• / 92
  • 下载费用:5 下载币  

第三讲 石油及其产品的分类和使用要求

关 键 词:
第三 石油 及其 产品 分类 使用 要求
资源描述:
2017/8/5,石油加工概论,1,第三讲 石油产品的分类和使用要求,,2017/8/5,石油加工概论,2,本章学习要求,了解石油产品的分类主要掌握汽油、柴油、喷气燃料的使用要求及主要质量指标了解各种燃料现行国家标准,2017/8/5,石油加工概论,3,石油产品分类,燃料:汽油、柴油及喷气燃料等发动机燃料以及煤油、燃料油等。约占80% 润滑剂 :润滑油和润滑脂,占2%左右石油沥青:约占3%石油蜡:约占1% 石油焦:约为2% 溶剂和化工原料:约占10%,2017/8/5,石油加工概论,4,石油产品的分组,2017/8/5,石油加工概论,5,,热能转化为机械能的热力发动机有两大类:内燃机 液体燃料直接在发动机气缸内燃烧作功的机械称为内燃机,如汽油机、柴油机及喷气发动机等,所用的燃料主要是石油产品的汽油、柴油和喷气燃料(统称为发动机燃料)。用量最大、最重要 外燃机 在单独的设备(如锅炉)中燃烧,产生蒸汽或燃气用以推动透平作功的机械,如蒸汽透平、燃气轮机等,可用煤、天然气或重油等作燃料,2017/8/5,石油加工概论,6,汽 油-Gasoline,,2017/8/5,石油加工概论,7,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,2017/8/5,石油加工概论,8,四冲程进气压缩膨胀作功排气,2017/8/5,石油加工概论,9,1.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 0.7~0.9×105 Pa 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℃,2017/8/5,石油加工概论,10,2.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,2017/8/5,石油加工概论,11,3.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3.0~5.0MPa 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,2017/8/5,石油加工概论,12,,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℃,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,2017/8/5,石油加工概论,13,工作原理,汽油机一般是以四冲程循环工作的,叫四冲程汽油机 汽油机压缩比愈高,汽油机的功率和经济性愈好,但对汽油机的材质要求和汽油的质量要求也愈高,2017/8/5,石油加工概论,14,汽油机对燃料的使用要求,汽油应具备的使用性能主要有: 蒸发性能良好; 燃烧性能好(最为重要); 抗氧化安定性好; 抗腐蚀和磨损; 排出的污染物少,2017/8/5,石油加工概论,15,汽油的蒸发性,评定汽油的蒸发性能的质量指标馏程蒸气压,2017/8/5,石油加工概论,16,馏 程,馏程能大体表示汽油的沸点范围和蒸发性能一般要求测出汽油的初馏点、10%、50%、90%馏出温度和干点或终馏点,对这些点的温度都有明确的规定,以满足汽油对蒸发性能方面的要求,2017/8/5,石油加工概论,17,馏 程,初馏点和10%馏出温度,保证汽油具有良好的起动性能,反映了燃料中轻组分的相对含量我国车用汽油质量标准中要求其10%馏出温度不高于70℃航空汽油10%馏出温度不大于80℃,同时又规定初馏点不得低于40℃,大多在43-55℃,2017/8/5,石油加工概论,18,规定50%馏出温度,保证汽油具有良好的加速性和平稳性(最大功率和爬坡能力) 50%馏出温度与汽油机起动后升温时间的长短以及加速是否及时有关我国车用汽油质量标准(quality criteria)中要求50%馏出温度不高于120℃。航空汽油50%馏出温度不大于105℃,2017/8/5,石油加工概论,19,90%馏出温度和干点,表明汽油在气缸中蒸发的完全程度结焦性能90%点表示燃料中重馏分的含量,干点表示燃料中含有的最重馏分的沸点90%馏出温度和干点过高,会使发动机的功率、经济性下降要求车用汽油90%馏出温度≯190℃,终馏点≯205℃,2017/8/5,石油加工概论,20,蒸 气 压,蒸气压是保证汽油在使用中不发生气阻的质量指标。蒸气压指雷德蒸气压(RVP) 蒸汽压越大,蒸发性就越强,发动机易于冷起动,但产生气阻的倾向增大,蒸发损耗也越大。 车用汽油: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,2017/8/5,石油加工概论,21,汽油的爆震特性,爆震现象汽油在发动机中燃烧不正常时,会出现机身强烈震动的情况,并发出金属敲击声,同时,发动机功率下降,排气管冒黑烟,严重时导致机件的损坏,此即爆震现象产生爆震现象的后果:功率降低,汽油消耗量增加,发动机的使用寿命缩短,严重时,迫使发动机熄火,2017/8/5,石油加工概论,22,爆震的原因是由于汽油机使用了与其压缩比不相匹配的汽油,自燃点太低!,2017/8/5,石油加工概论,23,汽油的抗爆性是用辛烷值(Octane Number简称ON)来表示的规定两个标准燃料: 一个是抗爆性很高的异辛烷,ON=100 一个是抗爆性很差的正庚烷,ON=0两者按一定的体积比混合配制成一系列的标准燃料标准燃料中异辛烷的体积分数值即为辛烷值,2017/8/5,石油加工概论,24,汽油的辛烷值越高,表示其抗爆性能越好辛烷值主要有两种,即马达法MON与研究法RON。通常RON比MON高5~10个单位道路辛烷值,抗爆指数(ONI) 辛烷值无可加性!要实测!航空汽油的抗爆性用辛烷值和品度值两个指标来表示,,,2017/8/5,石油加工概论,25,航空汽油,我国采用“辛烷值/品度”表示航空汽油的牌号,包括100/130号、95/130号和75号三个牌号品度值表示飞机在爬高或战斗时,为了得到最大功率,发动机在富混合气(α= 0.6-0.65)条件下工作时的抗爆性辛烷值用来表示飞机在巡航时,为节省燃料,发动机在贫混合气(α= 0.8-1.0)下工作时的抗爆性,2017/8/5,石油加工概论,26,汽油的抗爆性与化学组成的关系,同族烃类,其辛烷值随相对分子质量的增大而降低碳原子数相同的不同族烃类,其抗爆性优劣的大致顺序: 芳香烃>异构烷烃和异构烯烃>正构烯烃及环烷烃>正构烷烃烷烃分子的碳链上分支越多、排列越紧凑,则抗爆性越好,2017/8/5,石油加工概论,27,2017/8/5,石油加工概论,28,芳烃和高度分支的异构烷烃ON最高,芳烃虽然抗爆性好,ON高,但多了是有害的。所以对汽油来说,高度分支的异构烷烃是理想组分 同一原油生产的汽油,馏分越轻,辛烷值越高,抗爆性越好使用和储存过程中,轻组分的蒸发损失会引起汽油辛烷值的明显降低,2017/8/5,石油加工概论,29,提高汽油辛烷值的方法加铅[四乙基铅-(C2H5)4Pb]采用先进的加工工艺 合理调合 掺入高辛烷值组分 含氧有机化合物:甲基叔丁基醚(MTBE) 加芳烃,2017/8/5,石油加工概论,30,汽油的安定性,汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性,简称安定性安定性不好的汽油,在储存和输送过程中容易发生氧化反应,生成胶质,使汽油的颜色变深,甚至会产生沉淀,2017/8/5,石油加工概论,31,化学组成:不饱和烃的存在是汽油安定性变差的主要原因 直馏汽油馏分不含烯烃,安定性很好;而二次加工生成的汽油馏分,其安定性较差 储存条件:汽油的变质除与其本身的化学组成密切相关外,还和许多外界条件有关,例如温度、金属表面的作用、与空气接触面积的大小等-储存安定性,2017/8/5,石油加工概论,32,评定汽油安定性的指标有: 碘值、硫含量、酸度、实际胶质、诱导期等,2017/8/5,石油加工概论,33,改善汽油安定性的方法,储存条件: 降低储油温度 减少温差变化 尽可能将容器装满,降低储罐空间氧浓度,减少空气量 避免与金属接触,采用非金属涂料 避光储存,2017/8/5,石油加工概论,34,化学组成:在生产时要选择适当的组分热裂化、焦化汽油因含较多的烯烃,不安定,必需和安定性较好的直馏汽油、FCC汽油、加氢裂化汽油、催化重整汽油调合使用采用适当的精制方法,如酸碱精制、加氢精制等,以除去不安定组分,改善汽油的安定性比较经济的方法是在适当精制的基础上,加入添加剂来改善汽油的安定性,延缓氧化反应的进行,延长诱导期,2017/8/5,石油加工概论,35,汽油的腐蚀性和清洁性,腐蚀性反映了汽油对金属的腐蚀能力评定汽油腐蚀性的指标有:硫含量、铜片腐蚀、酸度、水溶性酸或碱等车用汽油质量标准中规定其硫含量不大于0.08%,航空汽油不大于0.05%车用汽油的规格标准中用不含机械杂质和水分两项来保证车用汽油的清洁性,2017/8/5,石油加工概论,36,汽油产品的品种和牌号,汽油按其用途分为车用汽油和航空汽油,各种汽油均按辛烷值划分牌号车用汽油(GB 17930-1999) 按研究法辛烷值(RON),无铅车用汽油分为90号、93号及95号三个牌号,它们分别适用于压缩比不同的各型汽油机。,2017/8/5,石油加工概论,37,2017/8/5,石油加工概论,38,世界燃油规范与我国车用无铅汽油新标准的比较,2017/8/5,石油加工概论,39,柴 油 Diesel fuel,2017/8/5,石油加工概论,40,柴油是压燃式发动机的燃料 轻柴油:作为转速>1000r/min的高速柴油机的燃料重柴油:作为转速500~1000r/min的中速柴油机和<500r/min的低速柴油机的燃料柴油机车是节约能源的有效途径,2017/8/5,石油加工概论,41,,,,2017/8/5,石油加工概论,42,,柴油机的压缩比约高于汽油机一倍,一般为16~20。压缩后气体的温度、压力都比较高,可达到500~700℃、3~5MPa,此温度超过柴油的自燃点柴油是用高压油泵喷入气缸中,经雾化后的细小油滴便与被压缩的高温空气混合,并迅速蒸发汽化、自燃发火,不象汽油机那样需要用电火花点火柴油机的热效率一般比汽油机高,当二者功率相同时,柴油机可节约燃料20%~30%,2017/8/5,石油加工概论,43,柴油机燃料的使用要求,柴油是可用作压燃式发动机燃料的石油轻质馏分,轻柴油的主要使用要求:具有良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能具有良好的燃料供给性能对机件没有腐蚀和磨损作用良好的储存安定性和热安定性,2017/8/5,石油加工概论,44,柴油的燃烧性能,柴油的燃烧性能表示它的燃烧平稳性,又称柴油的抗爆性 柴油从喷油开始到全部燃烧为止,可分为四个阶段:滞燃期:指柴油喷入气缸到自燃经历的一段时间速燃期:从开始自燃到大部分可燃混合气燃烧完毕缓燃期:从大部分可燃混合气燃烧完毕到喷射终止后燃期:从燃料喷射停止到燃烧终点,2017/8/5,石油加工概论,45,与汽油机的相同之处:都有四冲程:进气、压缩、燃烧膨胀、排气 都是内燃机 与汽油机的不同之处:柴油机压缩的只是空气,压缩比可以更大 汽油机电火花点燃→点燃式发动机; 柴油机自燃→压燃式发动机,汽油机和柴油机的异同,2017/8/5,石油加工概论,46,汽油机、柴油机的主要区别,2017/8/5,石油加工概论,47,柴油的自燃点越低,滞燃期越短,发动机的工作就越平稳柴油的自燃点较高,氧化较慢,滞燃期就长,燃料太不易氧化,过氧化物生成量不足,迟迟不能自燃,以至喷入的燃料积聚过多,一旦开始自燃,大量燃料在气缸内同时燃烧,造成压力增长过快,大大超过正常燃烧的压力,产生冲击波,冲击活塞头,发出金属敲击声,引起爆震,使发动机功率下降,零件磨损增加,2017/8/5,石油加工概论,48,汽油机和柴油机爆震的区别,2017/8/5,石油加工概论,49,柴油的抗爆性,柴油的抗爆性用十六烷值(Cetane Number) CN来表示 标准燃料是正十六烷和α―甲基萘(或七甲基壬烷) 十六烷值高,表明燃料在柴油机中发火性能好,滞燃期短,燃烧均匀且完全,发动机工作平稳十六烷值低则表明燃料发火困难,滞燃期长,发动机工作状态粗暴 国家标准规定轻柴油的CN一般不小于45,2017/8/5,石油加工概论,50,柴油的十六烷值与其化学组成的关系,对相同碳原子数的不同族烃类,十六烷值大小顺序:正构烷烃>烯烃、异构烷烃>环烷烃>芳香烃>稠环芳烃烃类的异构程度越高,环数越多,其十六烷值越低。对环烷和芳烃来讲,随侧链长度的增加其十六烷值增大,随侧链分支的增多和环数的增加,其十六烷值减小各种烃类十六烷值的不同,主要是反映其自燃性质的差别,2017/8/5,石油加工概论,51,柴油的CN与其馏分组成的关系,对同族烃类来讲,随着相对分子质量的增加,其十六烷值也增大直馏柴油的CN:石蜡基的>环烷基的 大庆、华北等石蜡基原油中柴油馏分的十六烷值接近70,而环烷基的羊三木原油中柴油馏分的十六烷值,还不到40直馏柴油的CN>催化裂化柴油、焦化柴油的CN (二次加工生产的柴油十六烷值较低,需经加氢精制或调合使用!),2017/8/5,石油加工概论,52,柴油机对柴油CN的要求,不同于汽油机对汽油ON的要求。柴油CN太高、太低都不好如十六烷值低,燃烧发热不均匀,增加油耗,十六烷值低于40时用于高速柴油机容易发生爆震如十六烷值过高,由于自燃点太低,滞燃期太短,燃料很快自燃,来不及与空气均匀混合,以致空气供应不充足,燃烧不完全,部分烃类热分解而形成炭烟,即排放黑烟,使得油耗增大,柴油机功率下降。 一般要求CN≯56,2017/8/5,石油加工概论,53,柴油的十六烷值,不同转速的柴油机应选用不同十六烷值的柴油。一般柴油发动机的转速越高,相应的柴油十六烷值也应增大高速柴油机的燃料其十六烷值应在40~60,一般使用40~45的燃料中速柴油机可使用CN在30~35的燃料国家标准规定轻柴油的CN不小于45,2017/8/5,石油加工概论,54,柴油的蒸发性,馏程是表示柴油蒸发性能的重要指标柴油机的转速越高,对燃料的蒸发性能也就要求越严柴油的馏分过重,则蒸发速度太慢,使燃烧不完全,导致功率下降、油耗增大以及润滑油被稀释而磨损加重柴油的馏分过轻,则由于蒸发速度太快而使发动机气缸压力急剧上升,从而导致柴油机的工作不稳定,产生爆震,2017/8/5,石油加工概论,55,对馏分组成较轻的柴油,其蒸发速度快,有利于形成可燃混合气,使得燃烧速度增快,启动性好,这对高速柴油机是有利的柴油中小于300℃馏分的含量对耗油量的影响很大,小于300℃馏分含量越高,则耗油量越小,2017/8/5,石油加工概论,56,柴油50%馏出温度对柴油发动机的起动性影响很大。50%馏出温度越低,柴油机易于起动国标规定轻柴油的50%馏出温度不高于300℃,90%馏出温度不高于355℃,95%馏出温度不高于365℃轻柴油馏程要求比较严格,而对重柴油的馏分组成不作严格限制,只限制残炭的含量,2017/8/5,石油加工概论,57,柴油标准中还规定了闪点要求,以控制柴油蒸发性不要太强,同时也是保证安全性的指标国家标准中规定了各号柴油的闭口杯法闪点,要求–35号及–50号轻柴油的闪点不低于45℃,其余各牌号的柴油的闪点均要求不低于55℃,2017/8/5,石油加工概论,58,柴油的流动性,评定柴油流动性的指标:粘度,凝点,倾点,冷滤点,2017/8/5,石油加工概论,59,柴油的流动性-雾化性能,柴油的雾化性能主要与粘度有关粘度过小,太易雾化,且雾化后液滴小, 喷出的油流射程也短,不能与气缸中全部空气均匀混合,会造成燃烧不完全,使发动机的功率下降粘度过大,会造成供油困难,更重要的是不易雾化,且喷油的雾滴过大,油流的射程过长,也会使混合气组成不均匀、燃烧不完全、燃料的消耗量增大,同样会使发动机的功率下降,2017/8/5,石油加工概论,60,最好使喷出的油滴能分布到燃烧室全部容积中,保证燃烧完全柴油又是输油泵、高压油泵的润滑剂,粘度大小应适中在柴油的质量标准中对各种牌号柴油都规定了允许的粘度范围一般含烷烃较多的石蜡基原油的柴油粘度较小,而环烷基原油的柴油粘度较大,2017/8/5,石油加工概论,61,低温流动性,柴油的低温流动性是保证柴油机正常工作的关键因素之一,所以国产柴油是以凝点作为商品牌号的一般选择使用的柴油的凝点要比环境温度低5~10℃以上试验发现,柴油的最低极限使用温度并非凝点,而是浊点和倾点之间的冷滤点 冷滤点作为柴油的最低使用温度是合适的,2017/8/5,石油加工概论,62,柴油的低温流动性与其组成的关系,馏分重,其凝点就高,低温流动性差对相同碳数的各族烃类,凝点: 正构烷烃>异构烷烃、环烷烃对直馏柴油,其凝点:石蜡基的>环烷基的对同一种原油来讲: 直馏柴油的凝点>催化裂化、焦化柴油的凝点,2017/8/5,石油加工概论,63,柴油中正构烷烃多,CN高,抗爆性好,但凝点也高,低温下流动性变差柴油的低温流动性与其抗爆性对化学组成的要求是矛盾的柴油最理想组分是侧链靠近分子中心的单烷基或二烷基的异构烷烃,即所谓T型或∏型结构的异构烷烃,其凝点较低,十六烷值又较高,2017/8/5,石油加工概论,64,改善其低温流动性的方法,脱蜡:如加氢降凝、冷榨脱蜡等,使油品的凝点降低,但也会使油品的收率减少,成本较高与二次加工柴油调合使用。二次加工生产的柴油,虽CN不太高,但凝点很低,故可进行调合,如催化裂化柴油、焦化柴油等,但调合后,柴油的安定性变差,所以要注意调合的比例添加低温流动改进剂:此法经济实用,2017/8/5,石油加工概论,65,柴油的安定性,柴油的安定性包括热安定性和储存安定性柴油的储存安定性:柴油在储运、使用过程中保持外观、组成和使用性能不改变的能力 柴油的安定性一般是用总不溶物和10%蒸余物残炭来评定的安定性差的柴油在储存中颜色容易变深,甚至产生沉淀。严重时会造成喷油嘴和滤清器堵塞等,并导致气缸中沉积物增加、磨损加剧,2017/8/5,石油加工概论,66,柴油的腐蚀性和洁净度,柴油中含硫化合物对发动机的工作寿命影响很大,其中活性含硫化合物(如硫醇等)对金属有直接的腐蚀作用 指标:硫含量、硫醇硫含量、酸度、水溶性酸碱以及铜片腐蚀影响柴油洁净度的物质主要是水分和机械杂质。在轻柴油的质量标准中规定水分含量不大于痕迹,并不允许有机械杂质,2017/8/5,石油加工概论,67,柴油产品的品种和牌号,我国的柴油产品分为轻柴油和重柴油轻柴油按凝点划分为10号、5号、0号、–10号、–20号、–35号和–50号不同凝点的轻柴油适用于不同的地区和季节,不同粘度的重柴油适用于不同类型和不同转速的柴油发动机,2017/8/5,石油加工概论,68,我国直馏柴油收率低,催化裂化柴油占相当大的比重,还有部分热加工柴油催化裂化柴油CN较低、安定性较差,需与直馏柴油调合或经适当的精制后才能合格。而热加工柴油的安定性更差,一般均需通过加氢精制–35号和–50号轻柴油可由含蜡比较少的中间基原油和环烷基原油直接来生产,也可用临氢降凝和加氢裂化等方法生产,2017/8/5,石油加工概论,69,2017/8/5,石油加工概论,70,喷 气 燃 料jet propulsion fuel,2017/8/5,石油加工概论,71,喷气燃料也叫航空煤油(aviation kerosene),用于喷气式发动机( jet engine) 喷气式发动机分三类:涡轮喷气发动机,涡轮螺旋桨喷气发动机,冲压式发动机,前两类常用喷气发动机利用从尾喷管喷出高温燃气所产生的反作用力推动飞机前进。涡轮喷气发动机的工作过程请同学自己看书,这里仅讲与活塞式发动机的区别,2017/8/5,石油加工概论,72,涡轮喷气发动机主要有进气、燃烧、燃气涡轮、喷气四部分机件组成,2017/8/5,石油加工概论,73,喷气发动机中,燃料与空气同时连续进入燃烧室,一经点燃,其可燃混合气的燃烧过程是连续进行的。而活塞式发动机的燃料供给和燃烧则是周期性的活塞式发动机燃料的燃烧在密闭的空间进行,而喷气发动机燃料的燃烧是在35-40m/s高速气流中进行的,燃料的燃烧速度必须大于气流速度,否则会造成火焰中断。所以要求燃料必须完全燃烧,2017/8/5,石油加工概论,74,喷气发动机对燃料的质量要求非常严格,以保证安全可靠。对燃料质量的主要要求如下:,良好的燃烧性能适当的蒸发性较高的热值和密度良好的安定性良好的低温性无腐蚀性良好的洁净性较小的起电性适当的润滑性,2017/8/5,石油加工概论,75,喷气燃料的燃烧性能,与燃烧性能有关的性质标准是热值和密度 热值指单位质量或体积燃料完全燃烧所放出的热量。喷气燃料的热值一律用净热值表示。分为质量热值和体积热值 质量热值越大,发动机的推力越大,耗油率越低。体积热值越大,对长时间飞行的飞机,大型运输机等有利(密度越大→体积热值越高)要求喷气燃料有较高的质量热值,以及较大的密度,2017/8/5,石油加工概论,76,热值和密度与其组成的关系,质量热值由H/C比决定,氢碳比越高的燃料的质量热值也越大。对不同烃类,烷烃的氢碳比最高,其质量热值也最大,环烷烃的次之,芳香烃的最低体积热值与密度有关。燃料的密度增大,其体积热值就高。对不同烃类,其密度是芳香烃的最大,环烷烃的次之,烷烃的最低对同族烃类,随沸点的升高,密度增加,体积热值增加,而氢碳比下降,质量热值减小质量热值和体积热值二者总是相互矛盾的,2017/8/5,石油加工概论,77,热值和密度,保证喷气燃料同时具有较高的质量热值和体积热值,其理想组分应该是异构烷烃和带侧链的环烷烃,而芳烃尤其稠环芳烃是非理想组分,要限制芳烃含量我国喷气燃料的质量标准中规定其净热值不小于42.8或42.9MJ/kg,20℃密度不小于0.750或 0.775g/cm3。同时规定芳烃含量不得大于20%(体),2017/8/5,石油加工概论,78,燃料的起动性、燃烧稳定性及燃烧完全度,易于起动:合适的低温粘度能保证在低温起动时燃料必需的雾化程度 燃烧稳定:燃烧的稳定性除与燃烧室结构及操作条件有关外,还和燃料的烃类组成及馏分轻重有密切关系。喷气燃料一般采用燃烧极限较宽、燃烧比较稳定的煤油馏分 燃烧完全:燃烧完全度是指单位质量燃料燃烧时实际放出的热量占燃料净热值的百分率,它直接影响到飞机的动力性能、航程远近和经济性能,2017/8/5,石油加工概论,79,燃烧完全度,影响燃烧完全度的主要因素有三个:粘度、蒸发性和化学组成 燃料的粘度与其雾化的质量有直接联系;燃料的粘度过大、过小都不好,应有一合适的范围,以保证发动机能正常工作燃料的蒸发性能对燃料的起动性、燃烧完全度和蒸发损失影响很大。馏分较轻、蒸发性较好的喷气燃料,其燃烧完全度较高,2017/8/5,石油加工概论,80,要保证喷气燃料具有良好的蒸发性,可以通过10%馏出温度控制轻组分含量,防止产生气阻现象,这对高空飞行很重要!而90%馏出温度控制重组分含量,防止燃烧不正常及未汽化燃料受热分解、积炭国产1号,2号,3号喷气燃料属煤油型,其蒸发性能由闪点或10%馏出温度控制,4号喷气燃料属宽馏分型,除馏分组成外,主要由蒸气压加以限制,2017/8/5,石油加工概论,81,燃烧完全度与化学组成的关系,各种烃类的燃烧完全度高低顺序:正构烷烃>异构烷烃>单环环烷烃>双环环烷烃>单环芳烃>双环芳烃。同时馏分变重时,燃烧完全度会降低在喷气燃料中要限制芳烃含量,尤其是双环芳烃的含量,一般限制芳烃体积分数不大于20%,双环芳烃不大于3%,2017/8/5,石油加工概论,82,燃料的积炭性,喷气燃料在发动机中燃烧时生成积炭的倾向称为燃料的积炭性化学组成对生成积炭的影响最大。在喷气发动机中最容易生成积炭的成分是芳香烃,尤其是双环芳香烃馏分组成上看,馏分变重,也易积炭;另外,油中不饱和烃含量增加或实际胶质增加都易生成积炭;油中含有硫、氮、氧化合物时也易形成积炭,2017/8/5,石油加工概论,83,表征其积炭倾向的指标可在萘系烃含量、烟点和辉光值中任选其一烟点又称无烟火焰高度,芳烃含量越多,则其烟点就越低,生成的积炭就越多。我国的喷气燃料要求烟点不小于25mm辉光值:燃料的密度越大,芳烃含量越低,则辉光值越大,燃烧越完全,生成积炭的倾向越小。我国规定喷气燃料的辉光值不小于45,2017/8/5,石油加工概论,84,喷气燃料的低温性能,喷气燃料的低温性能,是指在低温下燃料能否顺利地泵送和过滤的性能,即不能因产生烃类结晶或所含水分结冰而堵塞过滤器,影响供油。用结晶点或冰点表示良好的低温性能,保证结晶点低,不含水我国1、2号喷气燃料的结晶点相应要求不高于–60℃、–50℃,3号喷气燃料则要求冰点不高于–47℃,2017/8/5,石油加工概论,85,低温性能与化学组成的关系,结晶点:正构烷烃、某些芳烃>环烷烃、烯烃各种烃类对水的溶解度不同:芳香烃>烯烃>环烷烃>烷烃 从降低燃料对水的溶解度的角度来看,也需要限制芳香烃的含量措施可采用加热过滤器或预热燃料的方法,2017/8/5,石油加工概论,86,喷气燃料的安定性,储存安定性:在储存过程中容易变化的质量指标有胶质、酸度及颜色等 。喷气燃料质量标准中对实际胶质、碘值以及硫、硫醇含量都作了严格的规定热安定性指燃料在发动机燃油系统中受到温度和油品中溶解氧的作用时,阻止沉渣生成的能力严格控制烯烃、稠环芳烃及非烃化合物的含量,尽量减少非烃和烯烃含量,限制多环芳烃和环烷,2017/8/5,石油加工概论,87,喷气燃料的腐蚀性,喷气燃料对金属部件造成的腐蚀有气相腐蚀和液相腐蚀高温燃气对金属的侵蚀称为气相腐蚀也称烧蚀。主要表现:腐蚀表面被烧成麻坑或者表层起泡,并呈鳞片状剥落液相腐蚀与汽油、柴油类似控制喷气燃料腐蚀性的质量指标除含硫量、硫醇硫含量、铜片腐蚀、银片腐蚀外,还有酸度、水溶性酸或碱,2017/8/5,石油加工概论,88,喷气燃料的洁净度,引起燃料洁净度下降的主要物质有水分、固体杂质、表面活性剂物质以及细菌等我国喷气燃料质量标准中,用外观和水反应试验等技术指标来保证喷气燃料的洁净度,2017/8/5,石油加工概论,89,喷气燃料的起电性(静电着火性),高速加油,在泵送燃料时,燃料和管壁、阀门、过滤器等高速摩擦,油面就会产生和积累大量的静电荷电导率大的燃料,静电荷消失速度快而不易积累 措施:改善操作,改装加油设备和燃料中加入防静电添加剂等,通常三种方法结合使用,效果很好,2017/8/5,石油加工概论,90,喷气燃料的润滑性,喷气发动机的燃料泵以燃料本身作为润滑剂的燃料组分的润滑性能按照下列顺序依次降低:非烃化合物>多环芳烃>单环芳烃>环烷烃>烷烃单环或多环环烷烃的润滑性能最好含有少量的极性物质,对喷气燃料的润滑性能是有利的 喷气燃料的精制深度要适当,2017/8/5,石油加工概论,91,组成喷气燃料的最理想组分是环烷烃,它具有较好的燃烧性能,润滑性能和热氧化安定性;其次是异构烷烃、烷烃;而芳烃特别是多环芳烃和烯烃是非理想组分,所以要尽可能除去双环芳烃(稠芳)、烯烃和非烃化合物,并控制单环芳烃的含量,同时要严格控制非烃化合物和微量金属的含量油品进行加氢异构化或对含正构烷烃多的油料异构化是制取喷气燃料的有效途径,2017/8/5,石油加工概论,92,喷气燃料牌号,喷气燃料按生产方法可分为直馏喷气燃料和二次加工喷气燃料两类按馏分的宽窄、轻重又可分为宽馏分型、煤油型 及重煤油型1号与2号均为煤油型,馏程约为150~250℃,1号结晶点为–60℃,而2号的结晶点为–50℃,两者均可用于军用飞机和民航飞机 3号喷气燃料为较重煤油型燃料,馏程约为180~280℃,冰点不高于–47℃,民航飞机、军用飞机通用,正逐步取代1号、2号喷气燃料,
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:第三讲 石油及其产品的分类和使用要求
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-69672.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开