2.0燃料概論.ppt

1、第二章 燃料概論,燃料分類(lèi),按狀態(tài)分 固體燃料、液體燃料、氣體燃料 按獲得方法分 天然燃料、人工燃料 按能量釋放方式分 化學(xué)燃料、核燃料,燃料組成,通過(guò)工業(yè)分析、元素分析和成分分析，獲取燃料化學(xué)組成,工業(yè)分析,元素分析,成分分析,確定水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳的含量,確定C、H、O、N、S、灰分、水分的含量,確定各種物質(zhì)成分的含量,一、固體燃料,固體燃料種類(lèi),天然固體燃料 木質(zhì)燃料 礦物質(zhì)燃料主要是煤 人工固體燃料 木炭、焦炭等,主要內(nèi)容,1、煤的用途 2、煤的分類(lèi) 3、煤的化學(xué)組成 4、煤的成分表達(dá)及換算 5、煤的使用性能,重點(diǎn)掌握,1、煤的用途,動(dòng)力煤 發(fā)電用煤；蒸汽機(jī)車(chē)用煤；建材用煤；一

2、般工業(yè)鍋爐用煤；生活用煤；冶金用動(dòng)力煤 煉焦煤 煉焦炭用，包括氣煤、肥美、焦煤、瘦煤等,2、煤的種類(lèi),根據(jù)母體物質(zhì)碳化程度不同，分為四大類(lèi)： 泥煤 褐煤 煙煤 無(wú)煙煤,泥煤,在地質(zhì)學(xué)上 最年輕的煤，剛剛由植物轉(zhuǎn)變而來(lái) 在物理性質(zhì)上 尚保留植物遺體痕跡，質(zhì)地疏松 含氧量最高達(dá)28-38%，含碳較少，密度小，呈酸性，水分含量高,在使用性能上 揮發(fā)分高，可燃性好，反應(yīng)性強(qiáng)，極易氧化和自燃；含硫量低，機(jī)械性能差，灰分熔點(diǎn)低 工業(yè)應(yīng)用 工業(yè)價(jià)值不大，不適合長(zhǎng)途運(yùn)輸 小型鍋爐燃料或氣化原料,生產(chǎn)綠色有機(jī)復(fù)合肥中應(yīng)用較廣泛,褐煤,地質(zhì)學(xué) 經(jīng)泥煤進(jìn)一步變化后生成，已完成了植物遺體的炭化過(guò)程。因能將熱堿水染成褐

3、色得名 物理化學(xué)性 與泥煤相比，密度較大，含碳量較高，氫和氧的含量較小，揮發(fā)分產(chǎn)率較低 使用性能 粘結(jié)性弱，很易于氧化和自燃，吸水性較強(qiáng)，新開(kāi)采褐煤機(jī)械強(qiáng)度較大，但易在空氣中風(fēng)化和破碎 工業(yè)用途 可作為地方性燃料，不適合遠(yuǎn)地運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)存,煙煤,物理化學(xué)性質(zhì) 炭化程度較高。與褐煤相比，含碳量增加，氫和氧的含量減少，揮發(fā)分較少，密度較大，吸水性較小 工業(yè)用途 冶金工業(yè)和動(dòng)力工業(yè)不可缺少的燃料 近代化學(xué)工業(yè)的重要原料 煉焦的主要原料，其最大的特點(diǎn)是具有粘結(jié)性，這是其他固體燃料所沒(méi)有的,煙煤,低變質(zhì)程度 長(zhǎng)焰煤、氣煤 中等變質(zhì)程度 肥煤、焦煤 高變質(zhì)程度 瘦煤、貧煤,分類(lèi)依據(jù)主要是粘結(jié)性大小和揮發(fā)分

4、產(chǎn)率大小,無(wú)煙煤,地質(zhì)學(xué) 礦物化程度最高的煤，也是年齡最老的煤 物理化學(xué)性 密度大，含碳量高，揮發(fā)分極少，組織致密而堅(jiān)硬，吸水性小，灰分少，含硫量低 使用性能 受熱易爆裂成碎片，可燃性較差，不易著火，但發(fā)熱量大 工業(yè)用途 燃料，適合長(zhǎng)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)存；化肥、陶瓷、制造鍛造等行業(yè),北京京煤集團(tuán)，晉城煤業(yè)集團(tuán)，焦作煤業(yè)集團(tuán)，河南永城礦區(qū)，神華寧煤集團(tuán)，陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán),工業(yè)上將煤分為四大類(lèi)，每一大類(lèi)中又可分為很多小類(lèi)，為什么要進(jìn)行細(xì)分？,工業(yè)分類(lèi)是為了合理利用煤炭資源以及統(tǒng)一使用規(guī)格。各種以煤為燃料或原料的工業(yè)對(duì)煤都有特定的技術(shù)要求，只有恰當(dāng)?shù)厥褂妹悍N，才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，合理地利用煤炭資源,3、煤的化

5、學(xué)組成,煤由結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的有機(jī)化合物和一些無(wú)機(jī)礦物質(zhì)組成。化合物的分子結(jié)構(gòu)至今仍不十分清楚 化學(xué)組成測(cè)定方法 元素分析法 工業(yè)分析法,煤的化學(xué)組成,元素分析 C：主要可燃元素，炭化程度越高，含碳量越大 泥煤：70% 煙煤：7890% 褐煤：7078% 無(wú)煙煤：90%以上,碳C,氫H,氧O,氮N,硫S,灰分A,水分M,可燃質(zhì),惰性質(zhì),氫（H）,煤的主要可燃元素，含量較低，一般在5%以下。以?xún)煞N形式存在： 有效氫 氫元素與C、S結(jié)合 熱值很高，約為C的3.7倍 含碳量為85%時(shí)，有效氫含量達(dá)到最大 化合氫 氫元素與O結(jié)合形成不可燃化合物H2O,氧（O）和氮（N）,氧（O）是煤中的有害元素，與C、H

6、結(jié)合構(gòu)成氧化物，使它們失去燃燒性而降低煤的熱值。炭化程度高，氧含量降低 氮（N）一般不反應(yīng)。但高溫下會(huì)氧化形成有害氣體NOx，產(chǎn)生污染 一般含量為0.52% 干餾工業(yè)中，可作為氮素資源回收,硫（S）,硫（S）有三種存在形式 有機(jī)硫，來(lái)自母體植物，均勻分布 黃鐵礦硫，與鐵結(jié)合在一起形成FeS2 硫酸鹽硫，以硫酸鹽的形式存在，主要是CaSO42H2O和FeSO4 前兩種硫都能參加燃燒，總稱(chēng)為可燃硫或揮發(fā)硫；第三種硫不能進(jìn)行燃燒,硫（S）是一種極為有害的物質(zhì) 硫在燃燒后生成SO2和SO3能危害人體健康和造成大氣污染及形成酸雨 在加熱爐中能造成金屬的氧化和脫碳 在鍋爐中能引起鍋爐換熱面的腐蝕 焦炭中的

7、硫還影響生鐵和鋼的質(zhì)量 很多情況下都要進(jìn)行脫硫洗選 除掉黃鐵礦硫和硫酸鹽硫 焦?fàn)t洗精煤含硫量應(yīng)控制在0.6%以下,灰分（A）,灰分（A）為煤中礦物雜質(zhì)在燃燒過(guò)程中經(jīng)高溫分解和氧化作用后生成的固體殘留物 是一種有害成分 影響高爐冶煉的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 降低煤發(fā)熱量 低熔點(diǎn)灰分易結(jié)渣，有礙于空氣流通和氣流的均勻，使燃燒過(guò)程受到破壞 造成不完全燃燒，及不利于設(shè)備維護(hù)和操作,水分（M）,外部水分 不被燃料吸收而是機(jī)械地附在燃料表面上的水 在大氣中自然風(fēng)干后即可去除 內(nèi)部水分 被煤粒內(nèi)部毛細(xì)孔吸附的水分，在內(nèi)部均勻分布 自然風(fēng)干不能去除，在105110加熱后去除 通常指水分就是上兩種，稱(chēng)為全水分 化合水 礦

8、物雜質(zhì)的礦物結(jié)晶水，在200500加熱后去除 熱解水 有機(jī)質(zhì)中的氫和氧在干餾或燃燒后形成的水,注意跟書(shū)本P20區(qū)別,4、煤的成分表達(dá)及換算,4.1 元素分析 以各元素組分的質(zhì)量百分比表示,C+H+O+N+S+A+M=100,成分分析基準(zhǔn)用來(lái)表達(dá)成分含量所處狀態(tài)和條件，可確切地反映煤的特性，使各種分析結(jié)果具有可比性,常用的分析基準(zhǔn),4種元素分析的成分基準(zhǔn)（成分表達(dá)）,收到基,空氣干燥基,干燥基,干燥無(wú)灰基,燃燒計(jì)算時(shí)使用,用于確定內(nèi)在水分,用于確定灰分,用于煤的分類(lèi)和表示揮發(fā)分含量,應(yīng)用基,分析基,干燥基,可燃基,下標(biāo)ar,下標(biāo)ad,下標(biāo)d,下標(biāo)daf,收到基 以包括全部七種組分在內(nèi)的燃料成分總

9、量作為計(jì)算基準(zhǔn)，又稱(chēng)應(yīng)用基。各組分在收到基燃料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為收到基成分。 Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100 空氣干燥基 以除去外部水分后的燃料成分總量作為計(jì)算基準(zhǔn)。各組分在空氣干燥基燃料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為空氣干燥基成分 Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100,干燥基： 以除去全部水分后的燃料成分總量作為計(jì)算基準(zhǔn)。各組分在干燥基燃料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)即為干燥基成分 Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100 以Ad表示灰分含量更為準(zhǔn)確 干燥無(wú)灰基： 以除去水分和灰分后的燃料成分總量作為計(jì)算基準(zhǔn)，又稱(chēng)可燃基 Cdaf+Hdaf+Odaf+Nda

10、f+Sdaf=100,成分換算,相對(duì)于收到基成分，干燥成分被放大了100/(100-Mar)倍，因此 干燥成分/收到基成分 100/(100-Mar) 相對(duì)于收到基成分，可燃成分被放大了100/(100-Mar-Aar)倍，因此 可燃成分/收到基成分 100/(100-Mar-Aar) 相對(duì)于干燥成分，可燃成分被放大了100/(100-Ad)倍，因此 可燃成分/干燥成分 100/(100-Ad),例、試將下列煤的成分換算成收到基成分,根據(jù) 首先應(yīng)求出灰分的收到基含量Aar Aar=Ad*(100-Mar)/100=12.5*(100-20)/100=10 Car=Cdaf*(100-Mar-A

11、ar)/100=50.4 Har=3.5 Oar=14.0 Nar=1.4 Sar=0.7,可燃成分/收到基成分=100/(100-Aar-Mar),4.2 煤的工業(yè)分析 煤的元素分析工作量大，復(fù)雜，工程應(yīng)用多用工業(yè)分析成分。內(nèi)容是測(cè)定水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳的百分含量 方法：干餾，即把煤在隔離空氣的情況下加熱 把煤加熱到110oC，使水分蒸發(fā)，測(cè)出水分含量 在隔絕空氣下加熱到850oC，測(cè)出揮發(fā)分含量 然后通入空氣使焦塊全部燃燒，測(cè)出灰分和固定碳含量,煤干餾過(guò)程,首先全水分蒸發(fā)M 接著逸出的全部氣體稱(chēng)為揮發(fā)分V 礦物結(jié)晶水、揮發(fā)性成分、熱分解產(chǎn)物 比如有CO2、CO、H2、CH4、CmHn

12、、N2、熱解水蒸汽、礦物結(jié)晶水蒸汽 然后形成的固體殘留物為焦塊 固定碳 FC100（MVA） 灰分 最后通入空氣燃燒剩下的是灰分A,提問(wèn),1、如何保證干餾過(guò)程煤與空氣隔絕 2、水分M、揮發(fā)分V、固定碳FC、灰分A的百分含量是如何怎樣測(cè)定的？,隔絕空氣是為了避免氧化，最常用的方法是通入氮?dú)?M：在110oC加熱前后測(cè)量煤樣質(zhì)量，減少量即為水分量。除以煤初始質(zhì)量即得水分百分含量 V：在850oC干餾前后測(cè)量干燥煤樣質(zhì)量，減少量即為揮發(fā)分質(zhì)量。除以煤初始質(zhì)量即得揮發(fā)分百分含量 FC：測(cè)量燃燒前后焦塊質(zhì)量，減少量即為固定碳質(zhì)量，除以煤初始質(zhì)量即得固定碳百分含量 A：燃燒后剩下的即為灰分，測(cè)量其質(zhì)量，除

13、以煤初始質(zhì)量即得灰分的百分含量。,提問(wèn),工業(yè)分析得到的碳含量與元素分析的碳含量是否相同？為什么？ 不相同。工業(yè)分析過(guò)程中，一部分碳以氣態(tài)碳?xì)浠衔锏男问綋]發(fā)，形成揮發(fā)分，因此工業(yè)分析得到的固定碳含量小于元素分析的碳含量,工業(yè)分析作用,確定煤的具體屬類(lèi) 有利于確定煤的用途和制定工藝制度 揮發(fā)分高的煤，干餾時(shí)可以得到較多的煤氣和焦油，燃燒時(shí)火焰較長(zhǎng) 固定碳多的煤，干餾時(shí)焦炭的收得率高,不同煤質(zhì)揮發(fā)分含量和析出溫度,實(shí)際工業(yè)分析數(shù)據(jù),各欄的含義？固定碳含量？如何換算為其他成分？初步判斷煤樣,1、水分、揮發(fā)分、灰分是各煤樣的工業(yè)分析值；Vd是干燥基揮發(fā)分；Ad是干燥基灰分 2、固定碳含量：100-M-

14、V-A 3、煤樣種類(lèi)的判斷依據(jù)：主要是干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf,固定碳含量： FC=100-M-V-A=100-0.8-29.57-20.07=49.56 固定碳的成分換算 FCd=FC*100/(100-Mar) =49.56/(1-0.8%)=49.96 FCdaf=FCd/(1-Ad%)=49.96/(1-20.23%)=62.63 干燥無(wú)灰基揮發(fā)分 Vdaf=Vd/(1-Ad%) =29.81/(1-20.23%)=37.37,5、煤的使用性能,5.1煤的發(fā)熱量（熱值） 定義 單位質(zhì)量的燃料完全燃燒釋放出的熱量，Q 兩種發(fā)熱量 高位發(fā)熱量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的煤完全燃燒后，燃燒煙氣的溫度降低至室

15、溫所放出的全部熱量，Qgr,ar 低位發(fā)熱量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)，所放出全部熱量中去除煙氣中水蒸氣凝結(jié)所放熱量后的熱量，Qnet,ar,煤的發(fā)熱量是煤質(zhì)的重要指標(biāo)，是計(jì)算熱平衡、耗煤量、熱效率等的依據(jù),高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量,高位發(fā)熱量與低位發(fā)熱量之間相差燃料燃燒后生成水分所吸收的汽化潛熱 水在0，1atm下的汽化潛熱為2290KJ/Kg,約定： 工程上，排煙溫度高于100，蒸汽不會(huì)凝結(jié)，應(yīng)用低位發(fā)熱量作為計(jì)算燃料放熱的依據(jù),煤的發(fā)熱量測(cè)定,3種方法 氧彈量熱計(jì)直接測(cè)定 應(yīng)用工業(yè)分析值計(jì)算 應(yīng)用元素分析值計(jì)算,工業(yè)分析值計(jì)算發(fā)熱量,我國(guó)煤炭科學(xué)院提出的公式 褐煤：Qnet,ar=4.181

16、6(10F+6500-10W-5A-Q) 煙煤：Qnet,ar=4.1816(50F-9A+K-Q) 無(wú)煙煤：Qnet,ar=4.1816(100F+3(V-W)-K-Q) 其中K、K是常數(shù)，跟揮發(fā)分含量、粘結(jié)序數(shù)有關(guān) Q是高發(fā)熱量與低發(fā)熱量的差值,元素分析值計(jì)算發(fā)熱量,實(shí)驗(yàn)表明，含碳量為87時(shí)發(fā)熱量最大 杜隆公式： Qgr,ar=4.18 81C+342.5(H-O/8)+22.5S (kJ/kg) 門(mén)捷列夫公式： Qgr,ar=4.1881C+300H-26(O-S) (kJ/kg) 高低發(fā)熱量間的換算： Qnet,ar=Qgr,ar- 4.18*6(9H+M) (kJ/kg),5.2 煤

17、的比熱、導(dǎo)熱系數(shù),室溫下煤的比熱約為0.841.67kJ/(kg) 比熱隨煤的變質(zhì)程度、水分、礦物質(zhì)含量和環(huán)境溫度變化而變化 炭化程度高，比熱減小 泥煤1.38，褐煤1.21，煙煤1.001.09 通常，礦物質(zhì)含量增高，比熱降低 溫度變化，比熱先增后降,導(dǎo)熱系數(shù),一般在0.2320.348W/(m) 隨炭化程度升高而增大 同一煤種，水分含量增大，導(dǎo)熱系數(shù)增大,5.3 粘結(jié)性和焦結(jié)性,粘結(jié)性：粉碎后的煤在隔絕空氣的情況下加熱到一定溫度時(shí)，煤的顆粒相互粘結(jié)形成焦塊的性質(zhì) 焦結(jié)性：指在工業(yè)煉焦條件下，一種煤或幾種煤混合后的粘結(jié)性，也就是煤能煉出冶金焦炭的性質(zhì) 了解粘結(jié)性和焦結(jié)性有助于知道某種煤是否適

18、于煉焦及其燃燒特性 強(qiáng)粘結(jié)性的煤在氣化和燃燒時(shí)，容易結(jié)成大塊，嚴(yán)重影響氣流的均勻分布,粘結(jié)序數(shù),實(shí)驗(yàn)室中用坩堝法測(cè)定粘結(jié)性，干餾后按外形分八個(gè)等級(jí)，稱(chēng)為粘結(jié)序數(shù) 1粉狀焦炭殘留物均為粉末 2黏著殘留物粘著，手輕壓成粉末 3弱黏著殘留物粘結(jié)，手輕壓碎成小塊 4不熔融黏結(jié)手指用力壓裂成小塊 5不膨脹融化黏結(jié)成淺平餅狀，表面有銀白色金屬光澤 6微膨脹熔融黏結(jié)表面銀白色金屬光澤，表面有小氣泡 7膨脹熔融黏結(jié)表面銀白色金屬光澤，高度不超過(guò)15mm 8強(qiáng)膨脹熔融黏結(jié)焦渣高度大于15mm,5.4 煤的耐熱性,耐熱性煤在高溫條件下對(duì)熱的穩(wěn)定程度，反映煤在受熱時(shí)是否易于破碎，即熱穩(wěn)定性 耐熱性的好壞影響煤的燃燒

19、和氣化效果 耐熱性好，氣化或燃燒時(shí)能保持完整的塊度，逐步完成氣化或燃燒 耐熱性差，則易破碎成小塊或粉末，造成氣流通道阻力增大甚至局部堵塞，易發(fā)生燒穿現(xiàn)象,耐熱性受水分和煤結(jié)構(gòu)因素的影響 結(jié)構(gòu)不均一，受熱時(shí)易造成較大的內(nèi)外溫差，導(dǎo)致破碎 裂隙中的水分高溫下急劇蒸發(fā)，導(dǎo)致爆裂 無(wú)煙煤和褐煤的熱穩(wěn)定性較差，可通過(guò)熱處理加以改善,5.5 煤的結(jié)渣性,煤燃燒產(chǎn)生高溫，使灰分熔融成渣。結(jié)渣性即煤中礦物質(zhì)的結(jié)塊性能 對(duì)燃燒不利和氣化均不利 影響因素主要有煤的灰分產(chǎn)率、煤灰的熔融性以及環(huán)境氣氛 熔融溫度低，結(jié)渣率高 灰分高，結(jié)渣率高 還原性氣氛中結(jié)渣率高于氧化性氣氛,二、液體燃料,液體燃料分類(lèi),液體燃料,天然

20、液體燃料,石油,人工液體燃料,煤 燃料油,重油、渣油 汽油、柴油、煤油,液體燃料的特點(diǎn),熱值高 1kg石油燃燒放熱41.8MJ，1kg煤燃燒熱量20.929.26MJ 灰分含量低，易燃燒 便于運(yùn)輸和貯存 污染物排放低 煙塵排放量很低 輕油氧化硫排放量低,石油,石油,淡黃色到黑色，大多是黑色,流動(dòng)或半流動(dòng)的粘稠液體,相對(duì)密度一般小于1,石油的重要性,工業(yè)的血液，石油化工產(chǎn)品幾乎能用于所有的工業(yè)部門(mén) 現(xiàn)代化的工業(yè)離不開(kāi)石油，就像人體離不開(kāi)血液一樣。 極其重要的國(guó)家戰(zhàn)略物資 除了是工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的“血液” 還是國(guó)防的關(guān)鍵物資 世界能源爭(zhēng)奪的焦點(diǎn) 1980年的兩伊戰(zhàn)爭(zhēng)、2003年伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)等,本小節(jié)主要內(nèi)容

21、,石油的組成是什么樣的？ 石油如何進(jìn)行加工進(jìn)而利用？ 石油的加工產(chǎn)品都有哪些？ 石油產(chǎn)品的使用性能如何？,一、石油的化學(xué)組成,組成元素,石油,組成石油的元素主要是碳、氫、氧、氮、硫五種，另外含有少量的水分和灰分。其中主要的是碳和氫兩種元素，碳的含量占8388%，氫的含量占1114%。極微量的金屬元素和其它非金屬元素以礦物雜質(zhì)形式存在。金屬元素有釩、鎳、鐵、鋁、鈣、鈉、鎂、鈷、銅等，非金屬元素中主要有氯、硅、磷、硒、砷等。,元素分析,石油的組成物質(zhì),石油,不同族和不同分子量的碳?xì)浠衔锖碗s質(zhì)組成,烷烴CnH2n+2,環(huán)烷烴CnH2n,芳香烴CnH2n-6,烯烴CnH2n,硫化物、氧化物、氮化物、

22、水分、礦物雜質(zhì),脂肪烴,脂肪烴,脂肪烴,脂肪烴是碳架呈無(wú)環(huán)的開(kāi)鏈狀的烴,飽和烴,不飽和烴,正構(gòu)烷烴,異構(gòu)烷烴,烷烴,n=14 在常溫、常壓下是氣態(tài)，類(lèi)似于天然氣的組分,n=515 在常溫、常壓下是液態(tài)，類(lèi)似于煤油的組分,n16 在常溫下是固態(tài)，以溶解或結(jié)晶狀態(tài)存在于石油或石油的高沸餾分中,環(huán)烷烴,環(huán)烷烴,碳架以單鏈相連并呈閉合狀,芳香烴,芳香烴,芳香烴是指具有未定域共振電子的平面環(huán)狀化合物。這些烴類(lèi)化合物中有些具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性及特異的氣味，所以稱(chēng)為芳香烴。芳香烴分子內(nèi)雖然具有不飽和鍵，但在一般條件下，不易起加成反應(yīng)，在某些條件下，芳香烴易發(fā)生取代反應(yīng)。,石油的分類(lèi),石油,石蠟基原油,根據(jù)所含碳

23、氫化合物,烯基原油,中間基原油,芳香基原油,二、石油的加工,石油的加工,分餾,裂解,物理過(guò)程，沸點(diǎn)的不同,化學(xué)過(guò)程，縮合和縮聚,一次加工,二次加工,分餾,分餾,分餾塔操作壓力,常壓分餾（常壓精熘、常壓蒸餾）,減壓分餾（減壓精熘、減壓蒸餾）,重油,69/100,常壓分餾,常壓分餾,在常壓下，直接對(duì)石油加熱(300325左右)分餾，石油中各餾分(350oC)按其沸點(diǎn)高低先后餾出。最先餾出的是沸點(diǎn)最低的餾分如汽油，然后依次為重汽油，煤油和柴油等，剩下沸點(diǎn)高的重質(zhì)油則從分餾塔塔底排出，稱(chēng)之為常壓重油(6580%)。,常壓分餾,一次加工,常壓分餾,石油氣 35oC,汽油 35180oC,重汽油 1202

24、30oC,煤油 190260oC,柴油 260350oC,柴油 260350oC,重油 350oC,一次加工,減壓分餾,把常壓重油加熱到400左右送入到減壓蒸餾塔中，其中壓力約在0.0040.01MPa以下，這樣重油中烴的沸點(diǎn)可降低200多，把常壓沸點(diǎn)約700以下的各種烴都可分餾出來(lái)，其中較輕的重柴油從塔頂餾出，而各種臘油(作潤(rùn)滑油用的原料)從塔側(cè)流出，塔底排出的是分子更大，沸點(diǎn)更高的重質(zhì)油，稱(chēng)為減壓重油(或減壓渣油)。常壓重油和減壓重油兩者統(tǒng)稱(chēng)直餾重油。,即根據(jù)氣壓降低、沸點(diǎn)下降的原理，把高沸點(diǎn)的常壓重油加熱到350以上繼續(xù)分餾出各種重質(zhì)油來(lái),二次加工,二次加工,目的：為了增加輕質(zhì)油品的產(chǎn)量

25、，提高石油利用效率,對(duì)原油一次加工過(guò)程中產(chǎn)生的半成品進(jìn)行再加工，通過(guò)化學(xué)方法改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，獲得大量輕油的深度加工,裂化工藝：熱裂化、催化裂化、加氫裂化、催化重整、延遲焦化,三、石油加工產(chǎn)品及其使用性能,1、重油 原油加工后各種殘?jiān)偷目偡Q(chēng)。通常又稱(chēng)燃料油,重油的來(lái)源,直餾重油,常壓渣油(常壓重油),減壓渣油(含瀝青質(zhì)多，粘度大),裂化重油(不飽和烴多、游離碳多，粘度大，不易燃燒),重油的化學(xué)組成,C+H約占重油可燃成分的95%,硫必須控制在1%以下,水，約10%左右，乳化重油，改善高粘度渣油的物化性能和降低煙氣中的NOx,含C量越高，含氫量越低，粘度越大,C、H、O、N、S、水分、灰分,重油

26、的使用性能,閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、著火點(diǎn) 粘度 凝固點(diǎn) 密度(比重) 比熱 導(dǎo)熱系數(shù) 發(fā)熱量 含硫量 殘?zhí)?摻混性(摻混適應(yīng)性) 表面張力系數(shù) 熱穩(wěn)定性(熱安定性),閃點(diǎn),閃點(diǎn),當(dāng)燃料油加熱至一定溫度時(shí)，其中分子量較小，沸點(diǎn)低的成分將先由油的表面氣化逸出，形成油蒸氣。油溫升高，油蒸氣越多，油表面附近的油蒸氣濃度越大。此時(shí)，有外來(lái)火源的情況下，在油面上會(huì)出現(xiàn)閃火現(xiàn)象(時(shí)間不超過(guò)5s)，但是未構(gòu)成持續(xù)燃燒。,溫度,外來(lái)火源,不持續(xù)燃燒,此時(shí)的油溫即閃點(diǎn)（Flash Point）,油的比重越小，其中輕質(zhì)組分越多，閃點(diǎn)就越低,閃點(diǎn),閃點(diǎn),閃點(diǎn)是燃油受熱時(shí)的安全防火指標(biāo),在開(kāi)式儲(chǔ)油罐中，最高加熱溫度應(yīng)低于閃點(diǎn)10

27、20；在閉式壓力容器中，允許加熱溫度超過(guò)閃火點(diǎn)，但是溫度越高，防火安全性越低，一旦管道破裂，就會(huì)發(fā)生著火，甚至爆炸。,閃點(diǎn)是油品均勻性的一個(gè)指標(biāo)，用來(lái)判斷重油中是否混入了汽油、煤油等輕質(zhì)油料。,燃點(diǎn),燃點(diǎn),當(dāng)燃料油加熱至一定溫度時(shí)，油的蒸發(fā)速度很快時(shí)，在有外來(lái)火源情況下，在油面上閃火后持續(xù)燃燒(5s)。,溫度,外來(lái)火源,持續(xù)燃燒,此時(shí)的油溫即燃點(diǎn)（Ignition Point）,一般比閃點(diǎn)高1030，或更高,著火點(diǎn),著火點(diǎn),當(dāng)燃料油加熱至一定溫度時(shí)，在無(wú)外來(lái)火源的情況下，在油表面的蒸氣發(fā)生自燃（自發(fā)燃燒并持續(xù)）。,溫度,持續(xù)燃燒,此時(shí)的油溫即著火點(diǎn) （Flare Point）,重油的著火點(diǎn)為5

28、00600,粘度,粘度,粘度是影響燃料油輸送、霧化質(zhì)量的主要因素,粘度隨著溫度的升高而顯著降低,表示流體質(zhì)點(diǎn)之間摩擦力大小的物理指標(biāo),粘度的表示方法,粘度,運(yùn)動(dòng)粘度 (m2/s or cm2/s),恩氏粘度,恩格勒粘度計(jì),粘度的工業(yè)使用要求,粘度,油泵前的重油粘度不宜超過(guò)3040 oE(2.192.92St),加熱時(shí)溫度不能太高，否則會(huì)使水分蒸發(fā)和油氣化而產(chǎn)生大量的泡沫，造成油罐溢油、油壓和火焰波動(dòng)、油泵運(yùn)轉(zhuǎn)不正常(氣阻)、重油焦化等,凝固點(diǎn),凝固點(diǎn),凝固點(diǎn)：當(dāng)燃油溫度降低到某一值時(shí)，溶于燃油中的蠟析出使重油變得很稠。當(dāng)盛有燃油的試管傾斜至45o時(shí)，油面在1min保持不變，此時(shí)的溫度為凝固點(diǎn)。

29、,為了便于輸送和燃燒，必須把重油加熱，以降低粘度，提高其流動(dòng)性和霧化性,我國(guó)石油多為石蠟基石油，含蠟多，粘度大，所以重油的粘度也比較大，凝固點(diǎn)一般在30以上。,重油的使用性能,含硫量,用于燃燒的重油含硫量不得高于1%,殘?zhí)?重油在隔絕空氣的條件下加熱，油蒸氣蒸發(fā)后剩下的固體碳素,表示燃油燃燒時(shí)積炭、結(jié)焦傾向的指標(biāo),殘?zhí)扛?，火焰黑度高、可增?qiáng)火焰輻射,但是析出大量難以燃燒的炭粒，導(dǎo)致噴油嘴結(jié)焦堵塞，霧化不良，破壞正常燃燒。,重油的使用性能,調(diào)和性,不同來(lái)源的重油化學(xué)穩(wěn)定性不同，當(dāng)不同來(lái)源的重油摻混使用時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)瀝青、含蠟物質(zhì)等固體沉淀或膠狀半凝固體,直餾重油，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，調(diào)和性好 裂化重油

30、，必須作調(diào)和性實(shí)驗(yàn),調(diào)和性實(shí)驗(yàn)：按照預(yù)定比例配成的油料在315的溫度下加熱20h，觀察有無(wú)固體凝塊附著在管壁上,重油的使用性能,熱穩(wěn)定性,燃油在某一溫度下發(fā)生分解并產(chǎn)生沉淀物傾向的指標(biāo),熱穩(wěn)定性不好，重油易于產(chǎn)生析炭和產(chǎn)生膠質(zhì)沉淀物，堵塞油過(guò)濾器和噴油嘴,熱裂解重油含有大量不飽和烴，熱穩(wěn)定性差，在儲(chǔ)運(yùn)和加熱時(shí)易發(fā)生分解和產(chǎn)生沉淀物,重油的應(yīng)用,我國(guó)商品重油的分類(lèi) 20號(hào) 60號(hào) 100號(hào) 200號(hào),牌號(hào)值即為50下重油的恩氏粘度,重油的應(yīng)用,20號(hào),直餾重油或裂化重油摻入部分輕質(zhì)油調(diào)和而成,遠(yuǎn)洋船舶鍋爐或小噴嘴、無(wú)預(yù)熱的工業(yè)爐和冶金爐,60號(hào),直餾重油或裂化重油制成的中等粘度燃料油,中等噴嘴且

31、配置預(yù)熱設(shè)備的船用蒸汽鍋爐或工業(yè)爐,100號(hào),裂化重油制成的粘度較大的燃料油,大型噴嘴鍋爐和配置預(yù)熱設(shè)備的其他鍋爐，海輪的主要鍋爐燃料,200號(hào),裂化重油制成的粘度更大的燃料油,大型噴嘴鍋爐（石油煉制廠(chǎng)的自用燃料）,三、石油加工產(chǎn)品及其使用性能,2、汽油,由原油經(jīng)蒸餾得到的直餾汽油組分與二次加工汽油組分按照適當(dāng)比例調(diào)和而成，其中加有適量的抗氧劑和金屬鈍化劑，必要時(shí)加適量的抗爆劑(四乙基鉛),復(fù)雜烴類(lèi)(碳原子數(shù)約412)的混合物；無(wú)色至淡黃色的易流動(dòng)液體；易揮發(fā)，易燃，空氣中含量為74123gm3時(shí)遇火爆炸；汽油的熱值在43000kJ/kg以上,汽油的性能,具有優(yōu)良的抗爆性；具有良好的蒸發(fā)性和燃

32、燒性，能保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、燃燒完全、積炭少；具有較好的安定性，在貯運(yùn)和使用過(guò)程中不易出現(xiàn)早期氧化變質(zhì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件及儲(chǔ)油容器無(wú)腐蝕性。,最重要的性能為蒸發(fā)性和抗爆性,蒸發(fā)性指汽油在汽化器中蒸發(fā)的難易程度。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、暖機(jī)、加速、氣阻、燃料耗量等有重要影響,抗爆性指汽油在各種使用條件下抗爆震燃燒的能力,小問(wèn)題,市場(chǎng)上，經(jīng)常在加油站看到的牌子上標(biāo)示有90#汽油、93#汽油、97#汽油是什么意思？,數(shù)字是指汽油的辛烷值，用來(lái)表示汽油的抗爆性能，牌號(hào)越大，抗爆性能越好。,汽油辛烷值,辛烷值是這樣給定的：異辛烷(2，2，4-三甲基戊烷)的抗爆性較好，辛烷值給定為100，正庚烷的抗爆性差，給定為 0，汽油辛烷值的測(cè)定是以異辛烷和正庚烷為標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行配比，使其產(chǎn)生的爆震強(qiáng)度與試樣相同，標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷所占的體積百分?jǐn)?shù)就是試樣的辛烷值。辛烷值高，抗爆性好,汽油抗爆能力的大小與化學(xué)組成有關(guān)。帶支鏈的烷烴以及芳香烴通常具有優(yōu)良的抗爆性。提高汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油組分，也可通過(guò)添加四乙基鉛等抗爆劑實(shí)現(xiàn)。,辛烷值,確定方法有三種 馬達(dá)法 研究法 道路法,測(cè)定條件較苛刻，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為900r/min，進(jìn)氣溫度149。它反映汽車(chē)在高速、重負(fù)荷條件下行駛的汽油抗爆性。,轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)氣為室溫。這種辛烷值反映汽車(chē)在市區(qū)慢速行駛