2010-05,1,尚能博学 追求卓越,油品基础知识,刘冬琪,2010-05,2,一、石油的性质和化学组成 二、石油产品的主要物理性质 三、燃料的使用要求,4,主要内容,2010-05,3,一、石油一般性质和化学组成,石油的一般性质,石油是碳氢化合物的复杂混合物；外观是一种流动或半流动的粘稠液体，天然石油通常为淡黄色到黑色，相对密度为0.8-0.98。,石油的流动性取决于含蜡量的多少，我国原油含蜡量多,石油颜色取决于胶质、沥青质含量的多少,石油的密度取决于重质馏分、胶质、沥青质含量的多少,2010-05,4,石油的馏分,馏分：按一定沸点范围分得的油品称为馏分,2010-05,5,石油的化学组成,元素组成：组成石油的主要元素 碳和氢。,硫氮氧 （14%）,（9699%） 碳+氢,碳（8387%）,氢（1114%）,2010-05,6,石油的烃类组成,烷 烃,环 烷 烃,芳 香 烃,天然石油一般不含烯烃,2010-05,7,天然气和炼厂气的主要成分,主要存在汽油和煤油馏分中,一般多以溶解状态存在一石油中，当温度降低时，就结晶析出。从柴油馏分中才开始含有蜡，含蜡量多少，对油品的凝固点有很大影响,2010-05,8,环烷烃是石油的主要组分。在石油中的环烷烃主要是环戊烷和环己烷极其衍生物。,环烷烃对于油品的粘度影响较大，环烷烃较多油品的粘度较大，所以环烷烃是润滑油的主要组分。其中少环长侧链的环烷烃是润滑油的理想组分。,环烷烃,汽油馏分中主要为单环环烷烃；在煤油和柴油馏分除单环环烷烃外，还有双环和三环环烷烃。,2010-05,9,在汽油中主要为单环芳烃；煤油、柴油及润滑油馏分中不但含有单环芳烃，还有双环和三环芳烃；三环及多环芳烃主要集中在高沸点馏分及渣油中。,芳香烃的抗爆性能很高，是汽油的良好组分。,芳香烃,2010-05,10,2010-05,11,石油的非烃化合物,含硫化合物,含氧化合物,胶质和沥青质,含氮化合物,尤其在石油重馏分中的含量更高,2010-05,12,1、酸性含硫化合物,含硫化合物,分 类,2、中性含硫化合物,3、热稳定性较高的含硫化合物,2010-05,13,1、酸性含硫化合物 主要形式：硫化氢（H2S）和硫醇（RSH）,含硫化合物,分布：石油中硫化氢和硫醇含量都不大，大多数为石油加工过程分解产物，大多数存在于低沸 点馏分中。,危害：硫化氢和硫醇对金属都有腐蚀作用；硫醇能与烯烃缩合生成胶质，对汽油安定性有影响。,2010-05,14,2、中性含硫化合物 主要形式：硫醚（RSR)和二硫化合物（ RSSR) 分布：硫醚在石油中含量较多，分布是随着馏分沸点的上升而增加，大量集中在煤油、柴油馏分中；二硫化合物在石油中的含量较少，多集中在高沸点馏分中。 特点：硫醚是中性液体，热稳定性较高，与金属没有作用；二硫化合物也不与金属作用，但热稳定性较差，受热后可分解成硫醚、硫化氢或硫醇。,含硫化合物,2010-05,15,3、热稳定性较高含硫化合物 主要形式：噻吩和四氢噻吩 分布：主要分布在石油的中间馏分中。 特点：具有芳香气味，对热及其稳定，易溶于硫酸中，利用此性质可将其除去。,含硫化合物,2010-05,16,1、严重腐蚀设备,2、造成有害人体健康的空气污染,含硫化合物,危 害,3、降低汽油的安定性，使燃料性质变坏,4、在催化加工时，会造成催化剂中毒,高温重油部位（塔底）和低温轻油部位（塔顶）,2010-05,17,分类,酸性氧化物（环烷酸、脂肪酸及酚类统称石油酸）,中性氧化物（醛、酮、醚）,酸性氧化物具有强烈的腐蚀性；中性氧化物也会进一步氧化，最后生成胶质，降低油品的安定性，影响油品的使用性能,危害,含氧化合物,主要集中在中沸点馏分,含量较少,2010-05,18,含氮化合物,分布：含氮化合物在石油中含量很少，一般随着馏分沸点升高而增加，因此大部分以胶质、沥青质存在于渣油中,危害：1、使催化剂中毒；2、在油品贮存中，会与空气接触生胶而使油品颜色 变深，气味变臭，变降低油品安定性，影响油品正常使用。,碱性(吡啶、喹啉、异喹啉、胺及它们的同系物),中性(吡咯、吲哚、 咔唑及它们的同系物),分类,2010-05,19,胶质,特点： 1、是一种很粘稠的液体或半固体状态的胶状物，其颜色为黄色或暗褐色； 2、平均分子量在600-800，具有很强的着色能力； 3、能溶于石油醚、苯、乙醚中，也溶于石油馏分,分布：胶质在石油中的分布是从煤油馏分开始，随着馏分沸点的上升，其含量不断增加，在渣油中的含量最大。,2010-05,20,沥青质,特点： 1、是一种黑色的、无定形固体，比重大于1。平均分子量在1300； 2、不溶于石油醚， 所以它是以胶体状态分散在石油中，而不是象胶质一样与石油形成真溶液。,分布：沥青质没有挥发性，石油中的沥青质全部集中在渣油中。,2010-05,21,胶质、沥青质危害,1、灯用煤油含有胶质， 会影响灯芯吸油量并使灯芯结焦，因此灯用煤油要求精制至无色 2、润滑油含有胶质，会使粘度指数降低，在自动氧化过程中生成积炭，造成机器零件磨损和细小输油管路堵塞 3、裂化原料中含有胶质、沥青质容易在裂化过程中生焦,2010-05,22,2010-05,23,2010-05,24,馏程 密度和相对密度 粘度 闪点、燃点和自燃点 浊点、冰点、倾点和凝固点,二、油品的物理性质,2010-05,25,恩氏蒸馏测定器,2010-05,26,初馏点：当油品在恩氏蒸馏设备中加热蒸馏时，最先汽化的是一些沸点低的烃类，当流出第一滴冷凝液时的汽相温度称为初馏点。,10%点：在蒸馏过程中烃类分子基本上按其沸点 高低依次蒸出，汽相温度逐渐升高，将馏出体积为10%时的汽相温度称为10%点。,终馏点：蒸馏到最后达到的最高汽相温度称馏点或干点。,馏程,2010-05,27,馏程：油品从初馏点到终馏点或干点这一温度范围为馏程。,馏程是判断石油馏分组成，建厂设计的基础数据；是装置生产操作控制的依据；是鉴定挥发性，判断油品使用性能的重要指标。,2010-05,28,密度和相对密度,定义：在规定温度下，单位体积油品的质量称为密度,单位：g/cm3、kg/m3 符号：,密 度,相对密度,定义：将温度为t时油品的密度和4水的密之比称为油品的相对密度。,符号：,2010-05,29,油品密度的影响因素,油品密度与温度的关系：,油品的密度与组成的关系：,同一原油的各个馏分，随沸点的上升，分子 量增大，密度也随着增大。,油品密度与压力的关系：,一般在非极高压力下，压力对密度影响可以忽略不计。,温度升高时，油品体积就会膨胀，因而密度会减小。,在碳原子数相同时，芳烃的相对密度最大，环烷烃次之，烷烃最小。,2010-05,30,闪点,定义：在一定条件下，加热油品到某一温度，一定量的油品蒸汽与空气形成混合物，当用明火接触时，就会发生短暂的闪火（一闪即灭），这时的温度称为油品的闪点。,油品闪点越低，越易闪火爆炸,闪点、燃点和自燃点,2010-05,31,燃点,定义：当油品达到闪点后，继续加热到某一温度，引火后油品开始燃烧，火焰不在熄灭的最低温度称为燃点。,油品的燃点一般比闪点高 2030,2010-05,32,问题：请比较同种原油生产的汽油、柴油和重油以及该原油闪点的高低？,油品越轻，闪点越低。所以，汽油的闪点最低，最易闪火爆炸。,2010-05,33,2010-05,34,油品在储运过程中，储运温度最高应低于闪点20-30。,闪点判断重油中是否混有轻组分以及在加工和使用过程中有无分解现象。,2010-05,35,自 燃 点,定义：将油品加热到某一温度，令其与空气接触，不需引火油品自行燃烧的最低温度称为该油品的自燃点。,2010-05,36,问题：请比较汽油、煤油和重油自燃点的高低？,油品越重，自燃点越低，越容易自燃。所以，重油的自燃点最低。,2010-05,37,实际应用,自燃点关系着油品加工和使用的安全，炼厂中当高温重油从设备、法兰、接头等处漏出时所引起的火灾往往与油品的自燃点有密切的关系。,2010-05,38,粘度 (评价油品流动性指标),定义：表示液体流动时分子间因摩擦而产生阻力的大小。,运动粘度测量仪,2010-05,39,油品粘度的影响因素,粘度与组成：油品沸点越高，粘度越大；沸点相同的油品，含环烷烃越多粘度越大。,粘度与温度：当温度上升时，所有油品的 粘度都下降。,粘度与压力：当压力低于4 Mpa时，对粘度影响很小，可以忽略，高于4 Mpa时，粘度随压力增加而逐渐增加 。,2010-05,40,粘温特性：粘度随温度变化的性质称为粘温特性。,实际应用,在润滑油的使用中，希望油品的粘度随温度变化的越小越好，粘度随温度变化越小，表示油品的粘温特性越好。,2010-05,41,浊点 、冰点、倾点和凝点 (评价油品低温流动性指标),浊点和冰点,浊点：油品在实验条件下，因为开始出现烃类的微晶粒或水雾而使油品呈现混浊时的最高温度。,冰点：在测定浊点后，继续冷却，直到油中呈现出肉眼能看见的晶体，此时温度即为冰点又称结晶点。,2010-05,42,实际应用,浊点和结晶点是航空煤油的重要质量指标。,问题：为什么浊点和结晶点是航空煤油的重要质量指标？,2010-05,43,倾点和凝点,倾点：石油产品能从标准型式的容器中流出的最低温度。,凝点：在规定的仪器中，按一定的实验条件测得油品有失去流动性的最高温度 。,2010-05,44,实际应用,倾点和凝点是柴油的重要质量指标，国内以凝点表示柴油的低温流动性，国外以倾点表示柴油的低温流动性。,2010-05,45,三、燃料的使用要求,车用汽油的使用要求 航空煤油的使用要求柴油的使用要求,2010-05,46,抗爆性,蒸发性,安定性,腐蚀性,车用汽油的使用要求,2010-05,47,小组讨论,分析汽油机产 生爆震的原因？,2010-05,48,在点燃式发动机中，空气和油气进入汽缸后，经过压缩，温度随之升高到300-400 ,这时油气被氧化生成过氧化物，再经电火花点火后，开始燃烧，火焰以15-25m/s的速度向外传播，使没有点火的地方也同样进行燃烧。但如果燃料的质量不好或压缩比太高，在火焰尚未达到的地方，油气氧化的过氧化物因为达到自燃点而自行燃烧，使火焰的传播速度剧增到1500-2500m/s，使汽缸的压力和温度骤然增加，燃烧气体猛烈撞击活塞头和汽缸壁，发出金属敲击声，同时形成黑烟。,1、燃料性质 2、发动机工作条件 压缩比在8.5-9.5之间的汽车，选择93号汽油，压缩比大于9.5的汽车，选择97号汽油。,2010-05,49,抗爆性,评定指标：车用汽油的抗爆性用辛烷值来来表示。,辛烷值：以纯正庚烷的辛烷值为零，纯异辛烷（2、2、4-三甲基戊烷）的辛烷值为100而定出的一种测定汽油抗爆性能的相对指标。,提高辛烷值方法：加添加剂和调和的方法。,2010-05,50,蒸发性,车用汽油是点燃式发动机的燃料，它在进入发动机汽缸之前，先在汽化器中汽化并同空气混合。汽化器中汽油在蒸发是否完全、混合是否均匀，是和汽油的蒸发性有关的。汽油的轻馏分越多，蒸发性就好，同空气混合越均匀，能保证发动机顺利工作；相反就会使发动机的工作不均匀、不稳定。但蒸发性也不能过高，否则汽油在未进入汽化器之前就在输油管中汽化，会形成气阻，中断供油。,2010-05,51,蒸发性的评定指标：馏程和蒸汽压。,初馏点和10%点馏出温度说明汽油在发动机中的启动性能。,汽油50%点馏出温度说明汽油在发动机中的加速性能。,90%点馏出温度或终馏点说明汽油在发动机中的蒸发完全程度。,蒸汽压,说明蒸发性和在进油系统中形成气阻的可能性。,2010-05,52,安定性,安定性：一般指汽油的化学安定性，它表明汽油在储存中抵抗氧化的能力。,评定指标,实际胶质 (mg/100ml),诱 导 期 (min),碘 值 (gI/100g),2010-05,53,汽油的腐蚀性说明汽油对金属的腐蚀能力。,