石油產(chǎn)品的種類汽油課件

石油產(chǎn)品及其添加劑授課教師：龍曉鑄

石油產(chǎn)品及其添加劑授課教師：龍曉鑄1第一章石油產(chǎn)品的種類和基本生產(chǎn)過程一石油產(chǎn)品的種類我國現(xiàn)將石油產(chǎn)品分為下列6大類。

1.燃料燃料包括汽油、柴油及噴氣燃料(航空煤油)等發(fā)動機(jī)燃料以及燈用煤油、燃料油等。我國的石油產(chǎn)品中燃料約占80%，而其中約60%為各種發(fā)動機(jī)燃料，所產(chǎn)柴油和汽油的比例約為1.3:1。

2.潤滑劑其中包括潤滑油和潤滑脂，主要用于降低機(jī)件之間的摩擦和防止磨損，以減少能耗和延長機(jī)械壽命。其產(chǎn)量不多，僅占石油產(chǎn)品總量的2%左右，但品種達(dá)數(shù)百種之多。

3.石油瀝青石油瀝青用于道路、建筑及防水等方面，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量3%。第一章石油產(chǎn)品的種類和基本生產(chǎn)過程一石油產(chǎn)品的種2

4.石油蠟石油蠟屬于石油中的固態(tài)烴類，是輕工、化工和食品等工業(yè)部門的原料，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量的1%。5.石油焦石油焦可用以制作煉鋁及煉鋼用電極等，其產(chǎn)量約為石油產(chǎn)品總量的2%。

6.溶劑和化工原料約有10%的石油產(chǎn)品是用作石油化工原料和溶劑，其中包括制取乙烯的原料(輕油),以及石油芳烴和各種溶劑油。二石油產(chǎn)品的基本生產(chǎn)過程4.石油蠟二石油產(chǎn)品的基本生產(chǎn)過程3圖1-1常減壓蒸餾流程圖1-1常減壓蒸餾流程4圖1-2三段汽化的常減壓蒸餾工藝流程圖1-2三段汽化的常減壓蒸餾工藝流程5圖1-3常壓塔圖1-3常壓塔6圖1-4催化裂化分餾塔圖1-4催化裂化分餾塔7圖1-5焦化分餾塔圖1-5焦化分餾塔82.潤滑油型減壓塔的工藝特征從蒸餾過程本身來說，對潤滑油料的質(zhì)量要求主要是粘度合適、殘?zhí)贾档?、色度好，在一定程度上也要求餾程要窄。

圖7—58（圖1-6）和圖1-7是潤滑油型減壓塔的示意圖。2.潤滑油型減壓塔的工藝特征從蒸餾過程本身來說，對潤滑油9圖1-7

潤滑油型減壓塔圖1-7潤滑油型減壓塔10第二章汽油一、汽油機(jī)(點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī))的工作過程及其對燃料的使用要求

在汽油機(jī)中，燃料是由電火花點(diǎn)燃的，故又稱點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)。

1.汽油機(jī)的構(gòu)造及工作原理按燃料供給方式的不同，汽油機(jī)又可分為化油器式及噴射式兩大類。圖2—1所示為化油器式汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖?；钊跉飧字猩闲兴苓_(dá)到的最高位置稱為“上止點(diǎn)”，下行所能達(dá)到的最低位置稱為“下止點(diǎn)”。圖2—2所示為這兩種情況，其中為氣缸總體積，為燃燒室體積，兩者之比稱為壓縮比。壓縮比是表征發(fā)動機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)之間的直線距離稱為沖程。汽油機(jī)一般是以四沖程循環(huán)工作，依次完成進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹作功、排氣這四個(gè)過程。有的汽油機(jī)是兩沖程的。第二章汽油一、汽油機(jī)(點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī))的工作過11圖2—1汽油機(jī)（點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)）結(jié)構(gòu)示意圖圖2—1汽油機(jī)（點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)）結(jié)構(gòu)示意圖12圖2—2汽油機(jī)上止點(diǎn)與下止點(diǎn)示意圖圖2—2汽油機(jī)上止點(diǎn)與下止點(diǎn)示意圖13(1)進(jìn)氣過程(2)壓縮過程(3)作功過程(點(diǎn)火燃燒)(4)排氣過程(5)一般汽油機(jī)都是由四個(gè)或六個(gè)氣缸按一定順序組合而連續(xù)進(jìn)行工作的。(6)在噴射式汽油機(jī)中，燃料可更均勻地分配給各個(gè)氣缸；同時(shí)，由于不需要喉管而減少了進(jìn)氣的阻力等，可提高氣缸內(nèi)的平均有效壓力和熱效率；此外，還可以減弱或避免爆震燃燒。2.汽油機(jī)對燃料的使用要求汽油是可用作點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)燃料的石油輕質(zhì)餾分。對汽油的使用要求主要有：①在所有的工況下，具有足夠的揮發(fā)性以形成可燃混合氣。②燃燒平穩(wěn)，不產(chǎn)生爆震燃燒現(xiàn)象。③儲存安定性好，生成膠質(zhì)的傾向小。④對發(fā)動機(jī)沒有腐蝕作用。⑤排出的污染物少。(1)進(jìn)氣過程14二、汽油的蒸發(fā)性反映汽油蒸發(fā)性能的指標(biāo)是其餾程和飽和蒸氣壓。1.餾程按照規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備和方法將汽油試樣進(jìn)行蒸餾，可得到試樣的餾出溫度和餾出體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系，也就是餾程。餾程能大體表示該汽油的沸點(diǎn)范圍和蒸發(fā)性能。其10%、50%、90%各餾出溫度和干點(diǎn)的意義如下：

(1)10%餾出溫度它表示汽油中所含低沸點(diǎn)餾分的多少，對汽油機(jī)起動的難易有決定性影響，同時(shí)，也與產(chǎn)生氣阻的傾向有密切關(guān)系。汽油10%餾出溫度與發(fā)動機(jī)能迅速起動的最低溫度之間的關(guān)系見表2—1。它與開始產(chǎn)生氣阻溫度之間的關(guān)系見表2—2。我國車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求其10%餾出溫度不高于70℃。二、汽油的蒸發(fā)性反映汽油蒸發(fā)性能的指標(biāo)是其15表2—1汽油的10%餾出溫度與發(fā)動機(jī)能迅速啟動的最低溫度的關(guān)系10%餾出溫度，℃546066717782最低啟動溫度，℃-21-17-13-9-6-2表2—2汽油的10%餾出溫度與開始產(chǎn)生氣阻溫度的關(guān)系10%餾出溫度，℃4050607080開始產(chǎn)生氣阻溫度，℃-13+7+27+47+67表2—1汽油的10%餾出溫度與發(fā)動機(jī)能迅速啟動的最16

(2)50%餾出溫度它表示汽油的平均蒸發(fā)性能，與汽油機(jī)起動后升溫時(shí)間的長短以及加速是否及時(shí)均有密切關(guān)系。我國車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求50%餾出溫度不高于120℃。

(3)90%餾出溫度和終餾點(diǎn)(或干點(diǎn))這兩個(gè)溫度是表示汽油中重餾分含量的多少。表2—3所示為汽油干點(diǎn)與發(fā)動機(jī)活塞磨損及汽油消耗量的關(guān)系。由表可見，當(dāng)使用干點(diǎn)225℃的汽油時(shí)，發(fā)動機(jī)活塞的磨損比使用干點(diǎn)為200℃的汽油大一倍，汽油消耗量也增多7%。我國車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求90%餾出溫度不高于190℃，終餾點(diǎn)不高于205℃。

2.飽和蒸汽壓汽油的飽和蒸汽壓是用規(guī)定的儀器，在燃料蒸汽與液體的體積比為4:1以及在38℃的條件下測定的。國外將此指標(biāo)稱為雷德蒸汽壓(RVP)，它是衡量汽油在汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)中是否易于產(chǎn)生氣阻的指標(biāo)，同時(shí)還可相對地衡量汽油在儲存運(yùn)輸中的損耗傾向。我國車用無鉛汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定從9月1日至2月29日使用的汽油飽和蒸汽壓不高于88kPa；從3月1日至8月30日使用的汽油，飽和蒸汽壓不高于74kPa。我國航空汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定其飽和蒸汽壓為27～48kPa。(2)50%餾出溫度17表2—3汽油干點(diǎn)與發(fā)動機(jī)活塞磨損及汽油消耗量的關(guān)系汽油干點(diǎn)，℃發(fā)動機(jī)活塞相對磨損，%汽油相對消耗量，%1759798200100100225200107250500140表2—3汽油干點(diǎn)與發(fā)動機(jī)活塞磨損及汽油消耗量的關(guān)18三、汽油的安定性

汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力稱為汽油的氧化安定性，簡稱安定性。安定性不好的汽油，在儲存和輸送過程中容易發(fā)生氧化反應(yīng)，生成膠質(zhì)，使汽油的顏色變深，甚至?xí)a(chǎn)生沉淀。

1.汽油的化學(xué)組成與其安定性的關(guān)系汽油中所含有的不飽和烴是導(dǎo)致其性質(zhì)不安定的主要原因。在不飽和烴中，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，氧化的難易也有差異。其產(chǎn)生膠質(zhì)的傾向依下列次序遞增：鏈烯烴<環(huán)烯烴<二烯烴。

直餾汽油餾分不含不飽和烴，所以它的安定性很好；而二次加工生成的汽油餾分(如裂化汽油等)由于含有大量不飽和烴以及其他非烴化合物，其安定性就較差。2.外界條件對汽油安定性的影響汽油的變質(zhì)除與其本身的化學(xué)組成密切相關(guān)外，還與溫度、金屬表面的作用、與空氣接觸面積的大小等有關(guān)。鑒于溫度、光照以及與空氣的接觸狀況均對汽油的安定性有明顯的影響，因此在儲存汽油時(shí)應(yīng)采取避光、降溫及降低與空氣的接觸面積等措施。三、汽油的安定性

汽油在常溫和液相條件下抵193.評定汽油安定性的指標(biāo)

(1)碘值(按照SY2114測定)它是以100g樣品中消耗的碘的質(zhì)量(g)來表示。碘值越大說明其中不飽和烴含量越多，汽油的安定性也就越差。我國的航空汽油要求碘值不大于12g(I)/100g。

(2)實(shí)際膠質(zhì)(按照GB/T8019測定)這是指在150℃溫度下，用熱空氣吹過汽油表面使它蒸發(fā)至于，所留下的棕色或黃色的殘余物。實(shí)際膠質(zhì)是以100mL試油中所得殘余物的質(zhì)量(mg)來表示的。我國車用汽油的實(shí)際膠質(zhì)要求不大于5mg/100mL。

(3)誘導(dǎo)期(按照GB/T8018測定)把一定量油樣放入標(biāo)準(zhǔn)的鋼筒中，充入氧氣至0.7MPa壓力，然后放入100℃水中。氧化初期，由于反應(yīng)速度很慢，耗氧較少，氧壓基本不變。經(jīng)過一定時(shí)間后，氧化反應(yīng)加速，耗氧量顯著增大，氧壓也就明顯下降。從油樣放入100℃的水中開始到氧壓明顯下降所經(jīng)歷的時(shí)間稱為誘導(dǎo)期，以分鐘表示。我國車用汽油的誘導(dǎo)期要求不小于480min。

4.改善汽油安定性的方法要提高汽油的安定性，一方面可以采取適當(dāng)?shù)姆椒右跃?，以除去其中某些不飽和烴(主要是二烯烴)和非烴化合物等不安定組分；另一方面可以加入適量的抗氧劑和金屬鈍化劑。3.評定汽油安定性的指標(biāo)

(1)碘值(20四、汽油的抗爆性

衡量燃料是否易于發(fā)生爆震的性質(zhì)稱為抗爆性。1.汽油機(jī)的爆震燃燒在汽油機(jī)的壓縮過程中，可燃混合氣的溫度和壓力都很快上升，汽油便開始發(fā)生氧化反應(yīng)并生成一些過氧化物，即所謂焰前反應(yīng)。當(dāng)火花塞點(diǎn)火后，火花附近的混合氣溫度急劇升高，氧化加劇，進(jìn)而出現(xiàn)最初的火焰中心。在正常燃燒的情況下，火焰中心形成后，隨即發(fā)生火焰?zhèn)鞑ガF(xiàn)象，火焰的前鋒逐層向未燃混合氣推進(jìn)[如圖2—3(a)]。未燃混合氣和已燃混合氣的接觸部分因受熱而溫度升高，同時(shí)由于已燃混合氣的膨脹而使其壓力升高，這樣便大體以球面形狀逐層發(fā)火燃燒，向前推進(jìn)，直至絕大部分燃料燃盡為止。研究表明，在正常的情況下，汽油機(jī)燃燒室中火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?0～70m/s，壓力變化的速度比較平緩[如圖2—3(c)]，發(fā)動機(jī)的工作比較平穩(wěn)，動力性能和經(jīng)濟(jì)性能均較好。四、汽油的抗爆性

衡量燃料是否易于21

爆震是汽油機(jī)的一種不正常燃燒，它發(fā)生在燃燒過程的后期。當(dāng)火花塞點(diǎn)火后，隨著最初形成的火焰中心在氣缸中的傳播，未燃部分的混合氣受已燃?xì)怏w的壓縮和火焰的輻射，溫度、壓力急劇升高，其氧化反應(yīng)加速，過氧化物急劇分解，分支鏈反應(yīng)激增，以致在最初形成的火焰前鋒尚未到達(dá)之前，未燃混合氣的局部溫度已超過其自燃點(diǎn)，從而發(fā)生爆炸性燃燒。此時(shí)，在發(fā)動機(jī)內(nèi)便有兩個(gè)或兩個(gè)以上的火焰中心[如圖2—3(b)]，并從這些中心以100～300m/s(輕微爆震)直到800～1000m/s(強(qiáng)烈爆震)的速率傳播火焰，迅速將混合氣燃燒完畢。在激烈爆震時(shí)，短時(shí)間局部壓力可增高至10MPa以上，局部溫度可達(dá)2000～2500℃。這樣，在氣缸內(nèi)便出現(xiàn)劇烈的壓力振蕩，從而產(chǎn)生速度很高的沖擊波(1000～1500m/s)[如圖2—3(d)]。這種沖擊波對缸壁多次反射，就會產(chǎn)生頻率很高(3000～7000Hz)的金屬敲擊聲，即為爆震。

爆震現(xiàn)象的產(chǎn)生與發(fā)動機(jī)的壓縮比有密切的聯(lián)系。發(fā)動機(jī)的壓縮比愈大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)混合氣的溫度和壓力就愈高，更易于發(fā)生爆震。對于結(jié)構(gòu)已確定的發(fā)動機(jī)，如果燃料的自燃點(diǎn)低，就比較容易產(chǎn)生爆震現(xiàn)象。爆震是汽油機(jī)的一種不正常燃燒，它發(fā)生在燃燒過22圖2—3汽油機(jī)正常燃燒與爆震燃燒的火焰?zhèn)鞑ゼ笆竟D圖2—3汽油機(jī)正常燃燒與爆震燃燒的火焰?zhèn)鞑ゼ笆竟D232.汽油抗爆性的表示方法——辛烷值

汽油的抗爆性是用辛烷值(簡稱ON)來表示的，它是在標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)用可變壓縮比單缸汽油發(fā)動機(jī)中，將待測試樣與標(biāo)準(zhǔn)燃料試樣進(jìn)行對比試驗(yàn)而測得。所用的標(biāo)準(zhǔn)燃料是異辛烷(2，2，4一三甲基戊烷)、正庚烷及其混合物。人為地規(guī)定抗爆性極好的異辛烷的辛烷值為100，抗爆性極差的正庚烷的辛烷值為0。兩者的混合物則以其中異辛烷的體積分?jǐn)?shù)值為其辛烷值。車用汽油辛烷值的測定方法主要有兩種，即馬達(dá)法與研究法，所測得辛烷值的英文略語相應(yīng)為MON及RON。RON與MON兩者的差值稱為燃料的敏感度，它反映汽油的抗爆性能隨發(fā)動機(jī)工況改變而變化的程度。MON和RON的平均值(MON+RON)/2稱為抗爆指數(shù)(ONI)，它列為衡量車用汽油抗爆性的指標(biāo)之一。對于航空汽油，除辛烷值外，還規(guī)定了用增壓航空法以測定其在富混合氣條件下(過?？諝庀禂?shù)α=0.6～0.65)的抗爆性，測得的結(jié)果稱為品度。

3.汽油的抗爆性與化學(xué)組成的關(guān)系

表2—4中列舉了各種烴類的辛烷值。由此可見，汽油的抗爆性取決于其化學(xué)組成。對于同族烴類，其辛烷值隨相對分子質(zhì)量的增大而降低。當(dāng)相對分子質(zhì)量相近時(shí)，各族烴類抗爆性優(yōu)劣的大致順序如下：芳香烴>異構(gòu)烷烴和異構(gòu)烯烴>正構(gòu)烯烴及環(huán)烷烴>正構(gòu)烷烴2.汽油抗爆性的表示方法——辛烷值

24表2—4各族烴類的辛烷值烴類研究法辛烷值（RON）馬達(dá)法辛烷值（MON）烷烴正戊烷62622-甲基丁烷92902，2-二甲基丙烷8580正己烷25262-甲基戊烷73732，2-二甲基丁烷9293正庚烷002-甲基己烷42462，2-二甲基戊烷93962，2，3-三甲基丁烷>100>100正辛烷—-172-甲基庚烷22132，2-二甲基己烷72772，2，3-三甲基戊烷1001002，2，4-三甲基戊烷100100表2—4各族烴類的辛烷值烴類研究法辛烷值（RON）馬25續(xù)表烴類研究法辛烷值（RON）馬達(dá)法辛烷值(MON)烯烴1-己烯76632-己烯93814-甲基-2-戊烯99841-辛烯29352-辛烯56563-辛烯72682，2，4-三甲基-1-戊烯>10086環(huán)烷烴環(huán)戊烷—85甲基環(huán)戊烷9180乙基環(huán)戊烷6761正丙基環(huán)戊烷3128乙丙基環(huán)戊烷8176環(huán)己烷8377甲基環(huán)己烷7571乙基環(huán)己烷4641正丙基環(huán)己烷1814芳香烴苯>100>100甲苯>100>100二甲苯>100>100乙基苯>10098正丙基苯>10098異丙基苯>100991，3，5-三甲基苯>100>100

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4.汽油機(jī)壓縮比與爆震燃燒的關(guān)系

汽油機(jī)的壓縮比越大，壓縮過程終了時(shí)氣缸內(nèi)混合氣的溫度和壓力就越高，這就大大加速了未燃混合氣中過氧化物的生成和聚積，使其更容易自燃，因而爆震的傾向增強(qiáng)。所以，對于壓縮比越大的汽油機(jī)就應(yīng)該選用抗爆性越好的汽油，才不致產(chǎn)生爆震燃燒。也就是說，在壓縮比較大的汽油機(jī)中需要用辛烷值較高的汽油。

表2—5幾種國產(chǎn)汽車的壓縮比、所需辛烷值及油耗耗車型壓縮比所需辛烷值（RON）油耗，L/100km標(biāo)致5048.09011.0北京BJ2138.29011.0桑塔納8.5939.0奧迪10010.0978.74.汽油機(jī)壓縮比與爆震燃燒的關(guān)系

27五、汽油的腐蝕性汽油在使用和儲運(yùn)過程中均與金屬相接觸,為此要求控制汽油及其燃燒產(chǎn)物對金屬的腐蝕性。汽油中會引起腐蝕的物質(zhì)主要有硫及含硫化合物、有機(jī)酸和水溶性酸或堿等。

六、汽油產(chǎn)品的品種和牌號汽油按其用途分為車用汽油和航空汽油，各種汽油均按辛烷值劃分牌號。我國車用汽油分為含鉛汽油及無鉛汽油兩大類，按其研究法辛烷值(RON)含鉛車用汽油分為90號、93號及97號三個(gè)牌號，無鉛車用汽油分為90號、93號及95號三個(gè)牌號，它們分別適用于壓縮比不同的各型汽油機(jī)。我國車用無鉛汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表2—6。我國采用“辛烷值/品度”表示航空汽油的牌號，包括100/130號、95/130號和75號三個(gè)牌號。

七、醇類汽油機(jī)燃料在各種可以替代汽油的物質(zhì)中，甲醇和乙醇是最有希望的燃料，它們可從天然氣、煤或植物轉(zhuǎn)化而得。這些醇類的辛烷值都相當(dāng)高，甲醇的RON/MON為114/95，乙醇的為111/94，其調(diào)和辛烷值則更高。

八、新配方汽油為了使汽油既達(dá)到上述從環(huán)境保護(hù)角度提出的要求，又具有較好的抗爆性，目前所采取的措施主要是摻入一定量的醚類化合物。從表2—7可見，甲基叔丁基醚(簡稱MTBE)和叔戊基甲基醚(簡稱TAME)這兩種醚類的辛烷值都很高，其調(diào)和辛烷值更高(見表2—8)，其中目前最常用的是MTBE。五、汽油的腐蝕性28表2—6車用無鉛汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（據(jù)SH0041—93）項(xiàng)目90號93號95號抗爆性研究法辛烷值（RON）≥90≥93≥95抗爆指數(shù)(RON+MON)/2≥85≥88≥90餾程10%蒸發(fā)溫度，℃≤7050%蒸發(fā)溫度，℃≤12090%蒸發(fā)溫度，℃≤190終餾點(diǎn)，℃≤205殘留量（體積分?jǐn)?shù)），%≤2飽和蒸汽壓，kPa從9月1日至2月29日≤88從3月1日至8月1日≤74實(shí)際膠質(zhì)，mg/100ml≤5誘導(dǎo)期，min≥480硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%≤0.15硫醇博士試驗(yàn)通過硫醇硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%≤0.001銅片腐蝕（50℃，3h）不大于一級水溶性酸或堿無機(jī)械雜質(zhì)及水分無注：硫醇指數(shù)需滿足該欄中的兩個(gè)條件之一表2—6車用無鉛汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（據(jù)SH004129表2—7兩種醚類化合物的性質(zhì)性質(zhì)甲基叔丁基醚（MTBE）叔戊基甲基醚（TAME）相對密度0.7410.750RON118115MON101100(MON+RON)/2109.5107.5氧含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%18.215.7沸點(diǎn)，℃55.386.3蒸汽壓，kPa5122表2—7兩種醚類化合物的性質(zhì)性質(zhì)甲基30表2—8

MTBE在催化裂化汽油中的調(diào)合辛烷值催化裂化汽油中MTBE加入量（體積分?jǐn)?shù)），%MTBE調(diào)合MONMTBE調(diào)合RONMTBE調(diào)合(MON+RON)/25103138120.510102121111.515106121113.520103119111表2—8MTBE在催化裂化汽油中的調(diào)合辛烷值催化裂化31儲存與運(yùn)輸

包裝與貯運(yùn)：

按SH0164進(jìn)行。貯存于內(nèi)浮頂罐或地下，半地下油罐，貯運(yùn)中注意防火、防爆、防靜電、不同牌號的汽油應(yīng)分罐存放，不能混入其它類別的油品。儲存與運(yùn)輸

32使用的安全注意事項(xiàng)燃燒爆炸危險(xiǎn)性及毒性：

屬易燃易爆品，低毒，其毒性隨烯烴含量、硫含量和芳烴含量增加而增加，主要侵入途徑是蒸氣吸入、食入、皮膚及眼睛接觸；閃點(diǎn)在0C以下，自燃點(diǎn)在415C~530C范圍內(nèi)，在正常環(huán)境溫度下，遇明火可能引發(fā)燃燒或爆炸，其蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣體，爆炸極限為1.4%~7.6%(V/V)。使用的安全注意事項(xiàng)燃燒爆炸危險(xiǎn)性及毒性：33演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！34石油產(chǎn)品及其添加劑授課教師：龍曉鑄

石油產(chǎn)品及其添加劑授課教師：龍曉鑄35第一章石油產(chǎn)品的種類和基本生產(chǎn)過程一石油產(chǎn)品的種類我國現(xiàn)將石油產(chǎn)品分為下列6大類。

1.燃料燃料包括汽油、柴油及噴氣燃料(航空煤油)等發(fā)動機(jī)燃料以及燈用煤油、燃料油等。我國的石油產(chǎn)品中燃料約占80%，而其中約60%為各種發(fā)動機(jī)燃料，所產(chǎn)柴油和汽油的比例約為1.3:1。

2.潤滑劑其中包括潤滑油和潤滑脂，主要用于降低機(jī)件之間的摩擦和防止磨損，以減少能耗和延長機(jī)械壽命。其產(chǎn)量不多，僅占石油產(chǎn)品總量的2%左右，但品種達(dá)數(shù)百種之多。

3.石油瀝青石油瀝青用于道路、建筑及防水等方面，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量3%。第一章石油產(chǎn)品的種類和基本生產(chǎn)過程一石油產(chǎn)品的種36

4.石油蠟石油蠟屬于石油中的固態(tài)烴類，是輕工、化工和食品等工業(yè)部門的原料，其產(chǎn)量約占石油產(chǎn)品總量的1%。5.石油焦石油焦可用以制作煉鋁及煉鋼用電極等，其產(chǎn)量約為石油產(chǎn)品總量的2%。

6.溶劑和化工原料約有10%的石油產(chǎn)品是用作石油化工原料和溶劑，其中包括制取乙烯的原料(輕油),以及石油芳烴和各種溶劑油。二石油產(chǎn)品的基本生產(chǎn)過程4.石油蠟二石油產(chǎn)品的基本生產(chǎn)過程37圖1-1常減壓蒸餾流程圖1-1常減壓蒸餾流程38圖1-2三段汽化的常減壓蒸餾工藝流程圖1-2三段汽化的常減壓蒸餾工藝流程39圖1-3常壓塔圖1-3常壓塔40圖1-4催化裂化分餾塔圖1-4催化裂化分餾塔41圖1-5焦化分餾塔圖1-5焦化分餾塔422.潤滑油型減壓塔的工藝特征從蒸餾過程本身來說，對潤滑油料的質(zhì)量要求主要是粘度合適、殘?zhí)贾档汀⑸群?，在一定程度上也要求餾程要窄。

圖7—58（圖1-6）和圖1-7是潤滑油型減壓塔的示意圖。2.潤滑油型減壓塔的工藝特征從蒸餾過程本身來說，對潤滑油43圖1-7

潤滑油型減壓塔圖1-7潤滑油型減壓塔44第二章汽油一、汽油機(jī)(點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī))的工作過程及其對燃料的使用要求

在汽油機(jī)中，燃料是由電火花點(diǎn)燃的，故又稱點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)。

1.汽油機(jī)的構(gòu)造及工作原理按燃料供給方式的不同，汽油機(jī)又可分為化油器式及噴射式兩大類。圖2—1所示為化油器式汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖?；钊跉飧字猩闲兴苓_(dá)到的最高位置稱為“上止點(diǎn)”，下行所能達(dá)到的最低位置稱為“下止點(diǎn)”。圖2—2所示為這兩種情況，其中為氣缸總體積，為燃燒室體積，兩者之比稱為壓縮比。壓縮比是表征發(fā)動機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)之間的直線距離稱為沖程。汽油機(jī)一般是以四沖程循環(huán)工作，依次完成進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹作功、排氣這四個(gè)過程。有的汽油機(jī)是兩沖程的。第二章汽油一、汽油機(jī)(點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī))的工作過45圖2—1汽油機(jī)（點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)）結(jié)構(gòu)示意圖圖2—1汽油機(jī)（點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)）結(jié)構(gòu)示意圖46圖2—2汽油機(jī)上止點(diǎn)與下止點(diǎn)示意圖圖2—2汽油機(jī)上止點(diǎn)與下止點(diǎn)示意圖47(1)進(jìn)氣過程(2)壓縮過程(3)作功過程(點(diǎn)火燃燒)(4)排氣過程(5)一般汽油機(jī)都是由四個(gè)或六個(gè)氣缸按一定順序組合而連續(xù)進(jìn)行工作的。(6)在噴射式汽油機(jī)中，燃料可更均勻地分配給各個(gè)氣缸；同時(shí)，由于不需要喉管而減少了進(jìn)氣的阻力等，可提高氣缸內(nèi)的平均有效壓力和熱效率；此外，還可以減弱或避免爆震燃燒。2.汽油機(jī)對燃料的使用要求汽油是可用作點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)燃料的石油輕質(zhì)餾分。對汽油的使用要求主要有：①在所有的工況下，具有足夠的揮發(fā)性以形成可燃混合氣。②燃燒平穩(wěn)，不產(chǎn)生爆震燃燒現(xiàn)象。③儲存安定性好，生成膠質(zhì)的傾向小。④對發(fā)動機(jī)沒有腐蝕作用。⑤排出的污染物少。(1)進(jìn)氣過程48二、汽油的蒸發(fā)性反映汽油蒸發(fā)性能的指標(biāo)是其餾程和飽和蒸氣壓。1.餾程按照規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備和方法將汽油試樣進(jìn)行蒸餾，可得到試樣的餾出溫度和餾出體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系，也就是餾程。餾程能大體表示該汽油的沸點(diǎn)范圍和蒸發(fā)性能。其10%、50%、90%各餾出溫度和干點(diǎn)的意義如下：

(1)10%餾出溫度它表示汽油中所含低沸點(diǎn)餾分的多少，對汽油機(jī)起動的難易有決定性影響，同時(shí)，也與產(chǎn)生氣阻的傾向有密切關(guān)系。汽油10%餾出溫度與發(fā)動機(jī)能迅速起動的最低溫度之間的關(guān)系見表2—1。它與開始產(chǎn)生氣阻溫度之間的關(guān)系見表2—2。我國車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求其10%餾出溫度不高于70℃。二、汽油的蒸發(fā)性反映汽油蒸發(fā)性能的指標(biāo)是其49表2—1汽油的10%餾出溫度與發(fā)動機(jī)能迅速啟動的最低溫度的關(guān)系10%餾出溫度，℃546066717782最低啟動溫度，℃-21-17-13-9-6-2表2—2汽油的10%餾出溫度與開始產(chǎn)生氣阻溫度的關(guān)系10%餾出溫度，℃4050607080開始產(chǎn)生氣阻溫度，℃-13+7+27+47+67表2—1汽油的10%餾出溫度與發(fā)動機(jī)能迅速啟動的最50

(2)50%餾出溫度它表示汽油的平均蒸發(fā)性能，與汽油機(jī)起動后升溫時(shí)間的長短以及加速是否及時(shí)均有密切關(guān)系。我國車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求50%餾出溫度不高于120℃。

(3)90%餾出溫度和終餾點(diǎn)(或干點(diǎn))這兩個(gè)溫度是表示汽油中重餾分含量的多少。表2—3所示為汽油干點(diǎn)與發(fā)動機(jī)活塞磨損及汽油消耗量的關(guān)系。由表可見，當(dāng)使用干點(diǎn)225℃的汽油時(shí)，發(fā)動機(jī)活塞的磨損比使用干點(diǎn)為200℃的汽油大一倍，汽油消耗量也增多7%。我國車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求90%餾出溫度不高于190℃，終餾點(diǎn)不高于205℃。

2.飽和蒸汽壓汽油的飽和蒸汽壓是用規(guī)定的儀器，在燃料蒸汽與液體的體積比為4:1以及在38℃的條件下測定的。國外將此指標(biāo)稱為雷德蒸汽壓(RVP)，它是衡量汽油在汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)中是否易于產(chǎn)生氣阻的指標(biāo)，同時(shí)還可相對地衡量汽油在儲存運(yùn)輸中的損耗傾向。我國車用無鉛汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定從9月1日至2月29日使用的汽油飽和蒸汽壓不高于88kPa；從3月1日至8月30日使用的汽油，飽和蒸汽壓不高于74kPa。我國航空汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定其飽和蒸汽壓為27～48kPa。(2)50%餾出溫度51表2—3汽油干點(diǎn)與發(fā)動機(jī)活塞磨損及汽油消耗量的關(guān)系汽油干點(diǎn)，℃發(fā)動機(jī)活塞相對磨損，%汽油相對消耗量，%1759798200100100225200107250500140表2—3汽油干點(diǎn)與發(fā)動機(jī)活塞磨損及汽油消耗量的關(guān)52三、汽油的安定性

汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力稱為汽油的氧化安定性，簡稱安定性。安定性不好的汽油，在儲存和輸送過程中容易發(fā)生氧化反應(yīng)，生成膠質(zhì)，使汽油的顏色變深，甚至?xí)a(chǎn)生沉淀。

1.汽油的化學(xué)組成與其安定性的關(guān)系汽油中所含有的不飽和烴是導(dǎo)致其性質(zhì)不安定的主要原因。在不飽和烴中，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，氧化的難易也有差異。其產(chǎn)生膠質(zhì)的傾向依下列次序遞增：鏈烯烴<環(huán)烯烴<二烯烴。

直餾汽油餾分不含不飽和烴，所以它的安定性很好；而二次加工生成的汽油餾分(如裂化汽油等)由于含有大量不飽和烴以及其他非烴化合物，其安定性就較差。2.外界條件對汽油安定性的影響汽油的變質(zhì)除與其本身的化學(xué)組成密切相關(guān)外，還與溫度、金屬表面的作用、與空氣接觸面積的大小等有關(guān)。鑒于溫度、光照以及與空氣的接觸狀況均對汽油的安定性有明顯的影響，因此在儲存汽油時(shí)應(yīng)采取避光、降溫及降低與空氣的接觸面積等措施。三、汽油的安定性

汽油在常溫和液相條件下抵533.評定汽油安定性的指標(biāo)

(1)碘值(按照SY2114測定)它是以100g樣品中消耗的碘的質(zhì)量(g)來表示。碘值越大說明其中不飽和烴含量越多，汽油的安定性也就越差。我國的航空汽油要求碘值不大于12g(I)/100g。

(2)實(shí)際膠質(zhì)(按照GB/T8019測定)這是指在150℃溫度下，用熱空氣吹過汽油表面使它蒸發(fā)至于，所留下的棕色或黃色的殘余物。實(shí)際膠質(zhì)是以100mL試油中所得殘余物的質(zhì)量(mg)來表示的。我國車用汽油的實(shí)際膠質(zhì)要求不大于5mg/100mL。

(3)誘導(dǎo)期(按照GB/T8018測定)把一定量油樣放入標(biāo)準(zhǔn)的鋼筒中，充入氧氣至0.7MPa壓力，然后放入100℃水中。氧化初期，由于反應(yīng)速度很慢，耗氧較少，氧壓基本不變。經(jīng)過一定時(shí)間后，氧化反應(yīng)加速，耗氧量顯著增大，氧壓也就明顯下降。從油樣放入100℃的水中開始到氧壓明顯下降所經(jīng)歷的時(shí)間稱為誘導(dǎo)期，以分鐘表示。我國車用汽油的誘導(dǎo)期要求不小于480min。

4.改善汽油安定性的方法要提高汽油的安定性，一方面可以采取適當(dāng)?shù)姆椒右跃?，以除去其中某些不飽和烴(主要是二烯烴)和非烴化合物等不安定組分；另一方面可以加入適量的抗氧劑和金屬鈍化劑。3.評定汽油安定性的指標(biāo)

(1)碘值(54四、汽油的抗爆性

衡量燃料是否易于發(fā)生爆震的性質(zhì)稱為抗爆性。1.汽油機(jī)的爆震燃燒在汽油機(jī)的壓縮過程中，可燃混合氣的溫度和壓力都很快上升，汽油便開始發(fā)生氧化反應(yīng)并生成一些過氧化物，即所謂焰前反應(yīng)。當(dāng)火花塞點(diǎn)火后，火花附近的混合氣溫度急劇升高，氧化加劇，進(jìn)而出現(xiàn)最初的火焰中心。在正常燃燒的情況下，火焰中心形成后，隨即發(fā)生火焰?zhèn)鞑ガF(xiàn)象，火焰的前鋒逐層向未燃混合氣推進(jìn)[如圖2—3(a)]。未燃混合氣和已燃混合氣的接觸部分因受熱而溫度升高，同時(shí)由于已燃混合氣的膨脹而使其壓力升高，這樣便大體以球面形狀逐層發(fā)火燃燒，向前推進(jìn)，直至絕大部分燃料燃盡為止。研究表明，在正常的情況下，汽油機(jī)燃燒室中火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?0～70m/s，壓力變化的速度比較平緩[如圖2—3(c)]，發(fā)動機(jī)的工作比較平穩(wěn)，動力性能和經(jīng)濟(jì)性能均較好。四、汽油的抗爆性

衡量燃料是否易于55

爆震是汽油機(jī)的一種不正常燃燒，它發(fā)生在燃燒過程的后期。當(dāng)火花塞點(diǎn)火后，隨著最初形成的火焰中心在氣缸中的傳播，未燃部分的混合氣受已燃?xì)怏w的壓縮和火焰的輻射，溫度、壓力急劇升高，其氧化反應(yīng)加速，過氧化物急劇分解，分支鏈反應(yīng)激增，以致在最初形成的火焰前鋒尚未到達(dá)之前，未燃混合氣的局部溫度已超過其自燃點(diǎn)，從而發(fā)生爆炸性燃燒。此時(shí)，在發(fā)動機(jī)內(nèi)便有兩個(gè)或兩個(gè)以上的火焰中心[如圖2—3(b)]，并從這些中心以100～300m/s(輕微爆震)直到800～1000m/s(強(qiáng)烈爆震)的速率傳播火焰，迅速將混合氣燃燒完畢。在激烈爆震時(shí)，短時(shí)間局部壓力可增高至10MPa以上，局部溫度可達(dá)2000～2500℃。這樣，在氣缸內(nèi)便出現(xiàn)劇烈的壓力振蕩，從而產(chǎn)生速度很高的沖擊波(1000～1500m/s)[如圖2—3(d)]。這種沖擊波對缸壁多次反射，就會產(chǎn)生頻率很高(3000～7000Hz)的金屬敲擊聲，即為爆震。

爆震現(xiàn)象的產(chǎn)生與發(fā)動機(jī)的壓縮比有密切的聯(lián)系。發(fā)動機(jī)的壓縮比愈大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)混合氣的溫度和壓力就愈高，更易于發(fā)生爆震。對于結(jié)構(gòu)已確定的發(fā)動機(jī)，如果燃料的自燃點(diǎn)低，就比較容易產(chǎn)生爆震現(xiàn)象。爆震是汽油機(jī)的一種不正常燃燒，它發(fā)生在燃燒過56圖2—3汽油機(jī)正常燃燒與爆震燃燒的火焰?zhèn)鞑ゼ笆竟D圖2—3汽油機(jī)正常燃燒與爆震燃燒的火焰?zhèn)鞑ゼ笆竟D572.汽油抗爆性的表示方法——辛烷值

汽油的抗爆性是用辛烷值(簡稱ON)來表示的，它是在標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)用可變壓縮比單缸汽油發(fā)動機(jī)中，將待測試樣與標(biāo)準(zhǔn)燃料試樣進(jìn)行對比試驗(yàn)而測得。所用的標(biāo)準(zhǔn)燃料是異辛烷(2，2，4一三甲基戊烷)、正庚烷及其混合物。人為地規(guī)定抗爆性極好的異辛烷的辛烷值為100，抗爆性極差的正庚烷的辛烷值為0。兩者的混合物則以其中異辛烷的體積分?jǐn)?shù)值為其辛烷值。車用汽油辛烷值的測定方法主要有兩種，即馬達(dá)法與研究法，所測得辛烷值的英文略語相應(yīng)為MON及RON。RON與MON兩者的差值稱為燃料的敏感度，它反映汽油的抗爆性能隨發(fā)動機(jī)工況改變而變化的程度。MON和RON的平均值(MON+RON)/2稱為抗爆指數(shù)(ONI)，它列為衡量車用汽油抗爆性的指標(biāo)之一。對于航空汽油，除辛烷值外，還規(guī)定了用增壓航空法以測定其在富混合氣條件下(過剩空氣系數(shù)α=0.6～0.65)的抗爆性，測得的結(jié)果稱為品度。

3.汽油的抗爆性與化學(xué)組成的關(guān)系

表2—4中列舉了各種烴類的辛烷值。由此可見，汽油的抗爆性取決于其化學(xué)組成。對于同族烴類，其辛烷值隨相對分子質(zhì)量的增大而降低。當(dāng)相對分子質(zhì)量相近時(shí)，各族烴類抗爆性優(yōu)劣的大致順序如下：芳香烴>異構(gòu)烷烴和異構(gòu)烯烴>正構(gòu)烯烴及環(huán)烷烴>正構(gòu)烷烴2.汽油抗爆性的表示方法——辛烷值

58表2—4各族烴類的辛烷值烴類研究法辛烷值（RON）馬達(dá)法辛烷值（MON）烷烴正戊烷62622-甲基丁烷92902，2-二甲基丙烷8580正己烷25262-甲基戊烷73732，2-二甲基丁烷9293正庚烷002-甲基己烷42462，2-二甲基戊烷93962，2，3-三甲基丁烷>100>100正辛烷—-172-甲基庚烷22132，2-二甲基己烷72772，2，3-三甲基戊烷1001002，2，4-三甲基戊烷100100表2—4各族烴類的辛烷值烴類研究法辛烷值（RON）馬59續(xù)表烴類研究法辛烷值（RON）馬達(dá)法辛烷值(MON)烯烴1-己烯76632-己烯93814-甲基-2-戊烯99841-辛烯29352-辛烯56563-辛烯72682，2，4-三甲基-1-戊烯>10086環(huán)烷烴環(huán)戊烷—85甲基環(huán)戊烷9180乙基環(huán)戊烷6761正丙基環(huán)戊烷3128乙丙基環(huán)戊烷8176環(huán)己烷8377甲基環(huán)己烷7571乙基環(huán)己烷4641正丙基環(huán)己烷1814芳香烴苯>100>100甲苯>100>100二甲苯>100>100乙基苯>10098正丙基苯>10098異丙基苯>100991，3，5-三甲基苯>100>100

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4.汽油機(jī)壓縮比與爆震燃燒的關(guān)系

汽油機(jī)的壓縮比越大，壓縮過程終了時(shí)氣缸內(nèi)混合氣的溫度和壓力就越高，這就大大加速了未燃混合氣中過氧化物的生成和聚積，使其更容易自燃，因而爆震的傾向增強(qiáng)。所以，對于壓縮比越大的汽油機(jī)就應(yīng)該選用抗爆性越好的汽油，才不致產(chǎn)生爆震燃燒。也就是說，在壓縮比較大的汽油機(jī)中需要用辛烷值較高的汽油。

表2—5幾種國產(chǎn)汽車的壓縮比、所需辛烷值及油耗耗車型壓縮比所需辛烷值（RON）油耗，L/100km標(biāo)致5048.09011.0北京BJ2138.29011.0桑塔納8.5939.0奧迪10010.0978.74.汽油機(jī)壓縮比與爆震燃燒的關(guān)系

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