第四章 石油产品的质量要求.ppt

第四章石油产品的质量要求,石油产品的分类石油产品的种类繁多，用途各异，我国参照ISO国际标准化组织发表的国际标准ISO/DIS8681，制定了GB498石油产品及润滑剂的总分类，将石油产品分为六类，比ISO/DIS8681多了一类C（焦）。,GB12692.1石油产品燃料（F类）分类总则将燃料分为以下四组。,燃料的分组,第一节汽油gasoline,汽油是点燃式发动机燃料，此类发动机又称汽化器式发动机。按用途可以分为车用汽油和航空汽油两类。各种汽油均以辛烷值（OctaneNumber，ON）作为牌号。我国生产汽油的工艺以催化裂化为主，辅以催化重整、烷基化和醚化等工艺。航空汽油则是由催化裂化汽油、烷基化油、工业异丙苯和异戊烷等高ON组分调合而成。汽油的使用要求和质量标准主要来源于汽油机的工作要求。,一、汽油机的工作原理及对燃料的使用要求,上止点活塞在气缸中运动时所能达到的最高位置下止点活塞下行所能达到的最低位置压缩比到达下、上止点时活塞上部的汽缸体积之比，V1/V2冲程从上止点到下止点之间的直线距离,1．进气过程活塞从上止点向下止点运动，活塞上方的体积增大，压力降低，进气阀打开，排气阀关闭，活塞下行，气缸内压力逐渐下降到0.70.9105Pa空气和汽油在混合室形成可燃性气，经进气阀吸入汽缸进气终了温度可达85～130℃,2．压缩过程进气阀关闭，活塞由下止点向上止点运动，可燃性混合气被压缩当活塞上行接近上止点、压缩过程终了时，压力可达0.7～1.5MPa，温度可达300～450℃压缩混合气体的温度、压力取决于发动机的压缩比,3．作功过程点火燃烧和膨胀作功）进气阀和排气阀仍关闭，火花塞发出电火花而引燃混合气体火焰以20～50m/s的速度迅速向四周传播燃烧，同时产生大量热能最高温度可达2000～2500℃，最高压力达3.0～4.0MPa高温高压燃气，推动活塞下行，将燃料燃烧放出的热能转变为机械能终了时温度约为900～1200℃，压力为0.4～0.5MPa,,4．排气过程活塞下行到下止点时，作功过程结束排气阀开启，活塞由下止点向上运动，排出废气废气排出温度700～800℃,当活塞再次到达上止点时，排气结束，这样完成一个工作循环，继而重复上述工作循环。如此周而复始，活塞不断上、下作直线往复运动，经连杆使曲轴不断旋转，对外作功。,一般汽油机有四个或六个气缸，按一定顺序排列，使不连续的点火燃烧和膨胀作功过程变成连续的经连杆带动曲轴旋转的过程。,压缩比是汽油机的最重要技术指标，它是混合气被压缩前后的体积比，即活塞在下止点时气缸体积V1与活塞在上止点时气缸体积V2之比V1/V2。压缩比越大的汽油机，其功率、热效率越高，油耗量和单位马力金属重量均有所下降，也就是越经济。压缩比越大，对汽油机的材质和汽油ON的要求也越高。,根据汽油机的工作条件，对汽油的使用要求主要有,在所有的工作情况下，具有足够的挥发性以形成可燃混合气；,燃烧平稳，不产生爆震燃烧现象；,储存安定性好，生成胶质的倾向小；,对发动机没有腐蚀作用；,排出的污染物少,二、汽油的蒸发性汽油的蒸发性能常用馏程和蒸气压来表示1．馏程恩氏馏程10馏出温度是为了保证汽油具有良好的启动性能50馏出温度表示汽油的平均蒸发性能，是为了保证汽油馏分的组成分布均匀，使发动机具有良好的加速性和平稳性，保证其最大功率和爬坡能力90馏出温度和终馏点干点表示汽油蒸发的完全程度,我国车用汽油10馏出温度≯70℃,我国车用汽油的50馏出温度≯120℃,90馏出温度≯190℃,终馏点≯205℃,2．饱和蒸气压汽油要求有一定的汽化性能，保证发动机的冷启动性反映了汽油的汽化性能和在进油系统中形成气阻的可能性可相对的衡量汽油在储运中的损耗倾向我国用雷德蒸气压作为汽油蒸汽压的指标9月16日至3月15日使用的汽油的饱和蒸气压不高于88kPa3月16日至9月15日使用的汽油的饱和蒸气压不高于74kPa航空汽油规定其饱和蒸气压为27～48kPa,三、汽油的抗爆性汽油在发动机中的抗爆震能力称为抗爆性，是汽油最重要的质量指标之一。用辛烷值、抗爆指数、品度等的大小来表示抗爆性的优劣。一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率，我国车用汽油以辛烷值作为其牌号。,正常情况下，发动机压缩终了时的混合气温度达300～450℃和压力3～4MPa，气体中的烃类被氧化并生成一些过氧化物，经火花塞点燃后，火焰呈球面状以20～50m/s速度向四周扩散，此时火焰经过的区域，温度、压力均衡上升，活塞工作正常。在有些情况下，当火花塞点燃混合气后，在火焰尚未传播到的混合气中，因受高温高压影响已形成大量自燃点较低的过氧化合物，在多个部位猛烈自燃，使火焰速度高达1500～2500m/s，温度、压力剧增，形成冲击波，敲击活塞和气缸各部件，发出金属撞击声，此时由于火焰瞬间经过，使得某些部位的燃料燃烧不完全，排出带黑烟废气，此即爆震现象。,什么是爆震燃烧,1．爆震现象及原因,主要原因是与汽油化学组成和馏分有关，如果汽油中含有过多容易氧化的组分，形成的过氧化物又不易分解，自燃点低，就很容易产生爆震现象。另外与发动机的工作条件和机械结构（主要是压缩比）、驾驶操作和气候条件等有关。汽油机的压缩比越大，压缩过程终了时混合气的温度和压力就越高，这就大大加速了未燃混合气中过氧化物的生成和积聚，使其更容易自燃。一定压缩比的发动机必须使用与其相匹配的辛烷值的汽油，方能保证在不发生爆震的情况下，产生最大功率。,爆震产生的原因,2．汽油抗爆性的表示方法,车用汽油的抗爆性用辛烷值和抗爆指数来表示。人为规定异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）的辛烷值为100，正庚烷的辛烷值为0，将这两种标准燃料按不同体积比混合就得到了不同抗爆性等级的正标准燃料混合物，以异辛烷的体积百分数作为正标准燃料混合物的辛烷值。汽油的辛烷值表示与被测汽油抗爆性相同的正标准燃料混合物中纯异辛烷的体积百分数。因此汽油的辛烷值并不表示汽油中的异辛烷含量。,车用汽油辛烷值的测定方法主要有两种马达法和研究法。马达法的试验工况规定为转速900r/min，冷却水温度100℃，混合气温度150℃。研究法的试验工况规定为转速600r/min，冷却水温度100℃，混合气温度不控制。由于研究法条件不如马达法苛刻，不容易发生爆震，因此研究法辛烷值（RON）比马达法辛烷值MON高5～10个单位，（RON-MON称为汽油的敏感度，它反映汽油的抗爆性随发动机工况改变而变化的程度。,抗爆指数ONI（MONRON）/2是衡量汽油抗爆性的指标。MONRON0.810经验关联式抗暴指数越大，汽油的抗暴性能越好对于90号汽油要求RON不小于90抗爆指数不小于85航空汽油的抗爆性用辛烷值和品度两个指标来表示,3．汽油的抗爆性与组成的关系汽油由各种烃类组成，对分子量大致相同的不同烃类正构烷烃环烷烃烷烃十、喷气燃料质量标准,