石油化學市公開課獲獎?wù)n件

1、第五章 石油產(chǎn)品使用性能及其與化學構(gòu)成關(guān)系第1頁第1頁不同應(yīng)用場合對石油產(chǎn)品提出了許多不同使用要求，而油品使用性能與其化學組成之間含有密切關(guān)系。 本章主要講述主要石油產(chǎn)品（汽油、柴油、噴氣燃料、潤滑劑、石油瀝青、石油蠟、石油焦、燃料油 ）使用性能與其化學組成之間關(guān)系。 第2頁第2頁我國當前將石油產(chǎn)品分為六大類燃料：汽油、柴油、燈用煤油、噴氣燃料、重質(zhì)燃料油。潤滑劑：潤滑油和潤滑脂。石油瀝青：道路瀝青和建筑瀝青。石油蠟：液體石蠟、石油脂、石蠟、微晶蠟。石油焦炭：電極焦炭、燃料焦炭等。溶劑與化工原料：芳烴溶劑、溶劑油等。第3頁第3頁我國石油產(chǎn)品構(gòu)成(1990年) （m%）汽 油 22噴氣燃料 4柴

2、 油 26 汽柴比1：1.18燃料油 33潤滑油（及脂 ） 2石油瀝青 23石油蠟 1石油焦 12石油溶劑和化工用原料 8合 計 100.0第4頁第4頁我國石油產(chǎn)品構(gòu)成(1998年) （m%）汽 油 22.4噴氣燃料 3.5柴 油 33.1 汽柴比1：1.48燃料油 13.6潤滑油（及脂 ） 1.6石油瀝青 2.5石油蠟 0.8石油焦 2.5石油溶劑和化工用原料 20.0合 計 100.0第5頁第5頁1、燃料占石油產(chǎn)品70%。 其中包括 汽 油 20% 柴 油 36% 汽柴比1：1.80 航空煤油 5% 燃料油 10% （作為鍋爐燃料）2、化工輕油+其它石油產(chǎn)品（包括潤滑劑、石油瀝青、石油蠟、

3、 石油焦、石油溶劑等 ） 29%第6頁第6頁 2.03+2.39億噸 =4.41億噸1、燃料 約占石油產(chǎn)品66%。 其中包括 汽 油 16.1% 0.7118億噸 柴 油 35.6% 1.5729億噸 汽柴比1：2.2 航空煤油 約4% 0.1750億噸 燃料油 約10% 0.4295億噸（作為鍋爐燃料）2、化工輕油+潤滑劑、石油瀝青、石油蠟、石油焦、石油溶劑等其它石油產(chǎn)品 第7頁第7頁公安部交管局數(shù)據(jù)：截至9月底我國機動車保有量達1.99億輛，其中汽車8500多萬輛，摩托車1.14億輛。每年新增機動車多萬輛；日本7500萬輛汽車保有量 美國2.85億輛汽車保有量 第8頁第8頁我國原油產(chǎn)量1.

4、89億噸()世界第5位；進口原油2.038億噸；全年原油消費約4.1億噸美國原油產(chǎn)量2.67億噸 ()，原油消費8.31億噸日本原油消費2.07億噸第9頁第9頁可怕數(shù)據(jù)！未來怎么辦？第10頁第10頁第一節(jié) 汽油 一、汽油機工作過程 1. 汽油機結(jié)構(gòu)及其工作原理 汽油機又稱點燃式發(fā)動機，主要用于輕型汽車、螺旋槳飛機和快艇等。 第11頁第11頁圖5-1-1汽油機(點燃式發(fā)動機)原理結(jié)構(gòu)圖1-浮子室; 2-浮子; 3-針形閥; 4-導管; 5-噴嘴; 6-喉管; 7、8-節(jié)氣閥; 9-混合室; 10-活塞; 11-火花塞; 12-進氣閥; 13-排氣閥; 14-彈簧 老式汽油機示意圖第12頁第12頁

5、圖5-1-2 汽油機下止點與上止點示意圖 壓縮比: V1/V2，表征汽油發(fā)動機性能一個主要指標；沖程：從上止點到下止點直線距離 。第13頁第13頁上止點：活塞在氣缸中上行所能達到最高位置，此時氣缸中容積為燃燒室體積V2 。下止點：活塞在氣缸中下行所能達到最低位置，此時氣缸中容積為氣缸總體積V1。 第14頁第14頁進氣過程：活塞又上止點運營到下止點 ，活塞上方容積增大，氣缸內(nèi)壓力減少；汽油在喉管處與空氣混合，然后進入混合室；在混合室內(nèi)汽油開始氣化并與空氣形成可燃性混合氣。 普通汽油機都是四沖程循環(huán)工作（進氣、壓縮、燃燒膨脹作功、排氣）。有汽油機是兩沖程。第15頁第15頁進氣閥啟開，可燃性混合氣經(jīng)

6、進氣閥進入氣缸，被氣缸和活塞等高溫機件及殘余廢氣加熱，進氣終了混合氣溫度T可達85130。 第16頁第16頁圖5-1-2 單缸四沖程汽油機工作循環(huán) P壓=0.71.5MPa,T壓=300450P燃max 3.04.0MPa ,T燃max 2500T進氣=85130第17頁第17頁壓縮過程： 活塞由下止點 運營至上止點，進氣閥與排氣閥關(guān)閉，氣缸內(nèi)可燃性混合氣被壓縮，溫度與壓力逐步升高 。壓縮終了時，可燃性混合氣溫度與壓力取決于壓縮比，普通壓力P=0.71.5MPa，溫度T=300450。 第18頁第18頁做功過程（點火燃燒）：壓縮終了時，活塞靠近上止點，火花塞發(fā)出電火花即刻點燃混合氣，混合氣猛烈

7、燃燒，火焰以2030m/s速度向四周傳播。燃燒產(chǎn)生大量熱能，使氣缸內(nèi)溫度和壓力驟增，最高溫度可達2500，最高壓力可達3.04.0MPa 。第19頁第19頁高溫高壓氣體使活塞由上止點運營至下止點?；钊\動通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)而對外做功。活塞達到下止點時，做功過程結(jié)束，燃氣溫度降至9001200，壓力降至0.40.5MPa。 第20頁第20頁排氣過程：做功結(jié)束后，排氣閥啟開，活塞由下止點運營至上止點。 燃燒后廢氣被排出氣缸，排出廢氣溫度為700800。 第21頁第21頁汽油機經(jīng)歷進氣、壓縮、膨脹做功和排氣四個過程之后，汽油機完畢一個工作循環(huán)，緊接著進入下一個工作循環(huán)，如此周而復始，往復進行。普通汽

8、油機都是由四個或六個氣缸按一定順序組合而連續(xù)進行工作。 化油器供油系統(tǒng)直噴式供油（電噴） 第22頁第22頁汽油機對其燃料要求：蒸發(fā)性能良好；燃燒性能良好，不產(chǎn)生爆震；儲存安定性好，生成膠質(zhì)傾向?。粚Πl(fā)動機沒有腐蝕性。 第23頁第23頁二、汽油蒸發(fā)性 汽油蒸發(fā)性是汽油最主要特性之一 。汽油機轉(zhuǎn)速極快，每沖程時間只有0.010.03秒。因此要求汽油能與空氣在極短時間內(nèi)快速氣化，形成可燃性混合氣。第24頁第24頁要想使汽油在如此短時間內(nèi)與空氣形成均勻可燃性混合氣，汽油蒸發(fā)性好壞是決定性原因，只有當汽油含有良好蒸發(fā)性時，發(fā)動機才干正常運轉(zhuǎn)。第25頁第25頁假如汽油蒸發(fā)性太差，汽油氣化不完全，造成汽油機

9、功率減少，起動和加速都較困難。假如汽油蒸發(fā)性太強，汽油在輸油管中因氣化而產(chǎn)氣憤阻，造成供油不足。 反應(yīng)汽油蒸發(fā)性能質(zhì)量指標是餾程和飽和蒸氣壓。 第26頁第26頁餾程： t10 、 t50 、 t90和EP（1）10%餾出溫度 t10：表示含低沸點餾分多少，表示汽油機起動難易程度。T10適當?shù)停硎竞头悬c餾分較多，低溫下易起動t10過低，表示含低沸點餾分太多，易于發(fā)氣憤阻（何謂氣阻） 。我國要求車用汽油 t1070 oC。第27頁第27頁表5-1-1 汽油10%餾出溫度與發(fā)動機快速起動最低溫度關(guān)系 10%餾出溫度，546066717782最低起動溫度，-21-17-13-9-6-2表5-1-2

10、 汽油10%餾出溫度與開始產(chǎn)氣憤阻溫度關(guān)系 10% 餾 出 溫 度，4050607080開始產(chǎn)氣憤阻溫度，-13+7+27+47+67第28頁第28頁（2）50%餾出溫度t50：表示汽油平均蒸發(fā)性能，與汽油機起動后升溫時間長短以及加速性能有密切關(guān)系。t50低，表示常溫下蒸發(fā)快、蒸發(fā)多汽油機升溫時間短。加速靈活，運轉(zhuǎn)柔和；t50高，表示加速時汽化不完全，燃燒不充足，嚴重時會熄火。我國要求車用汽油 t50120 oC。第29頁第29頁（3） 90%餾出溫度t90和終餾點（干點）EP：表示汽油中重餾分含量多少；t90 或 EP 高：汽油中重餾分含量高，汽油蒸發(fā)和燃燒不完全，氣缸積灰增多，耗油率上升，

11、同時蒸發(fā)不完全汽油重質(zhì)部分會流入曲軸箱，稀釋潤滑油而加大磨損。我國要求車用汽油 t90190 oC, EP 205 oC。第30頁第30頁表5-1-3 汽油干點與發(fā)動機活塞磨損及汽油消耗量關(guān)系汽油干點發(fā)動機活塞相對磨損%汽油相對消耗量%1759798200100100225200107250500140第31頁第31頁二、飽和蒸氣壓-Reid Vapor Pressure (RVP) GB257要求儀器 (燃料蒸氣與液體體積比4：1，38 oC) 。衡量汽油在汽油機供油系統(tǒng)是否容易產(chǎn)氣憤阻指標，同時還可相對衡量汽油在儲存運送中損耗傾向。 RVP大，蒸發(fā)性強，易于冷起動，但產(chǎn)氣憤阻傾向大，蒸發(fā)損

12、耗大。 第32頁第32頁我國車用汽油要求：冬用型(9月1日2月28日)：RVP80或88KPa 夏用型(3月1日8月31日)：RVP67或74KPa。航空汽油要求： RVP2748KPa （高空氣壓低，蒸發(fā)性更不能太強）第33頁第33頁三、汽油安定性 汽油安定性定義：汽油在貯存和使用條件下保持其原有質(zhì)量不變性質(zhì)，稱為其安定性；汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化能力。 安定性差汽油，在儲存和運送過程中易發(fā)生氧化反應(yīng)生成膠質(zhì)，使油品顏色變深，并產(chǎn)生膠狀沉淀。 第34頁第34頁安定性差汽油產(chǎn)生后果 ：油箱、濾網(wǎng)、氣化器中形成膠狀物，影響供油 。沉積在電火花塞上膠質(zhì)在高溫下形成積炭而短路 。沉積在進、排氣

13、閥上積炭，造成閥門關(guān)閉不嚴 。沉積在氣缸蓋、活塞上積炭（積灰），造成氣缸散熱不良，溫度升高，以致增大爆震燃燒傾向。第35頁第35頁1. 烴類液相氧化機理 由于汽油氧化安定性涉及烴類液相氧化機理，烴類液相氧化理論基礎(chǔ) ： 巴赫-恩格勒過氧化物理論和謝苗諾夫自由基鏈反應(yīng)理論是烴類液相氧化過程基礎(chǔ) 。第36頁第36頁烴類液相氧化是指在烴類沸點溫度下列烴類進行氧化反應(yīng)，通常是在常溫下進行，因而也稱自動氧化 。烴類液相氧化遵循自由基鏈反應(yīng)機理。 鏈引起鏈延續(xù) 鏈退化分支 鏈終止 第37頁第37頁鏈引起（最困難反應(yīng)環(huán)節(jié)） ：烴類分子受氧分子襲擊假如存在變價金屬，或者光輻射鏈增長 ：加成反應(yīng)，快反應(yīng)慢反應(yīng)第

14、38頁第38頁鏈退化分支：生成過氧化物ROOH能夠繼續(xù)分解（含有退化分支特點），即： 生成自由基如RO和R還能夠引起新鏈反應(yīng) 。分支反應(yīng)第39頁第39頁過氧化物ROOH反應(yīng)活性大大低于自由基，因而可轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定產(chǎn)物如醛、酮、醇等。 因此，由于退化反應(yīng)，造成這種分支鏈反應(yīng)速度比較緩和，故稱之為退化分支鏈反應(yīng)。 退化反應(yīng)第40頁第40頁鏈終止： 由于自由基互相之間結(jié)合而消失 。第41頁第41頁圖5-1-4 烴類液相氧化反應(yīng)速率曲線 氧化產(chǎn)物收率醛酮醇等第42頁第42頁烴類液相氧化分為三個階段:誘導期 ：燃料與氧氣接觸后沒有發(fā)生明顯改變一段時間，在此階段氧化反應(yīng)速度很慢，氧化產(chǎn)物生成較少。加速期：氧化

15、反應(yīng)加速進行，氧化產(chǎn)物快速增長。平緩期：氧化反應(yīng)速度減緩或趨于停止。 第43頁第43頁圖5-1-5 烴類液相氧化產(chǎn)率曲線 第44頁第44頁在誘導期，自由基較少，氧化中間產(chǎn)物ROOH濃度較低，氧化退化分支反應(yīng)鏈不多，氧化反應(yīng)進行緩慢。在加速期，自由基和過氧化物濃度較大，退化分支鏈快速發(fā)展，氧化反應(yīng)加速進行，氧化產(chǎn)物濃度急劇增長。在平緩期，由于反應(yīng)物和過氧化物大量消耗，兩者濃度減少，氧化反應(yīng)速度減緩或趨于停止。 第45頁第45頁3、影響安定性原因 （1）主線原因：化學構(gòu)成（內(nèi)因）；（2）外界條件影響 （外因）第46頁第46頁（1）主線原因：化學構(gòu)成烷烴、環(huán)烷烴、芳烴：常溫下難氧化；不飽和烯烴：易于

16、氧化、疊合，從而生成膠質(zhì)，是汽油中不安定主要原因。產(chǎn)生膠質(zhì)傾向： 共軛二烯 二烯烴環(huán)烯 鏈烯烴 直鏈烯烴 異構(gòu)烯烴 共軛二烯、環(huán)二烯（環(huán)戊二烯類），最不穩(wěn)定帶不飽和側(cè)鏈芳烴也較易氧化。含硫化合物：硫酚和硫醇增進生成膠質(zhì)；含氮化合物造成生膠質(zhì)、變色，甚至產(chǎn)生膠狀沉淀。第47頁第47頁車用汽油是各種加工過程汽油餾分調(diào)合產(chǎn)物，不同起源汽油對安定性奉獻不同；直餾汽油不含不飽和烴，安定性很好；加氫汽油不含不飽和烴，安定性很好；催化裂化汽油，烯烴含量較多，但二烯烴極少，安定性普通或較差；熱加工汽油（焦化和熱裂化汽油）含有大量不飽和烴包含二烯烴以及其它非烴化合物，其安定性很差；普通需要加氫精制才可滿足安定性

17、要求；重整汽油沒有不飽和烴，安定性很好。第48頁第48頁（2）外界條件影響（溫度,金屬和氧環(huán)境等） 溫度上升，氧化加快：每升高10 oC，膠質(zhì)生成速度上升2.42.8倍。金屬表面作用：Cu、Fe、Zn、Al、Sn含有催化氧化活性，使汽油安定性下降。與空氣接觸面積，越大，越快。水分影響，有水，膠質(zhì)生成速度比沒有水要快得多。 第49頁第49頁金屬銅25鐵71鋅79鋁83錫85表5-1-4 金屬表面對汽油氧化誘導期影響 有金屬存在時誘導期原誘導期 %第50頁第50頁在所列各種金屬中銅含有最大催化活性，汽油誘導期減少75%，鐵、鋅、鋁、錫也能使汽油誘導期縮短，安定性減少 。第51頁第51頁 能夠通過添

18、加抗氧劑提升汽油安定性，技術(shù)基礎(chǔ)-消弱過氧化物。在汽油氧化過程中金屬表面只是對燃料中存在抗氧劑起消耗或破壞作用，而對純烴類包括不飽和烴氧化事實上沒有影響。原因也許是抗氧劑被吸附在金屬表面，從而限制了抗氧劑對燃料氧化克制作用。第52頁第52頁4、評估汽油安定性指標 （1）碘值定義：利用碘與不飽和烴加成反應(yīng)，測定汽油中不飽和烴含量。以100克樣品消耗碘克數(shù)來表示，即gI2/100g。碘值越大，汽油中不飽和烴含量越高，其安定性越差。 第53頁第53頁（2）實際膠質(zhì)定義：在150溫度下，用熱空氣吹過汽油表面，使它蒸發(fā)至干，所留下棕色或黃色殘余物就是實際膠質(zhì)，以100mL試油中所得殘余物毫克數(shù)來表示。實

19、際膠質(zhì)可用來表征進氣管道和進氣閥上也許生成沉積物傾向 。小于5mg/100mL第54頁第54頁（3）誘導期 定義：把一定量油樣放入原則鋼筒中，充入氧氣至0.7MPa，放入100水中，從油樣放入100水中開始到氧壓明顯減少所經(jīng)歷時間即為誘導期，以分鐘表示。誘導期較長汽油在儲存時膠質(zhì)生成速度較慢，宜于長期保留 。誘導期要求不小于480min。 第55頁第55頁表5-1-5 車用汽油誘導期與膠質(zhì)改變關(guān)系項目汽油汽油誘導期，分270360實際膠質(zhì)mg/100mL出廠時0.40.4一年后22.04.6二年后32.08.8三年后95.610.4第56頁第56頁四、汽油抗爆性 抗爆性：衡量燃料是否易于發(fā)生爆

20、震性質(zhì)。1、 汽油機正常燃燒與爆震燃燒 汽油在發(fā)動機中燃燒會出現(xiàn)機身強烈震動情況，并發(fā)出金屬敲擊聲，同時，發(fā)動機功率下降，排氣管冒黑煙，嚴重時造成機件損壞。這種現(xiàn)象便是爆震(Detonation 或Knock)，也叫敲缸或爆燃。原因（1）發(fā)動機工作條件；（2）燃料性能。 第57頁第57頁（1）汽油機正常燃燒 第58頁第58頁焰前反應(yīng)：在汽油機壓縮過程中，可燃混合氣溫度和壓力上升不久，汽油開始發(fā)生氧化反應(yīng)并生成一些過氧化物。 火花塞點火后，在火花附近混合氣溫度急劇增長，出現(xiàn)最初火焰中心。 燃燒早期第59頁第59頁火焰中心形成之后，發(fā)生火焰?zhèn)鞑ガF(xiàn)象。火焰前鋒逐層向未燃混合氣推動，未燃混合氣因受到熱

21、輻射而造成其溫度升高，同時已燃混合氣因燃燒膨脹而壓縮未燃混合氣造成其壓力也升高。 燃燒期第60頁第60頁這樣火焰以球面形狀向周圍擴散，使燃料逐層發(fā)怒燃燒，直到絕大部分燃料燃盡為止?；鹧?zhèn)鞑ニ俣葹?030m/s，壓力改變也比較平緩。 第61頁第61頁（2） 汽油機爆震燃燒 B 自燃火源第62頁第62頁 爆震現(xiàn)象 汽油在發(fā)動機中燃燒不正常時，會出現(xiàn)機身強烈振動情況，并發(fā)出金屬敲擊聲，同時發(fā)動機功率下降，排氣管冒黑煙。嚴重時還會造成機件損壞，又稱為敲缸或爆燃。 第63頁第63頁爆震燃燒產(chǎn)生過程：在燃燒過程后期，火焰中心在氣缸傳播過程中，未燃混合氣因受到已燃混合氣熱輻射和壓縮，造成其溫度和壓力急劇升高

22、，氧化反應(yīng)速度加快，形成大量過氧化物并發(fā)生分解反應(yīng)。第64頁第64頁在最初火焰前鋒尚未到達之前，未燃混合氣局部溫度已超出其自燃點而發(fā)生爆炸性燃燒，這樣就出現(xiàn)兩個或多個燃燒中心，火焰前鋒不象正常燃燒時那樣逐層推動，而是對立推動，產(chǎn)生爆震波，同時氣缸內(nèi)局部溫度和壓力急劇升高。 第65頁第65頁 爆震燃燒特性 爆震波推動速度：2300m/s燃氣局部壓力：10MPa以上氣缸內(nèi)局部溫度：2500 第66頁第66頁 汽油爆震燃燒危害爆震波撞擊燃燒室壁、活塞頂、氣缸壁，引起震動，并發(fā)出鋒利金屬敲擊聲，機件磨損增長，發(fā)動機因局部過熱而被燒壞。局部高溫析碳，燃料燃燒不完全而冒黑煙，造成燃料浪費，能耗增長，發(fā)動機

23、功率減少 。燃料燃燒不完全產(chǎn)物排放到大氣中后，會造成環(huán)境污染。 第67頁第67頁 汽油爆震燃燒產(chǎn)生原因 原因之一：燃料性質(zhì)是產(chǎn)生爆震內(nèi)因 ，在發(fā)動機結(jié)構(gòu)已擬定情況下，燃料抗爆性好壞對產(chǎn)生爆震含有決定性影響。假如燃料自燃點越低，其抗爆性越差，產(chǎn)生爆震傾向也就越大。 第68頁第68頁原因之二：發(fā)動機結(jié)構(gòu)與發(fā)動機壓縮比有密切關(guān)系。與發(fā)動機著火提前角相關(guān)。與氣缸尺寸、燃燒室形狀及火花塞位置相關(guān)。 第69頁第69頁（3）正常燃燒與爆震燃燒之間比較 項目正常燃燒爆震燃燒Tmax，18002500Pmax，Mpa341016火焰?zhèn)鞑ニ俣? m/s20302300第70頁第70頁2、評估汽油抗爆性指標 汽油抗

24、爆性是用辛烷值（Octane Number，簡稱ON）來表示，辛烷值越高，抗爆性越好。 第71頁第71頁辛烷值在原則試驗用單缸發(fā)動機中將待測試樣與原則燃料試樣進行對比試驗而測得。原則燃料：要求正庚烷辛烷值為0,而異辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）辛烷值為100。兩者混合物以其中異辛烷體積百分含量為混合物辛烷值。第72頁第72頁辛烷值測定方法：用待測試樣與一系列辛烷值不同標準燃料在標準試驗用單缸發(fā)動機上進行比較，與所測汽油抗爆性相同標準燃料辛烷值也就是所測汽油辛烷值。第73頁第73頁（2）車用汽油辛烷值測定辦法 測定辦法主要有兩種：馬達法辛烷值（簡稱MON）研究法辛烷值（簡稱RON） 用研究法測定

25、期，由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和混合氣溫度與馬達法相比都較低，因而所得RON比MON要高510個單位 。第74頁第74頁尚有兩種表示汽油辛烷值辦法：道路辛烷值：（Road Octane Number）：用汽車進行實測或全功率試驗臺模擬汽車在公路上行駛條件下進行測定，也可由RON或MON經(jīng)驗關(guān)聯(lián)出，介于RON和MON兩者之間?？贡笖?shù)：（MON+RON）/2，Octane Number Index）能夠近似表示汽油道路辛烷值。 第75頁第75頁3、汽油抗爆性與其化學構(gòu)成關(guān)系 （1）各族烴類辛烷值汽油抗爆性取決于其化學構(gòu)成。 第76頁第76頁表5-1-6 各族烴類辛烷值 烴類研究法（RON）馬達法（MON）正

26、丁烷9490異丁烷10198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100100第77頁第77頁烴類研究法（RON）馬達法（MON）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1001001-己烯76632-己烯93814-甲基-2-戊烯99841-辛烯29352-辛烯5656續(xù)表5-1-6 各族烴類辛烷值 第78頁第78頁烴類研究法（RON）馬達法（MON）3-辛烯7

27、2682,2,4-三甲基-1-戊烯10086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異丙基環(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續(xù)表5-1-6 各族烴類辛烷值 第79頁第79頁烴類研究法（RON）馬達法（MON）苯100100甲苯100100二甲苯100100乙基苯10098正丙基苯10098異丙基苯100991,3,5-三甲基苯100100續(xù)表5-1-6 各族烴類辛烷值 第80頁第80頁3、汽油抗爆性與化學構(gòu)成關(guān)系 （1）同族烴，分子量越大，辛烷值越低（2）不同族烴，分子量靠近時，芳烴 異構(gòu)烷烴和異構(gòu)烯烴 正構(gòu)烯烴及環(huán)

28、烷烴 烷烴（3）烷烴取代基越多，排列越緊湊，辛烷值越高。（4）烯烴辛烷值大于同碳數(shù)正構(gòu)烷烴，但烯烴RON與MON相差比較大。雙鍵靠近中間烯烴辛烷值上升。異構(gòu)化程度增加，辛烷值上升。第81頁第81頁（5）環(huán)烷辛烷值遠不小于同碳數(shù)正構(gòu)烷烴，辛烷值小于同碳數(shù)異構(gòu)烷烴。帶有正構(gòu)取代基后，辛烷值下降。取代基越長辛烷值越小。（6）芳烴辛烷值很高，不小于100，帶側(cè)鏈后，辛烷值略有下降。 各種烴類調(diào)和辛烷值不含有簡樸加合性，普通烷烴與芳烴或烯烴調(diào)和，其辛烷值含有增值效應(yīng)。第82頁第82頁（2） 各種汽油辛烷值 直餾汽油辛烷值原 油不同樣沸程直餾汽油MONIBP130IBP180IBP200大慶534237勝

29、利635855大港625450華北524441江漢63.55552雙喜嶺-6260表5-1-7 直餾汽油辛烷值與餾分輕重關(guān)系 第83頁第83頁同一個原油直餾汽油，餾分越輕，其抗爆性越好 。不同基屬原油直餾汽油，石蠟基原油辛烷值低高，環(huán)烷基原油最高，中間基原油辛烷值介于二者之間。 由于直餾汽油抗爆性達不到車用汽油抗爆性要求，為此必須與辛烷值較高組分進行調(diào)合后方可出廠。 第84頁第84頁 催化裂化汽油催化裂化妝置是我國煉油廠中僅次于常減壓裝置最主要原油二次加工裝置，催化裂化汽油是我國當前車用汽油主要起源（占7080）。由于它含有較多芳烴、異構(gòu)烷烴和烯烴，因而其抗爆性較好，RON為8890。 第85

30、頁第85頁 催化重整及烷基化汽油 催化重整汽油因含有較多芳烴和異構(gòu)烷烴，因而其RON可達90以上。烷基化汽油主要組分是異辛烷，因而其抗爆性較好，RON可達9396。 催化重整汽油和烷基化汽油都是高辛烷值汽油調(diào)合組分 。 第86頁第86頁 熱轉(zhuǎn)化汽油 由于熱轉(zhuǎn)化（熱裂化、延遲焦化、減粘裂化）過程汽油含有較多烯烴和二烯烴，其安定性相稱差，抗爆性也不是較好，因而基本不用作車用汽油。 第87頁第87頁4、汽油機壓縮比與爆震燃燒關(guān)系 汽油機是否產(chǎn)生爆震燃燒，除了與汽油抗爆性相關(guān)外，還與汽油機壓縮比有密切關(guān)系。 第88頁第88頁表5-1-8 汽油機壓縮比對混合氣溫度和壓力影響壓縮比6789101112壓縮

31、后溫度，387426457490518540558壓縮后壓力, MPa1.051.301.661.952.242.552.85注：壓縮前混合氣溫度為100，壓力為0.1MPa。 壓縮比越大，壓縮終了時混合氣溫度和壓力越高，產(chǎn)生爆震傾向越大。 第89頁第89頁汽油機壓縮比越大，所需汽油辛烷值就越高 。第90頁第90頁壓縮比6810相對熱效率，%100114120相對油耗，%1008883表5-1-9 汽油機壓縮比與熱效率和油耗關(guān)系 壓縮比越高，汽油機熱效率越高，油耗越低。 汽車發(fā)展方向是提升汽油機壓縮比，汽車發(fā)展對于汽油要求就是提升汽油辛烷值。 第91頁第91頁五、汽油發(fā)展歷程 1來汽油質(zhì)量原則

32、不斷提升主要原因：一是為了提升熱效率，汽油機壓縮比不斷增大，相應(yīng)地對辛烷值要求也就越來越高，從早期辛烷值60，逐步提升至靠近100；二則是為了保護環(huán)境，控制其污染物排放，從而對其中鉛、硫、芳香烴和烯烴等含量限制得越來越嚴格。第92頁第92頁19301970煉油工業(yè)生產(chǎn)高辛烷值汽油手段:擴大汽油起源及加鉛20世紀初葉出現(xiàn)了辛烷值較高熱裂化汽油 ；19加入四乙基鉛也可改進汽油抗爆性能；從汽油餾分構(gòu)成上看，餾分越輕，其抗爆性越好-添加正丁烷等輕烴;從汽油化學構(gòu)成上看，芳烴、異構(gòu)烷烴、烯烴是高辛烷值組分-在直餾和熱裂化汽油基礎(chǔ)上多加芳香烴,催化裂化汽油等調(diào)和組分。第93頁第93頁直接危害：含鉛汽油中四

33、乙基鉛Pb(C2H5)4本身就是危害人體健康劇毒物質(zhì)，攜鉛劑如溴代乙烷等（生成鹵化PbBr2）也是有害物質(zhì)；汽油中各種芳烴也對人體含有毒害作用。問題出現(xiàn)：從環(huán)境保護角度來看第94頁第94頁間接危害：內(nèi)燃機排放尾氣中因含有大量CO、CO2、SO2、SO3、NOx、揮發(fā)性有機物等，這是造成空氣污染元兇之一，尤其是與烴類在日光作用下發(fā)生光化學反應(yīng)生成臭氧和光化學煙霧。因此上述有些提升汽油辛烷值辦法是與環(huán)境保護和維護人體健康背道而弛。 第95頁第95頁近年來，各國政府都已意識到，環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展同樣主要，因而對環(huán)境保護要求也越來越高。 為了保護環(huán)境，必須嚴禁使用含鉛汽油和限制汽油中芳烴含量。第96頁

34、第96頁1.汽油無鉛化上世紀末葉各國相繼限制汽油中含鉛量，并且要求越來越嚴格，直至當前已完全嚴禁使用（我國也已嚴禁）。2.新配方汽油美國于1990年提出了Clean Air Act Amendments（CAAA），履行所謂“新配方汽油”（Reformulated Gasoline， RFG）。 3.清潔汽油進一步控制SOX、NOX、CO、揮發(fā)性有機化合物，汽車排放原則不斷提升 第97頁第97頁新配方汽油1990年CAAA從保護環(huán)境角度，對汽車排放SOX、NOX、CO、VOC及微粒等污染物提出了更為嚴格限制。要求明顯減少汽油其中苯、芳烴、硫、烯烴(尤其是戊烯)等含量及汽油蒸氣壓，而其抗爆指數(shù)仍

35、需保持在87以上。采用主要辦法就是在汽油中加入一定量醚類化合物，如甲基叔丁基醚（MTBE）、乙基叔丁基醚（ETBE）、叔戊基甲基醚（TAME）等。新配方汽油要求其含氧量不低于2.0%。2、新配方汽油第98頁第98頁表5-1-11 幾種醚類化合物性質(zhì)性 質(zhì)甲基叔丁基醚(MTBE)乙基叔丁基醚(ETBE)叔戊基甲基醚(TAME)相對密度0.7410.7500.750RON118118115MON101101100氧含量, m%18.215.715.7沸點, 55.372.886.3蒸汽壓, kPa514022第99頁第99頁醚類化合物作為汽油組分含有下列特點：長處：辛烷值高；燃燒性能良好，熱效率高

36、；醚類蒸氣壓低，揮發(fā)損失?。幻杨惻c烴類完全互溶；含有良好化學穩(wěn)定性。 第100頁第100頁缺點：醚類價格比汽油要高；MTBE本身無毒性，并可有效減少空氣污染，但對地下水和飲用水源會構(gòu)成不可逆污染，因此有些國家和地域已嚴禁使用。但在我國車用汽油中，MTBE所占份額很少，仍將會有一定發(fā)展，以滿足增產(chǎn)高辛烷值汽油需求。 第101頁第101頁清潔汽油伴隨汽車數(shù)量急劇增多，車用汽油消耗量與日俱增，汽車排放廢氣（SOX、NOX、CO、VOC及微粒）已成為大氣污染主要起源 。進一步提升控制汽車排放原則。低硫（或超低硫，無硫），低芳，低苯，少烯烴。3、清潔汽油第102頁第102頁表5-1-12 歐盟汽油質(zhì)量原

37、則演變情況 項 目 19931998尾氣排放原則 歐 歐 歐 歐 歐 硫/gg 1 1000 500 150 50 10 氧/ w% 2.5 2.5 2.7 2.3 芳烴/ % 42 35 2535 烯烴/ % 18 18 1015 苯/ % 5.0 5.0 1.0 1.0 0.11.0 第103頁第103頁表5-1-12 世界燃料規(guī)范演變情況以及我國車用無鉛汽油GB 17930-1999 項 目 我國現(xiàn)行硫/gg 1 1000 200 30 無硫 800 氧/ w% 2.72.72.7 2.7芳烴/ % 504035 3540烯烴/ % 2010 1035 苯/ % 5.0 2.5 1.0

38、1.0 2.5從車用無鉛汽油GB 17930-1999到車用汽油GB 17930- 第104頁第104頁調(diào)合組分/%中國（）歐洲（）美國（）直餾輕餾分9.82.015.0催化裂化汽油74.132.038.0催化重整汽油14.645.024.0烷基化油0.56.014.0異構(gòu)化油11.05.0醚類等1.04.04.0圖5-1-11 美國、歐洲和中國汽油組分構(gòu)成第105頁第105頁六、我國汽油品種和牌號 車用汽油與航空汽油均按辛烷值劃分牌號。 車用汽油：90 #、93 #、(95 #)、97 #及(98 #) ，它們RON分別不小于相應(yīng)牌號（無鉛）。其中硫含量指標小于0.05m%。航空汽油按“辛烷

39、值/品度”劃分： 75、95/130及100/130 ，它們RON分別不小于75、95、98.6。其中硫含量指標小于0.05m%。從無鉛汽油GB 17930-1999發(fā)展到車用汽油GB 17930- 第106頁第106頁七、其它燃料及醇類汽油燃料 事實上，除了使用車用汽油以外，還能夠使用其它代用燃料如液化天然氣（LNG），液化石油氣 (LPG)，壓縮天然氣（CNG）以及醇類燃料(alcohol fuels) 作為汽車發(fā)動機燃料。其中，醇類燃料有其特殊優(yōu)越性 。第107頁第107頁項目甲醇乙醇普通汽油相對密度0.7910.7890.720.78蒸發(fā)壓(37.8), bar0.350.160.60

40、.9沸點, 64.778.320200在水中溶解度, ppm完全互溶完全互溶200理論空氣燃料, kg/kg6.59.014.7低發(fā)熱值, MJ/kg20.027.742.7閃點, 1113-43燃燒極限, v%6.736.04.319.01.47.6蒸發(fā)熱, kJ/kg1102839330表5-1-12 醇類與普通汽油性質(zhì) 第108頁第108頁甲醇與乙醇在燃燒過程中不易生成積炭或冒黑煙，排放尾氣中污染物較少。醇類燃料由于含氧量較高，其低熱值比汽油低諸多，其沸點較低，易于蒸發(fā)，比汽油更容易產(chǎn)氣憤阻。甲醇毒性較大，普通不使用甲醇作燃料。當前我國已經(jīng)開始使用車用乙醇汽油和變性燃料乙醇。第109頁第

41、109頁純甲醇、純乙醇不好。摻甲醇汽油M10或M15甲醇汽油，由于其甲醇含量較低汽油機并不需要改裝，但同樣由于甲醇毒性、腐蝕性和溶脹性，甲醇汽油在我國并沒有大量應(yīng)用。摻乙醇汽油E10乙醇10% （體），按其RON分為90號、93號、95號和97號，其相應(yīng)商品名稱為“E10乙醇汽油90號”等等。第110頁第110頁甲醇起源甲醇可從天然氣或煤制取，我國則主要以煤為原料，通過氣化過程煤轉(zhuǎn)化為合成氣（CO + H2），進而在催化劑作用下生成甲醇。乙醇起源發(fā)酵法制取，可再生生物質(zhì)原料有：（1）淀粉類，如谷物、玉米、木薯等；（2）含糖類，如甘蔗、甜菜等；（3）植物纖維類，如農(nóng)作物殘余物、林業(yè)木材及邊角余料

42、、草類及有選擇性都市垃圾等。第111頁第111頁巴西已成為世界上唯一不供應(yīng)純汽油國家 （燃料乙醇產(chǎn)量達1500萬噸，含20%乙醇乙醇汽油 。 年2520萬立方米 ）；美國是第二大乙醇燃料用戶，乙醇燃料產(chǎn)量為1280萬噸，其中部分調(diào)配為 E10乙醇。年燃料乙醇美國用量預(yù)計為3860萬立方米（占世界產(chǎn)量33%，第一乙醇燃料大國） 。第112頁第112頁歐盟將生產(chǎn)燃料乙醇300萬t。 我國已在5個省區(qū)中推廣乙醇汽油，使用范圍不斷擴大。 E1090、93、95和97#。吉林燃料乙醇公司30（擴至60）萬t/a，天冠30萬t/a，安徽豐原公司32萬t/a，黑龍江華潤32萬t/a 。中國燃料乙醇用量為18

43、2萬噸 ； 6個省區(qū)甲醇M10-M30用量為220萬噸 ；另外CNG替換約300萬噸；LNG替換約5萬噸；替換燃料百分比僅占3%，約600萬噸！第113頁第113頁八、燃料電池汽車燃料電池汽車(Fuel cell) Fuel cell 按電化學原理-原電池工作原理，等溫把貯存于燃料和氧化劑中化學能轉(zhuǎn)化為電能裝置。第114頁第114頁Fuel cell 工作原理陽極反應(yīng)：H2 2H+ + 2e陰極反應(yīng)：1/2O2 + 2H+ + 2e H2O第115頁第115頁Fuel cell構(gòu)成：電極、隔閡與集流板，燃料泵，氧化劑泵等還原劑種類：氫，甲醇，煤氣、天然氣，汽油等各種富氫氣體，液體。氧化劑種類：

44、氧氣、空氣等催化劑種類：貴金屬；過渡金屬；貴金屬-過渡金屬合金第116頁第116頁第二節(jié) 柴油 柴油是壓燃式發(fā)動機燃料，依據(jù)柴油機轉(zhuǎn)速，應(yīng)使用不同類型柴油。1000r/min以上柴油機使用輕柴油，而1000r/min以下柴油機使用重柴油。柴油機主要應(yīng)用于農(nóng)用機械、重型車輛、坦克、鐵路機車、船舶艦艇、工程礦山機械等。第117頁第117頁一、柴油機工作過程 圖5-2-1 柴油機原理結(jié)構(gòu)圖 1-油箱; 2-粗過濾器; 3-輸油泵; 4-細過濾器;5-高壓油泵; 6-噴油嘴；7-空氣濾清器; 8-進氣管;9-氣缸; 10-活塞; 11-進氣閥; 12-排氣閥; 13-排氣管;14-消聲器;15-連桿;

45、 16-曲軸; 17-曲軸箱 第118頁第118頁 進氣過程 壓縮過程 做功過程 排氣過程 圖5-2-2 柴油機工作循環(huán)柴油機和汽油機工作循環(huán)是同樣，都包括進氣、壓縮、膨脹做功、排氣四個過程。 第119頁第119頁即使柴油機與汽油機工作循環(huán)是同樣，但是兩者之間有本質(zhì)差別。第120頁第120頁柴油機與汽油機主要差別是： 柴油機 汽油機 壓縮比 1620 810 壓縮終了溫度，oC 500700 300450 壓縮終了壓力,MPa 35 0.71.5 供油方式 直噴 （汽化器）直噴 啟燃方式 自燃 電點火 燃燒氣體溫度， oC 1500 9001200 燃燒氣體壓力,MPa 512 34 第121

46、頁第121頁 柴油機壓縮比及氣缸內(nèi)溫度壓力明顯高于汽油機，工作條件更苛刻，因而熱效率也高于汽油機（約30%），同等效率下，柴油機節(jié)約燃料2030%。第122頁第122頁 因為柴油機與汽油機這些差異造成了柴油與汽油質(zhì)量指標顯著不同。 當前不少柴油機都采取了增壓技術(shù)，將進入氣缸空氣預(yù)先進行壓縮，提升進入氣缸內(nèi)空氣密度，增加充氣量，從而能夠提升柴油機功率和經(jīng)濟性。因為氣缸內(nèi)柴油燃燒溫度提升，能夠降低CO以及未燃烴等污染物排放量，有利于保護環(huán)境。第123頁第123頁二、柴油機對燃料使用要求 （1）自燃性能良好，以適應(yīng)壓燃式發(fā)動機；（2）蒸發(fā)性能良好；（3）適當粘度和良好低溫流動性；（4）儲存安全性良好

47、；（5）對發(fā)動機部件無腐蝕。第124頁第124頁 柴油自燃性是最主要特性之一，柴油噴入氣缸內(nèi)與高溫空氣形成均勻可燃氣，能在很短時間內(nèi)發(fā)怒自燃并能正常完全燃燒。（一）柴油自燃性第125頁第125頁 柴油燃燒過程，從噴油開始到所有燃燒，分為四個階段：滯燃期（發(fā)怒延遲期）：很短促 ；急燃期（自燃發(fā)怒后，仍然噴油，此時氣缸內(nèi)溫度和壓力上升不久，壓力升高速率大小對柴油機工作影響很大。急燃期中壓力上升速率取決于滯燃期長短，滯燃期越短，發(fā)動機工作越柔和，反之，著火前噴入柴油積累過多，一旦燃燒起來則溫度、壓力就會上升過快。嚴重時發(fā)生敲缸）；緩燃期（主燃期）；大部分燃料在隨噴隨燃，后期噴油結(jié)束。后燃期1.柴油機

48、內(nèi)燃料燃燒過程第126頁第126頁圖5-2-3 柴油機中氣缸壓力改變 1-滯燃期 2-急燃期 3-緩燃期 第127頁第127頁 （1） 滯燃期（發(fā)怒延遲期） 指從噴油開始到混合氣著火燃燒為止，即圖中A-B段，時間極短，只有13毫秒，此段包括兩個過程： 物理延遲：在氣缸中霧化、受熱、蒸發(fā)、擴散、并與空氣混合而形成可燃性混合氣。 化學延遲：受熱后開始進行燃燒前氧化鏈反應(yīng)，即焰前氧化，生成一些過氧化物。 第128頁第128頁即使發(fā)怒延遲期分為物理延遲和化學延遲兩個過程，但應(yīng)當看到，這兩者時間是部分重疊，由于蒸發(fā)和氧化是互相影響，交錯進行。 第129頁第129頁滯燃期時間雖短，但對發(fā)動機工作有決定性影

49、響，因為在這一時期結(jié)束后，氣缸內(nèi)已積累了一定量柴油，而且經(jīng)歷了不同程度物理和化學準備，一旦發(fā)怒，燃燒極為快速 。第130頁第130頁假如滯燃期過長，發(fā)怒前噴入柴油多，自燃開始后大量柴油在氣缸內(nèi)同時燃燒，造成氣缸內(nèi)溫度與壓力急劇升高，造成發(fā)動機工作粗暴，嚴重時還會敲缸。 第131頁第131頁縮短柴油滯燃期有助于改進柴油機燃燒性能。這就要求： 柴油自燃點低。發(fā)動機含有較高壓縮比。進氣溫度高。減小噴霧顆粒直徑，改進霧化條件。 第132頁第132頁汽油機爆震與柴油機工作粗暴性區(qū)別圖5-2-4 汽油機爆震與柴油機工作粗暴性比較 第133頁第133頁表5-2-2 汽油機與柴油機工作粗暴性比較 汽油機柴油機

50、爆震現(xiàn)象敲缸、燒壞機件、冒黑煙、功率減少、油耗增長燃燒粗暴、敲缸、燒壞機件、冒黑煙、功率減少、油耗增長爆震時間燃燒中后期（火焰?zhèn)鞑ミ^程中）燃燒早期（滯燃期和急燃期）爆震原因自燃點太低，著火前就形成了過多過氧化物自燃點太高，不能產(chǎn)生足夠多過氧化物，使滯燃期過長壓縮比對爆震影響壓縮比大，容易產(chǎn)生爆震。壓縮比小，容易產(chǎn)生工作粗暴性。第134頁第134頁2.評估柴油發(fā)怒性能指標十六烷值十六烷值（Cetane number CN）：衡量柴油在壓燃式發(fā)動機中發(fā)怒性能指標。十六烷值高：發(fā)怒性能好，滯燃期短、燃燒均勻、工作平穩(wěn)。十六烷值低：自燃發(fā)怒困難，滯燃期長、工作粗暴。十六烷值過高：滯燃期太短、混合不均勻

51、、燃燒不完全。第135頁第135頁（1）測定辦法：在原則試驗用單缸柴油發(fā)動機中將待測試樣與原則燃料試樣進行對比試驗而測得。第136頁第136頁標準燃料：要求正十六烷十六烷值為100,而-甲基萘十六烷值為0（或七甲基壬烷為15）。二者不同體積百分比混合得到不同十六烷值標準燃料。定義：用待測試樣與一系列十六烷值不同標準燃料在標準試驗用單缸發(fā)動機上進行比較，與所測柴油發(fā)怒性能相同標準燃料十六烷值也就是所測柴油十六烷值。普通：高速柴油機柴油十六烷值4550 。第137頁第137頁柴油十六烷值不小于50，對縮短滯燃期作用不大，柴油十六烷值不小于65時，滯燃期太短，燃料與空氣不能混合均勻，以至燃燒不完全。

52、我國要求：輕柴油十六烷值不低于45，對于中間基原油和混有催化裂化柴油十六烷值不低于40。第138頁第138頁為了簡化測定辦法，有下列經(jīng)驗公式：柴油指數(shù) = (1.8A+32)(141.5-131.5d15.6)/100d15.6；十六烷指數(shù)= 162.41lg(t50/20) - 418.51十六烷值442.8 - 462.9d420（2）估算辦法第139頁第139頁3、柴油十六烷值與其化學構(gòu)成關(guān)系（1）各族烴類十六烷值表5-2-3 烴類十六烷值烴類名稱十六烷值正庚烷55正辛烷63正十二烷72正十四烷96正十六烷100第140頁第140頁續(xù)表5-2-3 烴類十六烷值烴類名稱十六烷值正十二烷72

53、3-乙基癸烷474,5-二乙基辛烷202,2,4,6,6-五甲基庚烷97,8-二甲基十四烷40七甲基壬烷157,8-二乙基十四烷679,10-二甲基十八烷609,10-二丙基十八烷47第141頁第141頁續(xù)表5-2-3 烴類十六烷值烴類名稱十六烷值1-正十四烯791-正十六烯885-丁基-4-十二烯46十氫萘48正丙基十氫萘35正丁基十氫萘31仲丁基十氫萘34叔丁基十氫萘24正辛基十氫萘31第142頁第142頁續(xù)表5-2-3 烴類十六烷值烴類名稱十六烷值正己基苯27正庚基苯36正辛基苯51正十二烷基苯58-甲基萘0-正丁基萘6-叔丁基萘3-正辛基萘18第143頁第143頁烷烴：正構(gòu)烷烴十六烷值

54、最高，分子量越大，碳鏈增長，十六烷值增長；異構(gòu)烷烴小于正構(gòu)烷烴，異構(gòu)程度增長，十六烷值下降。烯烴：正構(gòu)烯烴十六烷值稍低于正構(gòu)烷烴。環(huán)烷烴：十六烷值低于正構(gòu)烷烴和正構(gòu)烯烴。芳烴：無側(cè)鏈、短側(cè)鏈芳烴十六烷值很低，環(huán)數(shù)增長，十六烷值下降。側(cè)鏈增長，十六烷值增長。第144頁第144頁十六烷值抱負組分和非抱負組分正構(gòu)烷烴、支鏈少（異構(gòu)化程度低）異構(gòu)烷烴、正構(gòu)烯烴和長側(cè)鏈少環(huán)環(huán)烷烴是柴油抱負組分。多環(huán)短側(cè)鏈芳烴和多環(huán)環(huán)烷是柴油非抱負組分。 第145頁第145頁普通來說：十六烷值越高，自燃點越低。比如正構(gòu)烷烴十六烷值高，自燃點越低。（2）十六烷值與自燃點關(guān)系第146頁第146頁表5-2-2 烴類自燃點烴類名

55、稱自燃點，oC烴類名稱自燃點，oC烷烴芳烴正庚烷259苯562正十烷253甲苯536正十六烷235間二甲苯528環(huán)烷烴萘526環(huán)己烷200甲基萘528丙基環(huán)戊烷285第147頁第147頁圖5-2-3 十六烷值與自燃點關(guān)系曲線 第148頁第148頁柴油族構(gòu)成決定柴油十六烷值。柴油中含烷烴、環(huán)烷烴較多時，柴油十六烷值較高；含芳烴較多時，柴油十六烷值較低。 （3）柴油族構(gòu)成與柴油十六烷值關(guān)系第149頁第149頁表5-2-3柴油族構(gòu)成與柴油十六烷值關(guān)系樣品號族構(gòu)成，m%十六烷值烷烴環(huán)烷烴芳烴185966627512135536715184544522333254185124第150頁第150頁產(chǎn)自石蠟

56、基原油直餾柴油十六烷值遠高于產(chǎn)自環(huán)烷基原油直餾柴油。大慶、華北等石蠟基原油柴油餾分十六烷值較高，而環(huán)烷基羊三木原油柴油餾分十六烷值較低。直餾柴油、減粘裂化柴油、焦化柴油及加氫裂化柴油十六烷值較高，而催化柴油因含有較多芳烴，其十六烷值較低。 （4）不同基屬原油直餾柴油十六烷值第151頁第151頁表5-2-4各類原油直餾柴油十六烷值原油餾分，oC柴油指數(shù)十六烷指數(shù)CN原油基屬大慶20035071.558.468石蠟基勝利18035064.956.258中間基華北18035078.263.767石蠟基遼河20035061.252.0中間基孤島18035038.641.242環(huán)烷-中間羊三木20035

57、034.438.437環(huán)烷基第152頁第152頁（1） 蒸發(fā)性對柴油機工作影響柴油燃燒先決條件：燃料氣化、與空氣混合。柴油滯燃期不單單取決于柴油十六烷值，同時還受柴油蒸發(fā)性影響。柴油機內(nèi)可燃氣形成速度主要由柴油蒸發(fā)性決定，而蒸發(fā)速度快慢與燃燒室空氣溫度高下和柴油餾分輕重決定。溫度越高，輕餾分越多，蒸發(fā)速度越快。（二）.柴油蒸發(fā)性第153頁第153頁餾分輕蒸發(fā)速度快餾分重蒸發(fā)速度慢，燃燒不完全，功率下降，油耗大。餾分過輕蒸發(fā)速度太快，氣缸壓力急劇上升，工作不穩(wěn)定。普通控制:： 輕柴油餾程200380 oC 第154頁第154頁(a)餾程：餾程中50%、90%餾出溫度即t50和t90。 t50低，

58、表示含輕餾分較多，易起動我國要求車用汽油 t50300 oC。假如小于300 oC餾分過少，耗油量將增長。t90低，表示含重餾分較少。我國要求柴油 t90355oC。特殊情況下：放寬餾程，擴大柴油起源。（2）柴油蒸發(fā)性指標：餾程和閃點第155頁第155頁(b)閃點（閉口杯法）控制柴油蒸發(fā)性過強，要求了柴油閃點。閃點低，柴油蒸發(fā)性太強，蒸發(fā)損失大，同時不安全。我國要求:-35#、-50#柴油閉口杯法閃點 45oC;-20#柴油閉口杯法閃點 60oC; 0#、-10#、10#柴油閉口杯法閃點65oC 。第156頁第156頁（1） 粘度 粘度過大，供油困難，泵送困難，霧化后油滴直徑過大，蒸發(fā)速度慢，

59、混合不均勻，燃燒不完全。 粘度過小，供油時容易從高壓油泵柱塞和泵筒之間間隙漏出，供油不足，發(fā)動機功率下降，霧化后油滴直徑過小，噴出油流射程小，因而不能和氣缸中所有空氣均勻混合，燃燒不完全。(三) 柴油流動性第157頁第157頁不同牌號柴油允許粘度范圍： 牌號 粘度， V20,mm2/s 10#、0#、-10# 38 -20# 2.58 -50# 1.87普通：石蠟基原油柴油烷烴多，粘度小。環(huán)烷基原油柴油環(huán)烷、芳烴多，粘度較大。第158頁第158頁（2） 低溫流動性 柴油在低溫下流動性能，不但關(guān)系到柴油機在低溫下供油情況，并且關(guān)系到柴油在低溫下儲存、運送作業(yè)是否正常。它與柴油化學構(gòu)成相關(guān)：正構(gòu)烷

60、烴含量高，低溫流動性差，蠟結(jié)晶析出。第159頁第159頁 凝點（傾點）辦法：在要求條件下，試樣失去流動性溫度。 傾點（平放5s加3度）比凝點（45度1分鐘）高幾度。由于柴油在凝固之前，已出現(xiàn)蠟結(jié)晶，因此柴油最低使用溫度應(yīng)高于凝點（傾點）。（3）低溫流動性評估指標： 凝點/傾點和冷濾點第160頁第160頁冷濾點 SH0248定義：按要求測試條件，當油樣通過過濾器流量20ml/min時最高溫度。近似使用條件，能夠粗略判斷柴油最低使用溫度。冷濾點與低溫粘度與蠟含量相關(guān)。第161頁第161頁1、柴油安定性柴油安定性差：儲存變色、實際膠質(zhì)增長、產(chǎn)生沉渣。柴油安定性指標有：氧化安定性是按SH/T0175來