消防燃燒學(xué)第2章液體燃料

第二章液體燃料1消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!液體燃料天然液體燃料石油及其加工產(chǎn)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(zhuǎn)油2消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!石油工業(yè)的血液，石油化工產(chǎn)品幾乎能用于所有的工業(yè)部門?，F(xiàn)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(zhuǎn)的“血液”還是國防的關(guān)鍵物資世界能源爭奪的焦點3消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!重要的化工原料從石油中可提取幾百種有用物質(zhì)，其經(jīng)濟價值遠遠超過作為燃料燃燒的經(jīng)濟意義。石油化工可生產(chǎn)出成百上千種化工產(chǎn)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(nóng)藥、炸藥和化肥等等?，F(xiàn)代有機化學(xué)工業(yè)就建立在石油、煤炭、天然氣等資源的綜合利用之上。4消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!國防關(guān)鍵物資缺少石油，坦克、軍車將不能開動5消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!國防關(guān)鍵物資缺少石油，飛機、直升機將不能升空6消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!世界能源焦點二戰(zhàn)以來，巴以沖突、中東局勢一直是世界的焦點，是因為中東是世界最主要的產(chǎn)油地非洲一些窮國的戰(zhàn)亂相對來說受到的關(guān)注就少得多，因為沒有石油等重要資源近年蘇丹日益受到西方關(guān)注，也主要是因為蘇丹的石油：英國BBC《中國的秘密戰(zhàn)爭》7消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!世界能源焦點伊朗內(nèi)賈得、委內(nèi)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8消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!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(zhì)9消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!石油分類（2）根據(jù)所含碳氫化合物的種類進行分類石蠟基原油：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：含芳香烴較多，在自然界中儲存量很少10消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!烯基原油特點：可以得到少量辛烷數(shù)高的汽油和大量優(yōu)質(zhì)瀝青優(yōu)點：含蠟少，便于煉制柴油和潤滑油缺點：汽油產(chǎn)量少，潤滑油粘度指數(shù)低，煤油易冒煙說明：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(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都稍差，在高溫和催化劑作用下，很容易轉(zhuǎn)化為芳香族碳氫化合物11消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!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12消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!常壓分餾塔內(nèi)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350oC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40~15050~200100~240200~320230~3600.71~0.740.73~0.760.77~0.790.80~0.830.84~0.8813消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!蒸餾過程石油經(jīng)過加熱爐加熱后，先送到常壓塔，再將常壓塔塔底的產(chǎn)物，經(jīng)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(jīng)過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(jié)成液體。烴成員第二次“分家”：對于常壓塔底的重油，通過降低加熱爐和分餾塔里的壓力，使重油的沸點降低，達到分離的目的。原理：大氣壓力愈低，沸點就愈低14消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!汽油汽油成分：烴類混合物，碳原子數(shù)約4～12，最主要為碳原子數(shù)5～9。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。最重要的性能為蒸發(fā)性和抗爆性。15消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!辛烷值的確定不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的烴類，具有不同的抗爆震能力。異辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）的抗爆性能較好，辛烷值設(shè)定為100；正庚烷的抗爆性差，辛烷值設(shè)定為0。以異辛烷和正庚烷為標(biāo)準(zhǔn)燃料調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)燃料組成的比例，使標(biāo)準(zhǔn)燃料產(chǎn)生的爆震強度與試樣相同，此時標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)就是試樣的辛烷值。為了提高辛烷值，常加入了四乙基鉛。四乙基鉛有劇毒，因此加染料使汽油帶粉紅色或蘭色以提醒人們使用時要加小心，千萬不要用嘴吸取汽油16消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!十六烷值測定柴油的十六烷值是指與柴油自燃性相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)燃料中所含正十六烷的體積百分?jǐn)?shù)。標(biāo)準(zhǔn)燃料是用正十六烷與2-甲基萘按不同體積百分?jǐn)?shù)配成的混合物。其中正十六烷自燃性好，設(shè)定其十六烷值為100，2-甲基萘自燃性差，設(shè)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。17消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!汽油機優(yōu)缺點汽油機的優(yōu)點在于其體積小、重量輕、價格便宜；起動性好，最大功率時的轉(zhuǎn)速高；工作中振動及噪聲小，提速和速度優(yōu)于柴油機與柴油機相比，汽油機最大劣勢是耗油較高，同等排量每百公里大約相差2－3升左右。汽油機依靠電火花點燃汽油和空氣混合氣18消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!第二節(jié)液體燃料在冶金工業(yè)中的應(yīng)用19消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!重油使用原油經(jīng)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使用減壓渣油含瀝青質(zhì)多，粘度大，常需配部分柴油稀釋后才使用裂化重油，原油經(jīng)裂解處理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燃燒，必須加部分輕質(zhì)油品調(diào)制，提高燃燒性能20消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!恩式粘度粘度是表示流體質(zhì)點間摩擦力大小的一個物理指標(biāo)。粘度越大流動性越差恩式粘度定義為用恩格拉粘度計測量其數(shù)值21消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!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，常溫下都處于凝固狀態(tài)重油的粘度隨溫度升高會顯著降低。為了便于輸送和燃燒，必須對重油加熱，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，否則由于水分蒸發(fā)和油的氣化而產(chǎn)生大量泡沫會引起油壓和火焰的波動嚴(yán)重時影響油泵正常運轉(zhuǎn)（氣阻）甚至重油焦化導(dǎo)致管道的堵塞22消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!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)生一閃即滅的現(xiàn)象時（閃燃），對應(yīng)的油溫稱為閃點溫度繼續(xù)升高，油蒸汽遇到小火源后能夠持續(xù)燃燒而不熄滅，對應(yīng)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)形成燃燒（稱為自燃），此時對應(yīng)的油溫稱為著火點（或自燃點）23消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!重油密度、比熱和導(dǎo)熱系數(shù)在常溫（20oC）下，重油密度大致范圍為0.92~0.98t/m3在20～100oC，重油平均比熱1.30~1.70kJ/(kg.K)溫度升高，比熱略有增加粘度大，比熱增大導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.128~0.163W/(m.K)24消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!煤轉(zhuǎn)油按技術(shù)路線的不同，“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(zhuǎn)化為液體油品或石化產(chǎn)品。直接液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(zhuǎn)化成液體油品。25消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!煤轉(zhuǎn)油資源環(huán)境因素制成1噸油需要3～4噸優(yōu)質(zhì)煤，8～9噸水以一種稀缺資源去替代另一種稀缺資源沒有前途；另外我國產(chǎn)煤的地方往往水資源不豐富與直接燃燒相比，煤液化可以減少二氧化硫和粉塵的排放。煤液化生產(chǎn)過程中釋放的二氧化碳，相當(dāng)于傳統(tǒng)油品制造過程釋放量的7倍到10倍；煤炭制成的油品在使用過程中，所產(chǎn)生的二氧化碳也相當(dāng)于后者的兩倍。26消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!思考題5、使用柴油是不是十六烷值越高越好，為什么？6、柴油機車和汽油機車各有什么優(yōu)缺點？7、什么叫做油的閃點、燃點、著火點？9、煤轉(zhuǎn)油涉及哪些環(huán)境資源因素？8、什么是粘度，恩式粘度？如何降低重油粘度？27消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!優(yōu)質(zhì)動力原料汽車、內(nèi)燃機車、飛機、輪船等現(xiàn)代交通工具都是用石油的產(chǎn)品——汽油、柴油作動力燃料的新興的超音速飛機、導(dǎo)彈、火箭，也都以石油提煉出來的高級燃料為動力的一切轉(zhuǎn)動的機械的“關(guān)節(jié)”中添加的潤滑油都是石油制品。優(yōu)點：體積?。ㄍ|(zhì)量的比氣體小跟固體接近）、熱值高（比煤高1倍）、燃燒快、燃燒過程易控制、燃燒充分、燃燒后不留灰燼28消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!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(chǎn)量；還可用它作為制造石墨的原料。瀝青則可以制作油氈紙或鋪路。29消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!國防關(guān)鍵物資缺少石油，戰(zhàn)艦、潛艇將不能出港30消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!國防關(guān)鍵物資二戰(zhàn)后期，納粹德國的攻勢減弱，很重要的一個原因是其石油工業(yè)和石油來源受到了盟軍的重點打擊和摧毀31消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!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通過控制中東石油來控制世界俄羅斯通過石油能源來牽制歐洲、控制前蘇聯(lián)加盟共和國、漁利日本和中國中國為滿足日益增加的巨大的能源需求，在全世界找油：中東、非洲、中亞、南美、俄羅斯32消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!說明原油單位：桶和噸間的關(guān)系是什么？

1噸～7桶噸是質(zhì)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(guān)全球平均值：1噸＝7.35桶33消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!石油分類（1）將輕餾分多的原油叫輕質(zhì)原油輕餾分少的叫重質(zhì)原油34消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!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(shù)較高的潤滑油和燃燒性能良好的煤油缺點：所產(chǎn)汽油的辛烷數(shù)較低，加工時需專門脫蠟主產(chǎn)：中東阿拉伯石油、我國大慶石油說明：石蠟族的碳氫化合物是鏈狀結(jié)構(gòu)飽和碳氫化合物，碳原子n=1~4時，在常溫下為氣態(tài)，是天然氣主要成分；n=5~16時，常溫下呈液態(tài)，是煤油主要成分35消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!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(zhì)煤油中間基原油缺點：汽油的辛烷數(shù)不高，含蠟較多芳香基原油優(yōu)點：可以得到辛烷數(shù)很高的汽油和溶解力很強的溶劑芳香基原油缺點：生產(chǎn)的煤油容易冒煙芳香基原油說明：芳香烴是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的不飽和碳氫化合物，由于不飽和，因此化學(xué)活性較強，容易轉(zhuǎn)換成其他產(chǎn)品36消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!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37消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!減壓分餾法塔內(nèi)壓力低于大氣壓力，一般只有4000～10000Pa，甚至低于1333Pa，也稱真空分餾可用于處理沸點高于350oC以上的重質(zhì)餾分，以提高輕質(zhì)產(chǎn)品的收得率原理：壓力降低，沸點降低38消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!裂解法使用分餾法只能分餾出分子量較小的輕質(zhì)油品。如何提高輕質(zhì)油品特別是汽油的產(chǎn)量？可將直接分餾塔剩下的殘渣或某些分子量較大的重質(zhì)油品進一步在高溫高壓條件下進行分解，這種工藝叫做裂解法，包括熱裂解和催化裂解等39消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!問題如何表征汽油性能？辛烷數(shù)，或稱辛烷值，見到的汽油標(biāo)號90＃、93＃、97＃，就是指汽油的辛烷值對應(yīng)為90、93、97辛烷值是衡量汽油在汽缸內(nèi)抗爆震燃燒能力的一種數(shù)字指標(biāo)，其值高表示抗爆性好。汽油在汽缸中正常燃燒時火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?0-20m/s，在爆震燃燒（爆炸狀態(tài)）時可達1500-2000m/s，后者條件下使氣缸溫度劇升，汽油燃燒不完全，機器強烈震動，從而使輸出功率下降，機件受損。

40消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!柴油輕柴油：沸點180～370oC的餾分重柴油：沸點350～410oC的餾分其性能用十六烷值，黏度，凝固點表示牌號就對應(yīng)表示其凝固點，有10＃、0＃、－10＃、－20＃、－35＃、－50＃十六烷值體現(xiàn)柴油的燃燒性能、抗爆震性能41消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!十六烷值作用十六烷值低，則著火慢，工作不穩(wěn)定，容易發(fā)生爆震十六烷值高的柴油容易起動，燃燒均勻，輸出功率大但當(dāng)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，以致燃燒不完全，部分烴類熱分解而產(chǎn)生游離碳粒，隨廢氣排出，造成發(fā)動機冒黑煙及油耗增大，功率下降42消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!柴油機優(yōu)缺點柴油機最大的優(yōu)點是節(jié)約燃油，同等排量比汽油機節(jié)省油20－30％左右。另外柴油機的能源效率高，就是我們通常說的力量大，爬坡能力也更強傳統(tǒng)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體現(xiàn)，而現(xiàn)代柴油機在體積、噪聲、震動方面已經(jīng)有了根本的改變。柴油機依靠活塞壓縮缸內(nèi)混合氣（柴油和空氣），使其自燃完成做功43消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!工業(yè)上的液體燃料工業(yè)上使用石油及其產(chǎn)品作為燃料是很不劃算的，除非一些很特別的情況。因為石油及其產(chǎn)品非常寶貴，可應(yīng)用的領(lǐng)域也非常廣工業(yè)上使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化重油44消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!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6045消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!運動粘度（運動粘性系數(shù)）重油的粘度通常用運動粘度（運動粘性系數(shù)）ν來表示，ν的單位是m2/s，或cm2/s，常用單位是斯托克斯St1St=1cm2/s=1×10-4m2/s運動粘性系數(shù)ν和恩式粘度間的關(guān)系為46消防燃燒學(xué)》第2章液體燃料共52頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!重油化學(xué)組成跟固體燃料一樣可用C、H、O、N、S、水分W、灰分A的質(zhì)量百分比來表示