第四章 石油產(chǎn)品的質(zhì)量要求

第四章石油產(chǎn)品的質(zhì)量要求2024/2/181煉油工藝學(xué)第一節(jié)石油產(chǎn)品的分類石油產(chǎn)品的種類繁多，用途各異，為了與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相一致，我國(guó)參照ISO《國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織》發(fā)表的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/DIS8681，制定了GB498《石油產(chǎn)品及潤(rùn)滑劑的總分類》，將石油產(chǎn)品分為六類，比ISO/DIS8681多了一類C（焦）?？偡诸惲杏谙卤碇小ｎ悇e各類別的含義

類別各類別的含義F燃料，80%～90%

S溶劑和化工原料

L潤(rùn)滑劑及有關(guān)產(chǎn)品

W蠟

B瀝

青

C焦2024/2/182煉油工藝學(xué)

GB12692.1《石油產(chǎn)品燃料（F類）分類·總則》將燃料分為以下四組

燃料的分組識(shí)別字母

燃

料

類

型

GLDR

氣體燃料：主要由甲烷或乙烷或由它們組成的混合燃料液化氣燃料：主要由C3、C4烷烴或烯烴組成餾分燃料：汽油、煤油、柴油，重餾分油可含少量殘油殘?jiān)剂希褐饕烧麴s殘油組成的石油燃料

2024/2/183煉油工藝學(xué)第一節(jié)汽油(gasoline)

汽油是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，此類發(fā)動(dòng)機(jī)又稱汽化器式發(fā)動(dòng)機(jī)。按用途可以分為車用汽油和航空汽油兩類。各種汽油均以辛烷值（OctaneNumber，ON）作為牌號(hào)。我國(guó)生產(chǎn)汽油的工藝以催化裂化為主，輔以催化重整、烷基化和醚化等工藝。航空汽油則是由催化裂化汽油、烷基化油、工業(yè)異丙苯和異戊烷等高ON組分調(diào)合而成。汽油的使用要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要來(lái)源于汽油機(jī)的工作要求。

一、汽油機(jī)的工作原理及對(duì)燃料的使用要求

2024/2/184煉油工藝學(xué)2024/2/185煉油工藝學(xué)上止點(diǎn)：活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的最高位置下止點(diǎn)：活塞下行所能達(dá)到的最低位置壓縮比：到達(dá)下、上止點(diǎn)時(shí)活塞上部的汽缸體積之比，V1/V2

沖程：從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)之間的直線距離2024/2/186煉油工藝學(xué)1．進(jìn)氣過(guò)程活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞上方的體積增大，壓力降低，進(jìn)氣閥打開(kāi)，空氣吸入汽缸進(jìn)氣終了溫度可達(dá)85～130℃2024/2/187煉油工藝學(xué)2．壓縮過(guò)程活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣閥和排氣閥關(guān)閉壓力可達(dá)0.7～1.5MPa，溫度可達(dá)300～450℃

2024/2/188煉油工藝學(xué)3．作功過(guò)程(點(diǎn)火燃燒)進(jìn)氣閥和排氣閥仍關(guān)閉，火花塞發(fā)出電火花而引燃混合氣體火焰以20～30m/s的速度迅速向四周傳播燃燒最高溫度可達(dá)2000～2500℃，最高壓力達(dá)3.0～4.0MPa終了時(shí)溫度約為900～1200℃，壓力為0.4～0.5MPa2024/2/189煉油工藝學(xué)4．排氣過(guò)程排氣閥開(kāi)啟，活塞由下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)廢氣排出溫度700～800℃

2024/2/1810煉油工藝學(xué)當(dāng)活塞再次到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)，排氣結(jié)束，這樣完成一個(gè)工作循環(huán)，繼而重復(fù)上述工作循環(huán)。如此周而復(fù)始，活塞不斷上、下作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)連桿使曲軸不斷旋轉(zhuǎn)，對(duì)外作功。一般汽油機(jī)有四個(gè)或六個(gè)氣缸，按一定順序排列，使不連續(xù)的點(diǎn)火燃燒和膨脹作功過(guò)程變成連續(xù)的經(jīng)連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)的過(guò)程。

2024/2/1811煉油工藝學(xué)壓縮比是汽油機(jī)的最重要技術(shù)指標(biāo)，它是混合氣被壓縮前后的體積比，即活塞在下死點(diǎn)時(shí)氣缸體積V1與活塞在上死點(diǎn)時(shí)氣缸體積V2之比V1/V2。壓縮比越大的汽油機(jī)，其功率、熱效率越高，油耗量和單位馬力金屬重量均有所下降，也就是越經(jīng)濟(jì)。但壓縮比越大，對(duì)汽油機(jī)的材質(zhì)要求和汽油的ON要求也越高。提高汽油機(jī)壓縮比的同時(shí)，必須提高所用汽油的辛烷值，否則發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生爆震現(xiàn)象而無(wú)法正常工作。

2024/2/1812煉油工藝學(xué)汽油機(jī)的壓縮比對(duì)功率和耗油量的影響

壓縮比

對(duì)功率的影響，%

對(duì)耗油量的影響，%

6.07.08.09.0

100108114118

100938885

2024/2/1813煉油工藝學(xué)根據(jù)汽油機(jī)的工作條件，對(duì)汽油的使用要求主要有：在所有的工況下，具有足夠的揮發(fā)性以形成可燃混合氣；燃燒平穩(wěn)，不產(chǎn)生爆震燃燒現(xiàn)象；儲(chǔ)存安定性好，生成膠質(zhì)的傾向小；對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有腐蝕作用；排出的污染物少

2024/2/1814煉油工藝學(xué)二、汽油的蒸發(fā)性

汽油的蒸發(fā)性能常用餾程和蒸氣壓來(lái)表示

1．餾程(恩氏餾程)10%餾出溫度是為了保證汽油具有良好的啟動(dòng)性能50%餾出溫度表示汽油的平均蒸發(fā)性能，是為了保證汽油餾分的組成分布均勻，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的加速性和平穩(wěn)性，保證其最大功率和爬坡能力90%餾出溫度和終餾點(diǎn)(干點(diǎn))表示汽油蒸發(fā)的完全程度我國(guó)車用汽油10%餾出溫度≯70℃我國(guó)車用汽油的50%餾出溫度≯12090%餾出溫度≯190℃終餾點(diǎn)≯205℃2024/2/1815煉油工藝學(xué)2．飽和蒸氣壓保證汽油在使用中不發(fā)生氣阻可相對(duì)的衡量汽油在儲(chǔ)運(yùn)中的損耗傾向我國(guó)用雷德蒸氣壓作為汽油蒸汽壓的指標(biāo)9月16日至3月15日使用的汽油的飽和蒸氣壓不高于88kPa3月16日至9月15日使用的汽油的飽和蒸氣壓不高于74kPa航空汽油規(guī)定其飽和蒸氣壓為27～48kPa2024/2/1816煉油工藝學(xué)三、汽油的抗爆性

汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的抗爆震能力稱為抗爆性，是汽油最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一。用辛烷值、抗爆指數(shù)、品度等的大小來(lái)表示抗爆性的優(yōu)劣。一定壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)必須使用與其相匹配的辛烷值的汽油，方能保證在不發(fā)生爆震的情況下，產(chǎn)生最大功率，我國(guó)車用汽油以辛烷值作為其牌號(hào)。

1．爆震現(xiàn)象及原因

Antidetonatingquality2024/2/1817煉油工藝學(xué)爆震是汽油在汽油機(jī)中的一中不正常燃燒。正常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮終了時(shí)的混合氣溫度達(dá)300～450℃和壓力7～15×105Pa，此時(shí)氣體中的烴類被氧化并生成一些過(guò)氧化物，經(jīng)火花塞點(diǎn)燃后，火焰呈球面狀以30～70m/s速度向四周擴(kuò)散，此時(shí)火焰經(jīng)過(guò)的區(qū)域，溫度、壓力均衡上升，活塞工作正常。在某些情況下，當(dāng)火花塞點(diǎn)燃混合氣后，在火焰尚未傳播到的混合氣中，因受高溫高壓影響已形成大量自燃點(diǎn)較低的過(guò)氧化合物，在多個(gè)部位猛烈自燃，出現(xiàn)許多燃燒中心，同時(shí)燃燒是以爆炸方式進(jìn)行，使火焰速度高達(dá)1500～2500m/s，溫度、壓力劇增，形成沖擊波，如同重錘敲擊活塞和氣缸各部件，發(fā)出金屬撞擊聲，此時(shí)由于火焰瞬間經(jīng)過(guò)，使得某些部位的燃料燃燒不完全，排出帶黑煙廢氣，此即爆震現(xiàn)象。爆震會(huì)損壞氣缸部件，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，增加油耗量。

2024/2/1818煉油工藝學(xué)爆震產(chǎn)生的原因？主要原因是與汽油化學(xué)組成和餾分有關(guān)，如果汽油中含有過(guò)多容易氧化的組分，形成的過(guò)氧化物又不易分解，自燃點(diǎn)低，就很容易產(chǎn)生爆震現(xiàn)象。另外與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件和機(jī)械結(jié)構(gòu)（主要是壓縮比）、駕駛操作和氣候條件等。汽油機(jī)的壓縮比越大，壓縮過(guò)程終了時(shí)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(guò)氧化物的生成和積聚，使其更容易自燃。一定壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)必須使用與其相匹配的辛烷值的汽油，方能保證在不發(fā)生爆震的情況下，產(chǎn)生最大功率。

2024/2/1819煉油工藝學(xué)指標(biāo)正常爆震火焰?zhèn)鞑ニ俣萴/s30～70500～1000(輕)1500～2000(強(qiáng))最高溫度，℃2000～2500℃2000～2500最高壓力，MPa3.0～4.0MPa10MPa2024/2/1820煉油工藝學(xué)2．汽油抗爆性的表示方法

汽油的抗爆性是用辛烷值來(lái)表示。它是在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)用的可調(diào)壓縮比的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)中測(cè)得的。將待測(cè)汽油與正標(biāo)準(zhǔn)燃料試樣的進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)而測(cè)得的。所用的標(biāo)準(zhǔn)燃料是異辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）和正庚烷的混合物。人為規(guī)定異辛烷的辛烷值為100，正庚烷的辛烷值為0，將這兩種標(biāo)準(zhǔn)燃料按不同體積比混合就得到了不同抗爆性等級(jí)的正標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物，以異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)作為正標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物的辛烷值。

汽油的辛烷值表示與被測(cè)汽油抗爆性相同的正標(biāo)準(zhǔn)燃料混合物中純異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)。因此汽油的辛烷值并表示汽油中的異辛烷含量。

2024/2/1821煉油工藝學(xué)車用汽油辛烷值的測(cè)定方法主要有兩種：馬達(dá)法和研究法。馬達(dá)法的試驗(yàn)工況規(guī)定為：轉(zhuǎn)速900r/min，冷卻水溫度100℃，混合氣溫度150℃。研究法的試驗(yàn)工況規(guī)定為：轉(zhuǎn)速600r/min，冷卻水溫度100℃，混合氣溫度不控制。由于研究法條件不如馬達(dá)法苛刻，不容易發(fā)生爆震，因此研究法辛烷值（RON）比馬達(dá)法辛烷值(MON)高5～10個(gè)單位，RON-MON稱為汽油的敏感度，它反映汽油的抗爆性隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況改變而變化的程度。2024/2/1822煉油工藝學(xué)抗爆指數(shù)ONI=（MON+RON）/2是衡量汽油抗爆性的指標(biāo)。

MON=RON×0.8+10(經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式)道路辛烷值：在一定條件用多缸汽油機(jī)測(cè)定的辛烷值。道路辛烷值=28.5+0.431×RON+0.311×MON-0.040×烯烴含量調(diào)和辛烷值（BON）：汽油調(diào)和時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的辛烷值。對(duì)于90號(hào)汽油：要求RON不小于90抗爆指數(shù)不小于85

2024/2/1823煉油工藝學(xué)航空汽油抗爆性的表示法：航空汽油的抗爆性用辛烷值和品度兩個(gè)指標(biāo)來(lái)表示辛烷值表示發(fā)動(dòng)機(jī)在貧混合氣(過(guò)?？諝庀禂?shù)a=0.8～1.0)條件下工作時(shí)的抗爆性品度表示發(fā)動(dòng)機(jī)在富混合氣(a=0.6～0.65)下工作時(shí)的抗爆性品度=Nmax/N×100航空汽油的抗爆性的表示方法我國(guó)采用“辛烷值/品度”來(lái)表示，如95/130，100/130和75號(hào)2024/2/1824煉油工藝學(xué)3．汽油的抗爆性與組成的關(guān)系汽油由烴類組成，對(duì)分子量大致相同的不同烴類正構(gòu)烷烴<環(huán)烷烴<正構(gòu)烯烴<異構(gòu)烷烴和異構(gòu)烯烴<芳烴含芳香烴、異構(gòu)烷烴多的輕質(zhì)汽油辛烷值高烷烴分子的碳鏈上分支越多，排列越緊湊，辛烷值越高。對(duì)于烯烴，雙鍵位置越接近碳鏈中間位置，辛烷值越高。同族烴類，分子量越小，沸點(diǎn)越低，辛烷值越大。汽油的干點(diǎn)降低，辛烷值會(huì)升高。2024/2/1825煉油工藝學(xué)各種烴類調(diào)和時(shí)，其調(diào)和辛烷值不一定與其調(diào)和比例呈線性關(guān)系。烷烴與烷烴或與環(huán)烷烴的調(diào)和辛烷值與組分呈線性關(guān)系；而烷烴與芳香烴或與烯烴的調(diào)和辛烷值與組分沒(méi)有線性關(guān)系，而且多數(shù)情況下有增值效應(yīng)。同一種原油的直餾汽油餾分，終餾點(diǎn)降低，辛烷值升高；不同基屬原油的直餾汽油餾分由于化學(xué)組成的差別，其辛烷值也有很大差別。如大慶，MON=37；勝利，MON=57。汽油的理想組分：

高度分支的異構(gòu)烷烴2024/2/1826煉油工藝學(xué)項(xiàng)目組成辛烷值大小MON數(shù)值直餾汽油正構(gòu)烷烴多較低40～60催化裂化汽油異構(gòu)烷烴、烯烴和芳烴較多較高～80催化重整汽油芳烴、異構(gòu)烷烴高83～90烷基化汽油大量異構(gòu)烷烴最高90～1002024/2/1827煉油工藝學(xué)4．提高汽油辛烷值的方法加少量能提高汽油辛烷值的添加劑----抗爆劑。以前最常用的是四乙基鉛，但四乙基鉛有劇毒，能通過(guò)呼吸道、食道、皮膚等毒害人體，為防止中毒，加鉛汽油中通常加入紅色、黃色或藍(lán)色染色劑，以便識(shí)別，目前已經(jīng)淘汰。現(xiàn)在主要是非鉛抗爆劑。依靠生產(chǎn)工藝：如催化裂化、催化重整、烷基化、異構(gòu)化和醚化等加工過(guò)程，使汽油改質(zhì)，增加其中的芳烴、異構(gòu)烷烴含量。

2024/2/1828煉油工藝學(xué)高辛烷值調(diào)和組分（主要是含氧化合物）：醚類化合物（MTBE、TAME等）、醇類化合物（甲醇、乙醇等）。汽油中摻入甲基叔丁基醚或低分子醇類也可以提高辛烷值，并能降低廢氣中的CO含量，減少污染。調(diào)整工藝操作條件，如降低汽油干點(diǎn)、改變反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、強(qiáng)化異構(gòu)化、芳構(gòu)化反應(yīng)等。

2024/2/1829煉油工藝學(xué)四、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(jiǎn)稱安定性。安定性差的汽油易出現(xiàn)顏色變深、生成粘稠膠狀沉淀物。使用這類汽油，將嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，例如不蒸發(fā)的膠狀物會(huì)沉積在油箱、導(dǎo)管、濾清器、進(jìn)氣閥等機(jī)件上，造成堵塞，影響供油；高溫下膠狀物變成積炭，聚積在進(jìn)氣閥、氣缸蓋和活塞頂?shù)炔课?，增加了爆震的可能性?/p>

2024/2/1830煉油工藝學(xué)1．影響汽油安定性的因素化學(xué)組成：影響汽油安定性的根本原因各種不飽和烴的存在是影響汽油安定性的根本因素儲(chǔ)存條件：溫度、陽(yáng)光、空氣、金屬表面作用

烯烴，二烯烴，苯烯烴，苯硫酚、吡咯及其同系物2024/2/1831煉油工藝學(xué)2．安定性的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)

通常用不飽和烴含量、氧化難易程度和膠質(zhì)含量等來(lái)表示汽油安定性好壞，具體指標(biāo)為：

碘值(iodinenumber)：不飽和烴中的雙鍵與碘能定量反應(yīng)，因此用與100g油起反應(yīng)的碘用量gI表示油中不飽和烴含量，稱為碘值，單位為gI/100g。碘值越小，汽油安定性越好，航空汽油要求碘值不大于12gI/100g。誘導(dǎo)期(inductionperiod)—評(píng)價(jià)儲(chǔ)存安定性的方法表明汽油儲(chǔ)存安定性的指標(biāo)。誘導(dǎo)期長(zhǎng)的汽油，氧化生成膠質(zhì)的傾向??；但對(duì)于以聚合和縮合反應(yīng)為主生成膠質(zhì)的汽油，誘導(dǎo)期不能很好反映其儲(chǔ)存安定性。汽油的誘導(dǎo)期不應(yīng)低于480分鐘2024/2/1832煉油工藝學(xué)實(shí)際膠質(zhì)(existentgum;practicalglue)實(shí)際膠質(zhì)表示100g汽油中可溶性膠質(zhì)含量的mg數(shù)，單位為mg/100g。對(duì)于氧化生成不溶性膠質(zhì)和粘附膠質(zhì)的汽油，實(shí)際膠質(zhì)不能確切反映其膠質(zhì)含量。用GB/T8019測(cè)定。我國(guó)規(guī)定汽油的實(shí)際膠質(zhì)≯5mg/100mL油3．改善汽油安定性的方法

除去不安定組分加添加劑

2024/2/1833煉油工藝學(xué)五、汽油的腐蝕性指標(biāo)：酸度、水溶性酸或堿、銅片腐蝕、硫含量等1．硫及含硫化合物2003.1.1起全國(guó)執(zhí)行不大于0.08%的標(biāo)準(zhǔn)2．有機(jī)酸(Organicacid)汽油質(zhì)量指標(biāo)中規(guī)定酸度不大于3mg(KOH)/100mL3．水溶性酸或堿(watersolubleacid&alkali)不允許含有水溶性酸或堿2024/2/1834煉油工藝學(xué)六、汽油產(chǎn)品的品種和牌號(hào)我國(guó)現(xiàn)行的車用汽油標(biāo)準(zhǔn)是GB17930—1999

七、新配方汽油近年來(lái)除了提出降低汽油含鉛量直至完全禁止加鉛的要求以外，還對(duì)汽車排放的SOx、NOx、CO、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)及微粒等污染物提出了更為嚴(yán)格的限制目前采用的主要措施是在汽油中摻入一定量的醚類化合物

和醇類化合物2024/2/1835煉油工藝學(xué)項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)試驗(yàn)方法90號(hào)93號(hào)95號(hào)抗爆性：研究法辛烷值(RON)不小于抗爆指數(shù)(RON-MON)/2不小于908593889590GB/T5487GB/T503鉛含量(1)(g/l)不大于0.005GB/T8020餾稱：10%蒸發(fā)溫度，℃不高于50%蒸發(fā)溫度，℃不高于90%蒸發(fā)溫度，℃不高于終餾點(diǎn)，℃不高于殘留量，%(V/V)不大于701201902052GB/T6536蒸氣壓，kPa從9月16日至3月15日不大于從3月16日至9月15日不大于8874GB/T8017實(shí)際膠質(zhì)(2)，mg/100ml不大于5GB/T8019誘導(dǎo)期(3)，min不小于480GB/T8018硫含量(4)，%(m/m)不大于0.10(5)GB/T380硫醇(需滿足下列要求之一)：博士試驗(yàn)硫醇硫含量，%(m/m)不大于通過(guò)0.001SH/T0174GB/T1792銅片腐蝕(50℃,3h)，級(jí)不大于1GB/T5096水溶性酸或堿無(wú)GB/T259機(jī)械雜質(zhì)及水分無(wú)目測(cè)(6)苯含量，%(V/V)不大于2.5附錄A芳烴含量，%(V/V)不大于40GB/T11132烯烴含量，%(V/V)不大于35(7)GB/T111320.082024/2/1836煉油工藝學(xué)規(guī)格世界燃油規(guī)范Ⅰ類世界燃油規(guī)范Ⅱ類世界燃油規(guī)范Ⅲ類世界燃油規(guī)范Ⅳ類中國(guó)2000年研究法辛烷值>91>95>98>90,93,95硫，ppm<1000200305～10800苯，%(體積分?jǐn)?shù))<5.02.51.01.02.5芳烴，%(體積分?jǐn)?shù))<5040353540烯烴，%(體積分?jǐn)?shù))<2010.010.035氧，%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))<2.72.72.72.72.7世界燃油規(guī)范與我國(guó)車用無(wú)鉛汽油新標(biāo)準(zhǔn)的比較2024/2/1837煉油工藝學(xué)

第二節(jié)柴油(dieseloil)

柴油是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，也是目前國(guó)內(nèi)消費(fèi)量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，分為餾分型和殘?jiān)蛢煞N。

殘?jiān)停捍蠊β?、低速船用柴油機(jī)，按黏度劃分牌號(hào)

輕柴油：>1000r/min的高速發(fā)動(dòng)機(jī)，按凝點(diǎn)劃分牌號(hào)10#、5#、0#、-10#、-20#、-35#和50#

重柴油：中速、低速（<500r/min）發(fā)動(dòng)機(jī)，按黏度分級(jí)

2024/2/1838煉油工藝學(xué)一、壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程2024/2/1839煉油工藝學(xué)1．與汽油機(jī)的相同之處都有四沖程：進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣都是內(nèi)燃機(jī)2．與汽油機(jī)的不同之處柴油機(jī)壓縮的只是空氣，壓縮比可以更大汽油機(jī)電火花點(diǎn)燃→點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)；柴油機(jī)自燃→壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)

汽油機(jī)：汽油在氣化室氣化后與空氣一起進(jìn)入燃燒室(氣缸)壓縮，在壓縮階段末點(diǎn)火燃燒；柴油機(jī)：空氣進(jìn)入氣缸，被壓縮升溫，在壓縮階段末噴入柴油而自燃。

2024/2/1840煉油工藝學(xué)汽油機(jī)、柴油機(jī)的主要區(qū)別汽油機(jī)柴油機(jī)吸入油氣(汽油+空氣)，預(yù)先混合只吸入空氣，預(yù)先不混合油氣一同壓縮只壓縮空氣壓縮比低（8-10），受燃料性質(zhì)影響壓縮比高（13-24），不受燃料性質(zhì)影響電點(diǎn)火，燃料自燃點(diǎn)高有利自燃，燃料自燃點(diǎn)低有利熱功效率低（21%-28%）熱功效率高（35%-43%）汽油機(jī)單位馬力耗油多柴油機(jī)單位馬力耗油少汽油閃點(diǎn)低，危險(xiǎn)性大柴油閃點(diǎn)較高，危險(xiǎn)性較小2024/2/1841煉油工藝學(xué)柴油機(jī)對(duì)燃料的使用要求具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）

具有良好的霧化性能、蒸發(fā)性能和燃燒性能；（2）

具有良好的燃料供給性能；（3）

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件沒(méi)有腐蝕和磨損作用；（4）良好的儲(chǔ)存安定性和熱安定性。2024/2/1842煉油工藝學(xué)二、燃燒性能衡量指標(biāo)霧化性能蒸發(fā)性能抗爆性能

1.粘度柴油在使用上對(duì)粘度有一定要求：國(guó)產(chǎn)輕柴油規(guī)格規(guī)定20℃的運(yùn)動(dòng)粘度為1.8～8.0厘斯含烷烴較多的石蠟基原油的柴油粘度小，而環(huán)烷基原油的粘度較大2024/2/1843煉油工藝學(xué)2．蒸發(fā)性能餾分組成餾程中要求柴油的50%流出溫度不高于300℃我國(guó)輕柴油的餾程范圍一般在200～380℃閃點(diǎn)國(guó)產(chǎn)輕柴油規(guī)定-35#、-50#輕柴油的閉口杯法閃點(diǎn)不低于45℃，其余牌號(hào)不低于55℃閃點(diǎn)同時(shí)也是安全保證指標(biāo)

2024/2/1844煉油工藝學(xué)3.柴油的抗爆性能（1）柴油機(jī)的爆震現(xiàn)象和柴油的燃燒性能柴油機(jī)與汽油機(jī)一樣，若燃料不好也會(huì)發(fā)生爆震，但產(chǎn)生爆震的原因不同。在柴油機(jī)的壓縮末期（500～700℃，30～50×105Pa），向汽缸中噴入柴油，霧化油滴在高溫高壓的空氣中迅速受熱汽化、氧化形成過(guò)氧化物而開(kāi)始自燃，然后邊噴油邊燃燒，直至燃燒過(guò)程結(jié)束。滯燃期：從柴油噴入汽缸到開(kāi)始自燃這段時(shí)間稱為滯燃期（1～3ms）

2024/2/1845煉油工藝學(xué)柴油機(jī)的爆震現(xiàn)象：自燃點(diǎn)高的柴油滯燃期就長(zhǎng)，也就是在汽缸中積累較多柴油后才開(kāi)始自燃，此時(shí)大量燃料同時(shí)開(kāi)始突然燃燒，引起汽缸中的溫度、壓力劇增，同時(shí)帶有爆燃的特點(diǎn)，沖擊汽缸壁和活塞，同時(shí)燃燒不完全，出現(xiàn)象汽油機(jī)那樣的爆震。因此柴油機(jī)的爆震，是由于燃料的自燃點(diǎn)太高。因?yàn)椴裼偷淖匀键c(diǎn)高，使滯燃期增長(zhǎng)，導(dǎo)致開(kāi)始自燃時(shí)，氣缸中已積累了較多的燃料，過(guò)多的燃料同時(shí)自燃，使得氣缸內(nèi)壓力劇增，過(guò)高的壓力沖擊活塞頭，造成爆震。

2024/2/1846煉油工藝學(xué)與汽油機(jī)爆震的區(qū)別：柴油機(jī)和汽油機(jī)產(chǎn)生爆震雖然都是由于燃料的自燃引起的，但兩者有根本的差別：汽油機(jī)的爆震出現(xiàn)在火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程中，是由于燃料自燃點(diǎn)太低造成的。而柴油機(jī)的爆震發(fā)生在燃燒階段的初期，是由于燃料的自燃點(diǎn)太高造成的。汽油機(jī)、柴油機(jī)的爆震還與各自的工作原理有關(guān)。汽油機(jī)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，不需要燃料自燃，而柴油機(jī)是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，是通過(guò)燃料自燃來(lái)達(dá)到燃燒的目的。

2024/2/1847煉油工藝學(xué)柴油機(jī)的燃燒過(guò)程

滯燃期

急燃期緩燃期

后燃期柴油噴入汽缸后進(jìn)行霧化、受熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散以及與空氣混合而形成可燃混合氣，只有1～3ms從自燃開(kāi)始到到汽缸中壓力不再急劇上升時(shí)為止，火焰?zhèn)鞑ニ俣群腿紵俣瓤?，放熱量多，汽缸?nèi)溫度和壓力上升很快從汽缸內(nèi)壓力不再急劇升高到壓力開(kāi)始迅速下降，燃燒過(guò)程的主要階段從燃料停止噴射到燃燒終點(diǎn)

2024/2/1848煉油工藝學(xué)（2）柴油抗爆性的表示方法

十六烷值(CN)正十六烷的(CN=100)a-甲基萘（CN=0）或：七甲基壬烷(CN=15)我國(guó)輕柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定十六烷值不低于45并非柴油的十六烷值越大越好，一般不高于65柴油的十六烷值：表示與被測(cè)柴油抗爆性相同的標(biāo)準(zhǔn)燃料中正十六烷的體積百分?jǐn)?shù)。

例如：某柴油的抗爆性與含52%的正十六烷的標(biāo)準(zhǔn)燃料的抗爆性相同，則該柴油的十六烷值就等于52。2024/2/1849煉油工藝學(xué)（3）柴油的十六烷值與化學(xué)組成和餾分的關(guān)系相同碳數(shù)的不同烴類，以正構(gòu)烷烴的十六烷值最高，正構(gòu)烯烴、異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴居中，芳香烴最小。相同碳數(shù)的異構(gòu)烷烴，十六烷值隨支鏈數(shù)的增加而降低；對(duì)于同一族烴類，隨分子量增加，自然點(diǎn)降低，十六烷值增加。但餾分變重，由于蒸發(fā)性能變差，耗油量會(huì)增加。

不同基屬的原油，其生產(chǎn)的柴油由于化學(xué)組成的不同，其十六烷值相差較大。石蠟基原油生產(chǎn)的柴油比環(huán)烷基原油生產(chǎn)的柴油十六烷值高。

2024/2/1850煉油工藝學(xué)對(duì)于柴油，十六烷值并不是越高越好，十六烷值過(guò)高，會(huì)帶來(lái)不利影響。十六烷值過(guò)大，由于燃料太易自燃，尚未與空氣混合均勻就開(kāi)始燃燒，使得空氣不足而造成燃燒不完全，部分烴類熱分解（500～700℃），產(chǎn)生黑煙。另外，十六烷值過(guò)大，凝點(diǎn)高，低溫流動(dòng)性差。所以，一般規(guī)定十六烷值不要高于65。

柴油的理想組分：

應(yīng)從兩個(gè)方面入手，即應(yīng)保證它的十六烷值比較高，又要保證它的凝點(diǎn)比較低。單烷基（T型）或二單烷（π型）的異構(gòu)烷烴。如：C6―C(C)―C(C)―C6(7,8―二甲基十四烷)，C7―C(C)3―C7(8―丙基十五烷)。

2024/2/1851煉油工藝學(xué)三、柴油的低溫流動(dòng)性

1．表示方法我國(guó)以凝點(diǎn)表示柴油的低溫流動(dòng)性和牌號(hào)凝點(diǎn)并不是柴油可能使用的最低溫度2．柴油低溫流動(dòng)性與組成的關(guān)系柴油的餾分越重，其低溫流動(dòng)性越差柴油中含環(huán)烷烴和芳烴多，則凝點(diǎn)低，而含正構(gòu)烷烴多，則凝點(diǎn)高柴油的理想組分為“T”型或“π”型的異構(gòu)烷烴

2024/2/1852煉油工藝學(xué)四、柴油的安定性、腐蝕性和潔凈度1．儲(chǔ)存安定性2.柴油的腐蝕性3．柴油的潔凈度輕柴油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不許含有機(jī)械雜質(zhì)只允許含有痕跡量的水分

2024/2/1853煉油工藝學(xué)五、柴油產(chǎn)品的品種和牌號(hào)(GB252-2000)項(xiàng)目10號(hào)5號(hào)0號(hào)-10號(hào)-20號(hào)-35號(hào)-50號(hào)試驗(yàn)方法色度，號(hào)不大于3.5GB/T6540氧化安定性，總不溶物，mg/100mL不大于2.5SH/T0175硫含量2)，%(m/m)不大于0.2GB/T380酸度，mgKOH/100mL不大于7GB/T25810%蒸余物殘?zhí)?)，%(m/m)不大于0.3GB/T268灰分，%(m/m)不大于0.01GB/T508銅片腐蝕，(50℃,3h)，級(jí)不大于1GB/T5096水分4)，%(V/V)不大于痕跡GB/T260機(jī)械雜質(zhì)4)無(wú)GB/T511運(yùn)動(dòng)粘度(20℃)，mm2/s3.0-8.02.5-8.01.8-7.0GB/T265凝點(diǎn)，℃不高于1050-10-20-35-50GB/T510冷濾點(diǎn)，℃不高于1284-5-14-29-44SH/T0248閃點(diǎn)(閉口)，℃不低于5545GB/T261十六烷值不小于455)GB/T386餾程：50%回收溫度，℃不高于90%回收溫度，℃不高于95%回收溫度，℃不高于300355365GB/T6536密度(20℃)，kg/m3實(shí)測(cè)GB/T1884GB/T1885新加指標(biāo)2024/2/1854煉油工藝學(xué)規(guī)格世界燃油規(guī)范Ⅰ類世界燃油規(guī)范Ⅱ類世界燃油規(guī)范Ⅲ類世界燃油規(guī)范Ⅳ類中國(guó)2000年硫，ppm≤50003003005～102000芳烴，%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≤/2515.015.0/稠環(huán)芳烴，%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≤/52.02.0限制十六烷值，≥4853555545十六烷值指數(shù)，≥45505252/90%點(diǎn)，℃≤/34032032035595%點(diǎn)，℃≤370355340340365我國(guó)柴油與世界燃油規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比2024/2/1855煉油工藝學(xué)第三節(jié)航空煤油(Aviationkerosene)一、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程

渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)主要有進(jìn)氣、燃燒、燃?xì)鉁u輪、噴氣四部分機(jī)件組成噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別是：連續(xù)燃燒燃燒在35～40m/s的氣流中進(jìn)行2024/2/1856煉油工藝學(xué)二、航空煤油的燃燒性能1．霧化性能影響航空煤油的霧化性能的最大因素是粘度2．蒸發(fā)性能2024/2/1857煉油工藝學(xué)3．積炭性能與組成的關(guān)系：一般積炭?jī)A向?yàn)橥闊N<環(huán)烷烴<芳烴

雙環(huán)芳烴的積炭?jī)A向最大，雙環(huán)芳烴的含量≯3.0%

積炭的原因：餾分重，不飽和烴含量高或?qū)嶋H膠質(zhì)含量高

含有硫化物

2024/2/1858煉油工藝學(xué)控制積炭的指標(biāo)：煙點(diǎn)(無(wú)煙火焰高度)：煙點(diǎn)大，積炭?jī)A向小。芳烴↗，煙點(diǎn)↙

我國(guó)噴氣燃料：煙點(diǎn)≮25mm

輝光值：積炭?jī)A向小燃料，輝光值高。積炭?jī)A向大的燃料，輝光值低

烷烴的輝光值最大，環(huán)烷烴居中，芳香烴最小

我國(guó)規(guī)定噴氣燃料：輝光值≮45

2024/2/1859煉油工藝學(xué)二、熱值和密度

1．定義1kg(1L)燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量2．熱值與組成的關(guān)系重量熱值：隨氫含量增大而增大，故有烷烴>環(huán)烷烴>芳烴體積熱值：隨密度的增大而增大，故有烷烴<環(huán)烷烴<芳烴同族烴：沸點(diǎn)↗，重量熱值↙，體積熱值↗異構(gòu)烷烴