《消防燃燒學》第2章液體燃料ppt課件

1、第二章 液體燃料液體燃料天然液體燃料石油及其加工產品人造液體燃料主要指煤中提煉出的各種燃料油，包括煤轉油石油工業(yè)的血液，石油化工產品幾乎能用于一切的工業(yè)部門?，F代化的工業(yè)離不開石油，就像人體離不開血液一樣。極其重要的國家戰(zhàn)略物資除了是工業(yè)運轉的“血液還是國防的關鍵物資世界能源爭奪的焦點優(yōu)質動力原料汽車、內燃機車、飛機、輪船等現代交通工具都是用石油的產品汽油、柴油作動力燃料的 新興的超音速飛機、導彈、火箭，也都以石油提煉出來的高級燃料為動力的一切轉動的機械的“關節(jié)中添加的光滑油都是石油制品。優(yōu)點：體積小同質量的比氣體小跟固體接近、熱值高比煤高1倍、熄滅快、熄滅過程易控制、熄滅充分、熄滅后不留灰燼

2、重要的化工原料從石油中可提取幾百種有用物質，其經濟價值遠遠超越作為燃料熄滅的經濟意義。石油化工可消費出成百上千種化工產品如塑料、合成纖維衣服，合成橡膠、合成洗滌劑洗衣粉、染料、醫(yī)藥、農藥、炸藥和化肥等等?，F代有機化學工業(yè)就建立在石油、煤炭、天然氣等資源的綜合利用之上。煉油殘渣也是寶石油焦做煉鋼爐里的電極，可以提高鋼的產量；還可用它作為制造石墨的原料。瀝青那么可以制造油氈紙或鋪路。國防關鍵物資短少石油，坦克、軍車將不能開動國防關鍵物資短少石油，戰(zhàn)艦、潛艇將不能出港國防關鍵物資短少石油，飛機、直升機將不能升空國防關鍵物資二戰(zhàn)后期，納粹德國的攻勢減弱，很重要的一個緣由是其石油工業(yè)和石油來源遭到了盟軍

3、的重點打擊和摧毀世界能源焦點二戰(zhàn)以來，巴以沖突、中東局勢不斷是世界的焦點，是由于中東是世界最主要的產油地非洲一些窮國的戰(zhàn)亂相對來說遭到的關注就少得多，由于沒有石油等重要資源近年蘇丹日益遭到西方關注，也主要是由于蘇丹的石油：英國BBC世界能源焦點美國的海灣戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭就是為了石油美國想經過控制中東石油來控制世界俄羅斯經過石油能源來牽制歐洲、控制前蘇聯加盟共和國、漁利日本和中國中國為滿足日益添加的宏大的能源需求，在全世界找油：中東、非洲、中亞、南美、俄羅斯世界能源焦點伊朗內賈得、委內瑞拉查維斯敢公開向美國向小布什叫板，一個重要資本是有石油有錢闡明原油單位：桶和噸間的關系是什么？ 1 噸 7桶噸

4、是質量單位，桶是體積單位 1桶158.98升噸和桶之間的換算與原油密度有關全球平均值：1噸 7.35桶石油石油是一種天然的液體燃料，也叫原油是一種黑褐色的粘稠液體，由各種不同族和不同分子量的碳氫化合物混合組成烷烴(CnH2n+2)、環(huán)烷烴(CnH2n)、芳香烴(CnH2n-6)、烯烴(CnH2n)還含有少量的硫化物、氧化物、氮化物、水分和礦物雜質石油分類1將輕餾分多的原油叫輕質原油輕餾分少的叫重質原油石油分類2根據所含碳氫化合物的種類進展分類石蠟基原油：含石蠟族(烷烴CnH2n+2)碳氫化合物較多。烯基原油：含烯烴(CnH2n)較多中間基原油：烷烴和烯烴的含量大體相等，也叫混合基原油芳香基原油

5、：含芳香烴較多，在自然界中儲存量很少石蠟基原油特點：沸點高、餾分中含大量石蠟優(yōu)點：可以得到粘度指數較高的光滑油和熄滅性能良好的煤油缺陷：所產汽油的辛烷數較低，加工時需專門脫蠟主產：中東阿拉伯石油、我國大慶石油闡明：石蠟族的碳氫化合物是鏈狀構造飽和碳氫化合物，碳原子n=14時，在常溫下為氣態(tài)，是天然氣主要成分；n=516時，常溫下呈液態(tài)，是煤油主要成分烯基原油特點：可以得到少量辛烷數高的汽油和大量優(yōu)質瀝青優(yōu)點：含蠟少，便于煉制柴油和光滑油缺陷：汽油產量少，光滑油粘度指數低，煤油易冒煙闡明：烯烴和烷烴都是原油的主要成分，但烯烴是不飽和烴，所以化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都稍差，在高溫暖催化劑作用下，很容易

6、轉化為芳香族碳氫化合物中間基和芳香基原油中間基原油優(yōu)點：可以得到大量直餾汽油和優(yōu)質煤油中間基原油缺陷：汽油的辛烷數不高，含蠟較多芳香基原油優(yōu)點：可以得到辛烷數很高的汽油和溶解力很強的溶劑芳香基原油缺陷：消費的煤油容易冒煙芳香基原油闡明：芳香烴是環(huán)狀構造的不飽和碳氫化合物，由于不飽和，因此化學活性較強，容易轉換成其他產品原油加工分餾法蒸餾法常壓分餾法減壓分餾法裂解法熱裂解催化裂解分餾法蒸餾法更通常的提法是“蒸餾法石油的蒸餾就是，將原油加熱，按原油中各種組分沸點不同，將其分割為多個沸點范圍餾分而提取出來的方法常壓分餾塔內壓力接近大氣壓力的分餾方法，可以得到石油氣、汽油、揮發(fā)油、煤油、柴油等沸點在3

7、50oC以下的油品名稱沸點oC密度kg/L航空汽油汽車汽油輕揮發(fā)油煤油粗柴油40150502001002402003202303600.710.740.730.760.770.790.800.830.840.88減壓分餾法塔內壓力低于大氣壓力，普通只需400010000Pa，甚至低于1333Pa，也稱真空分餾可用于處置沸點高于350oC以上的重質餾分，以提高輕質產品的收得率原理：壓力降低，沸點降低蒸餾過程石油經過加熱爐加熱后，先送到常壓塔，再將常壓塔塔底的產物，經加熱爐再加熱后送入減壓塔。這個過程在煉油廠就叫蒸餾過程。烴成員第一次“分家：加熱到350度送入常壓塔，沸點較低的烴即被汽化上升，經過

8、一層一層的塔盤直達塔頂。由于塔體的溫度由下而上是逐漸降低的，不同的烴就按各自沸點的高低分別在不同溫度的塔盤里凝結成液體。烴成員第二次“分家：對于常壓塔底的重油，經過降低加熱爐和分餾塔里的壓力，使重油的沸點降低，到達分別的目的。原理：大氣壓力愈低，沸點就愈低裂解法運用分餾法只能分餾出分子量較小的輕質油品。如何提高輕質油品特別是汽油的產量？可將直接分餾塔剩下的殘渣或某些分子量較大的重質油品進一步在高溫高壓條件下進展分解，這種工藝叫做裂解法，包括熱裂解和催化裂解等汽油汽油成分：烴類混合物，碳原子數約412，最主要為碳原子數59。餾分：沸點范圍約初餾點30至205 無色至淡黃色的易流動液體。最重要的性

9、能為蒸發(fā)性和抗爆性。 問題如何表征汽油性能？辛烷數，或稱辛烷值，見到的汽油標號90、93、97，就是指汽油的辛烷值對應為90、93、97辛烷值是衡量汽油在汽缸內抗爆震熄滅才干的一種數字目的，其值高表示抗爆性好。汽油在汽缸中正常熄滅時火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?0-20 m/s，在爆震熄滅爆炸形狀時可達1500-2000 m/s，后者條件下使氣缸溫度劇升，汽油熄滅不完全，機器劇烈震動，從而使輸出功率下降，機件受損。 辛烷值確實定不同化學構造的烴類，具有不同的抗爆震才干。異辛烷2，2，4-三甲基戊烷的抗爆性能較好，辛烷值設定為100；正庚烷的抗爆性差，辛烷值設定為0。以異辛烷和正庚烷為規(guī)范燃料調理規(guī)范燃料組成

10、的比例，使規(guī)范燃料產生的爆震強度與試樣一樣，此時規(guī)范燃料中異辛烷的體積百分數就是試樣的辛烷值。 為了提高辛烷值，常參與了四乙基鉛。四乙基鉛有劇毒，因此加染料使汽油帶粉紅色或蘭色以提示人們運用時要加小心，千萬不要用嘴汲取汽油柴油輕柴油：沸點180370oC的餾分重柴油：沸點350410oC的餾分其性能用十六烷值，黏度，凝固點表示牌號就對應表示其凝固點，有10、0、10、20、35、50十六烷值表達柴油的熄滅性能、抗爆震性能十六烷值測定柴油的十六烷值是指與柴油自燃性相當的規(guī)范燃料中所含正十六烷的體積百分數。規(guī)范燃料是用正十六烷與2-甲基萘按不同體積百分數配成的混合物。其中正十六烷自燃性好，設定其十

11、六烷值為100，2-甲基萘自燃性差，設定其十六烷值為0。加添加劑可提高柴油的十六烷值，常用的添加劑有硝酸戊酯或已酯。十六烷值作用十六烷值低，那么著火慢，任務不穩(wěn)定，容易發(fā)生爆震十六烷值高的柴油容易起動，熄滅均勻，輸出功率大但當十六烷值高于65時，會由于滯燃期太短，燃料未及與空氣均勻混合即著火自燃，以致熄滅不完全，部分烴類熱分解而產生游離碳粒，隨廢氣排出，呵斥發(fā)動機冒黑煙及油耗增大，功率下降汽油機優(yōu)缺陷汽油機的優(yōu)點在于其體積小、分量輕、價錢廉價；起動性好，最大功率時的轉速高；任務中振動及噪聲小，提速和速度優(yōu)于柴油機 與柴油機相比，汽油機最大優(yōu)勢是耗油較高，同等排量每百公里大約相差23升左右。汽油

12、機依托電火花點燃汽油和空氣混合氣柴油機優(yōu)缺陷柴油機最大的優(yōu)點是節(jié)約燃油，同等排量比汽油機節(jié)省油2030左右。另外柴油機的能源效率高，就是我們通常說的力量大，爬坡才干也更強傳統的柴油機體積大、噪音大、振動大，這一點從那些噴吐著滾滾黑煙的老款大貨車上就能表達，而現代柴油機在體積、噪聲、震動方面曾經有了根本的改動。柴油機依托活塞緊縮缸內混合氣柴油和空氣，使其自燃完成做功第二節(jié) 液體燃料在冶金工業(yè)中的運用工業(yè)上的液體燃料工業(yè)上運用石油及其產品作為燃料是很不劃算的，除非一些很特別的情況。由于石油及其產品非常珍貴，可運用的領域也非常廣工業(yè)上運用的液體燃料主要是重油重油是原油加工后各種殘渣油的總稱直餾重油裂

13、化重油重油運用原油經分餾后剩下的渣油，包括常壓渣油和減壓渣油。常壓渣油可以直接做為爐用燃料運用減壓渣油含瀝青質多，粘度大，常需配部分柴油稀釋后才運用裂化重油，原油經裂解處置后剩下的渣油含有更多的不飽和烴，及大量游離碳素很不容易熄滅，必需加部分輕質油品調制，提高熄滅性能商品重油商品重油就是煉制后的渣油加進部分輕油配制而成我國共有四種商品重油，20、60、100和200重油牌號的命名是按照該重油在50oC時的恩式粘度來確定的。例如60號重油在50oC時的恩式粘度為60恩式粘度粘度是表示流體質點間摩擦力大小的一個物理目的。粘度越大流動性越差恩式粘度定義為用恩格拉粘度計丈量其數值運動粘度運動粘性系數重

14、油的粘度通常用運動粘度運動粘性系數來表示，的單位是m2/s，或cm2/s，常用單位是斯托克斯St1St = 1 cm2/s = 110-4 m2/s運動粘性系數和恩式粘度間的關系為粘度影響重油的粘度大，其凝固點就會高，我國重油的凝固點多在30oC以上，常溫下都處于凝固形狀重油的粘度隨溫度升高會顯著降低。為了便于保送和熄滅，必需對重油加熱，以降低粘度，提高流動性和霧化性降低粘度加熱時，溫度也不能太高，否那么由于水分蒸發(fā)和油的氣化而產生大量泡沫會引起油壓和火焰的動搖嚴重時影響油泵正常運轉氣阻甚至重油焦化導致管道的堵塞重油化學組成跟固體燃料一樣可用C、H、O、N、S、水分W、灰分A的質量百分比來表示

15、C的含量8588，H的含量1013，兩者之和在9599重油的粘度越大，C含量越高，H含量越低S含量小于1，但危害很大，必需控制NO含量小于1，影響不大灰分A很少，小于0.3閃點、燃點、著火點溫度越高，油的蒸發(fā)速度越快，濃度越高油蒸汽遇到點火小火焰發(fā)生一閃即滅的景象時閃燃，對應的油溫稱為閃點溫度繼續(xù)升高，油蒸汽遇到小火源后可以繼續(xù)熄滅而不熄滅，對應的油溫稱為燃點溫度進一步升高，在沒有外火源的情況下，油蒸汽自發(fā)構成熄滅稱為自燃，此時對應的油溫稱為著火點或自燃點閃點、燃點、著火點重油和其他液體燃料運用時必需掌握的性能目的，關系到用油平安技術和重油的熄滅條件儲油罐內溫度要求控制在閃點以下，熄滅室內不應

16、低于著火點重油密度、比熱和導熱系數在常溫20oC下，重油密度大致范圍為0.920.98t/m3在20100oC，重油平均比熱1.301.70 kJ/(kg. K)溫度升高，比熱略有添加粘度大，比熱增大導熱系數 = 0.1280.163 W/(m.K)發(fā)熱量重油發(fā)熱量很大，低發(fā)熱量為39.942MJ/kg可用氧彈量熱計直接丈量也可根據元素成分用門捷列夫公式計算汽油低發(fā)熱量為46MJ/kg規(guī)范煤低發(fā)熱量為29.271MJ/kg煤轉油按技術道路的不同，“煤變油可分為間接液化和直接液化兩大類。所謂間接液化，是先把煤炭在高溫下氣化成合成氣，然后再在催化劑的作用下，將合成氣轉化為液體油品或石化產品。直接液

17、化是把煤炭先磨成煤粉，與溶劑配成油煤漿，然后在高溫、高壓和催化劑的作用下，直接轉化成液體油品。 煤轉油經濟技術要素技術上是可行的經濟上盈虧平衡點為在4045美圓/桶之間。本錢主要包括煤、催化劑、水、電以及運營本錢等。其中，煤的本錢占到30左右。假設再思索外部環(huán)境本錢等要素，實現盈利需能夠要原油價錢到達55美圓/桶煤轉油資源環(huán)境要素制成1噸油需求34噸優(yōu)質煤，89噸水以一種稀缺資源去替代另一種稀缺資源沒有出路；另外我國產煤的地方往往水資源不豐富與直接熄滅相比，煤液化可以減少二氧化硫和粉塵的排放。煤液化消費過程中釋放的二氧化碳，相當于傳統油品制造過程釋放量的7倍到10倍；煤炭制成的油品在運用過程中，所