用柴油50餾出溫度與啟動性的關(guān)系車用柴油50餾出溫度/200225250275285發(fā)動機啟動時間/

6、s810276090重餾分特別是碳鏈較長的烷烴自燃點低，容易燃燒，但餾分組成過重，氣化困難，燃燒不完全，不僅油耗增大，還易形成積炭，磨損發(fā)動機，縮短使用壽命。我國車用柴油指標規(guī)定，50%餾出溫度不得高于300，90%餾出溫度不得高于355，95%的餾出溫度不高于365。二、餾程測定方法概述1恩氏蒸餾按照GB/T 2551977（1988）石油產(chǎn)品餾測定法（恩氏蒸餾）和GB/T 65361997石油產(chǎn)品蒸餾測定法標準方法進行。該兩種標準試驗方法適用于測定發(fā)動機燃料、溶劑油和輕質(zhì)石油產(chǎn)品的餾分組成。恩氏蒸餾測定時，將100mL試樣在規(guī)定的試驗條件下，按產(chǎn)品性質(zhì)不同，控制不同的蒸餾操作升溫速度。冷凝

7、管流出第一滴冷凝液時的氣相溫度，稱為初餾點。蒸餾過程中，烴類分子按其相對揮發(fā)度由大到小的次序逐漸蒸出，隨之，氣相溫度也逐漸升高，當(dāng)餾出物體積分數(shù)為裝入試樣的10%、50%、90%時，蒸餾瓶內(nèi)的氣相溫度分別稱之為10%、50%、90%餾出溫度。測試步驟：蒸餾過程中的最高氣相溫度，稱為終餾點。蒸餾燒瓶底部最后一滴液體氣化的瞬間所測得的氣相溫度稱為干點，此時不考慮蒸餾燒瓶壁及溫度計上的任何液滴或液膜。由于終餾點一般在蒸餾燒瓶底部全部液體蒸發(fā)后才出現(xiàn)，故與干點往往相同。蒸餾結(jié)束后，以裝入試樣量為100%減去餾出液體和殘留物的體積分數(shù)，所得之差值稱為蒸發(fā)損失。生產(chǎn)實際中常稱上述這套完整數(shù)據(jù)稱為餾程，它是

8、輕質(zhì)燃料油的質(zhì)量指標（附錄1-4）。 GB/T 65361997石油產(chǎn)品蒸餾測定法其蒸餾裝置有手工蒸餾（采用噴燈加熱或電加熱）和自動蒸餾，但有爭議時，仲裁試驗應(yīng)采用手工蒸餾。測定時根據(jù)使用蒸餾儀器的不同，要求觀察記錄的回收體積分數(shù)（量筒內(nèi)蒸餾所得冷凝液體占蒸餾油品的體積分數(shù)）和對應(yīng)溫度計讀數(shù)（回收溫度）的精確度也不同，手工蒸餾要求精確至0.5mL、0.5，自動蒸餾要求精確至0.1 mL、0.1。恩氏蒸餾測定操作簡單、迅速，結(jié)果易重合，對評定石油產(chǎn)品特別是評定輕質(zhì)油品的使用性質(zhì)，控制產(chǎn)品質(zhì)量和檢查操作條件等都有著重要的實際意義。 三、影響恩氏蒸餾測定的主要因素（1）試樣及餾出物量取溫度的一致性

9、要求量取試樣、餾出物及殘留液體積時，溫度要盡量保持一致，通常要求在20±3下進行。（2）冷凝溫度的控制 測定不同石油產(chǎn)品的餾程時，冷凝器內(nèi)水溫控制要求不同。汽油：0-5；含蠟液體：50-70？ （3）加熱速度和餾出速度的控制 （兩個影響）標準中規(guī)定蒸餾汽油時，從開始加熱到初餾點的時間為510min；航空汽油，78min；噴氣燃料、煤油、車用柴油，015min；重質(zhì)燃料油或其他重質(zhì)油料，1020min。餾出速度應(yīng)保持45mL/min（每10s約2025滴）。當(dāng)總餾出量達90mL時，需調(diào)整加熱速度，使35 min內(nèi)達到干點，否則會影響干點測定的準確性。（4）蒸餾損失量的控制 測定汽油時，

10、量筒的口部要用棉花塞住，減少餾出物的揮發(fā)損失，使其充分冷凝，同時還能避免冷凝管上凝結(jié)的水落入量筒內(nèi)。（5）石棉墊的選擇 通常的考慮是，蒸餾終點的油品表面要高于加熱面。輕油大都要求測定終餾點，為防止過熱可選擇較小的石棉墊。SH/T0121-1992石油產(chǎn)品餾程測定技術(shù)條件。（6）試樣的脫水 測定前必須對含水試樣進行脫水處理，并加入沸石，以保證試驗安全及測定結(jié)果的準確性。 如何脫水？ 新煅燒并冷卻的食鹽或無水氯化鈣教學(xué)內(nèi)容及課時安排：§42 飽和蒸汽壓 2課時教學(xué)過程板書 第二節(jié) 飽和蒸汽壓一、測定飽和蒸氣壓的意義1飽和蒸氣壓在一定的溫度下，氣液兩相處于平衡狀態(tài)時的蒸氣壓力稱為飽和蒸氣壓

11、，簡稱蒸氣壓。2影響飽和蒸氣壓的因素（1）溫度 溫度升高，油品的蒸氣壓增大，溫度降低，油品的蒸氣壓減小。（相同物質(zhì)，不同溫度）（2）物質(zhì)的種類和組成 在一定溫度下，油品的餾分越輕，越容易揮發(fā)，蒸氣壓越大。（不同物質(zhì)，相同溫度）3測定飽和蒸氣壓的意義（1）評定汽油氣化性 較高的蒸氣壓能保證汽油正常燃燒，發(fā)動機啟動快，效率高，油耗低。（2）判斷汽油在使用時有無形成阻的傾向。汽油用于發(fā)動機燃料時，希望具有較高的蒸汽壓，但也并不是無止境的。蒸氣壓過高容易使汽油在輸油管路中形成氣阻，使供油不足或中斷，造成發(fā)動機功率降低，甚至停止運轉(zhuǎn)。蒸汽壓過低又會影響啟動性能。表4-5： 隨著大氣溫度的升高，應(yīng)控制汽油

12、保持較低的蒸氣壓，才能保證汽油發(fā)動機供油系統(tǒng)不發(fā)生氣阻。我國對車用汽油的蒸氣壓按季節(jié)規(guī)定了不同指標。 （3）估計汽油貯存和運輸中的蒸發(fā)損失 當(dāng)貯存、灌注及運輸發(fā)動機燃料時，油品含輕組分越多，蒸氣壓越大，蒸氣損失也越大，這不僅易造成油料損失，污染環(huán)境，而且還有發(fā)生火災(zāi)的危險性。二、石油產(chǎn)品蒸氣壓測定方法概述GB/T 80171987石油產(chǎn)品蒸汽壓測定法（雷德法）標準方法的蒸氣壓測定裝置由蒸汽壓測定器、壓力計和水浴三部分組成，測定器又分空氣室和汽油室，二者的體積比為（3.84.2）1。 測定適用范圍？三、影響測定的主要因素（1）壓力表的讀數(shù)及校正 在讀數(shù)時，必須保證壓力表處于垂直位置，要輕輕敲擊后

13、再讀數(shù)。（2）試樣的空氣飽和 必須按規(guī)定劇烈搖蕩盛放試樣的容器，使試樣與容器內(nèi)的空氣達到飽和，所測得的最大蒸氣壓才是雷德蒸氣壓。 （3）檢查泄露 在試驗前和試驗中，應(yīng)仔細檢查全部儀器是否有漏油和漏氣現(xiàn)象，任何時候發(fā)現(xiàn)有漏油漏氣現(xiàn)象則舍棄試樣，用新試樣重做試驗。（4）取樣和試樣管理 取樣和試樣的管理應(yīng)嚴格執(zhí)行標準中的規(guī)定，避免試樣蒸發(fā)損失和輕微的組成變化，試驗前絕不能把雷德蒸氣壓測定器的任何部件當(dāng)作試樣容器使用。如果要測定的項目較多，雷德蒸氣壓的測定應(yīng)是被分析試樣的第一個試驗，防止輕組分揮發(fā)。（5）儀器的沖洗 按規(guī)定每次試驗后必須徹底沖洗壓力表、空氣室和汽油室，以保證不含殘余試樣。（6）溫度控制 儀器的安裝必須按標準方法中的要求準確操作，不得超出規(guī)