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燃料特性

燃料特性

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第三章　　池番和ｑ4,你擦褂的龙险瓣性

油品的化学组成

油晶的组成十分复杂，是由多种元素组成的多种化合物的混合物

’物两大类。

一、油品的烃类组成

由碳和氧两种元素组成的化合物叫碳氢化合物，简称烃。

油晶:

烃、环烷烃、芳香烃和烯烃。

（一）烷烃

　　烷烃是油品中的主要成分之

异构烷烃。

　　１.烷烃的性质

其分子通式为c。

1\。

．,油品中的烷烃有正构烷烃

烷烃的熔点、沸点和密度随碳原子数的增加而升高。

ｑ·G的烷烃常温常压下是气体。

co—c：

，的烷烃常温下为液体。

c：

:

以上的烷烃常温下为固体,溶解在油品中，当温度降低时

就从油中析出而形成蜡。

石蜡呈片状或带状结晶,主要由正构烷烃组成，大多分布在柴抽和

轻质润滑油馏分中；地蜡呈针壮结晶,主要由环烷烃及异构烷烃组成,大多分布在重质润滑

油馏分和渣油中。

异构烷烃熔点和沸点比相同碳原于数的正构烷烃要低，支链越多，其熔点、沸点越低。

在碳原子数相同的烃类中，烷烃密度最小，单位发热量高。

　　烷烃在常温常压下化学性质稳定，很难被空气氧化，与强酸、强碱、氧化剂和强还原剂

都不起作用。

但在高温下烷烃能在空气中燃烧生成二氧化碳和水,并放出大量热能。

如果空

气不足,则燃烧不完全，生成一氧化碳和黑色的游离碳。

这是汽油、柴油和煤油燃烧时的基

本反应。

2．烷烃与泊晶9Q关系

c，·c,1的烷烃主要存在于汽油馏分中

Ｑo·Qo的主要存在于润滑油馏分中。

qo的烷烃主要存在于煤油和柴油馏分中

　　正构烷烃的热氧化安定性最差,在高温下易生成过氧化物,所以辛烷值最低,且碳链越

长,其辛烷值越低。

但它的十六烷值较高，且碳链越长，其十六烷值越高。

因此，汽油中含

正构烷烃较多时，汽油的抗爆性不强,燃烧时易产生爆震。

柴油中含正构烷烃较多时燃烧性

能好,柴油机工作平稳。

但柴油中正构烷烃过多时，由于热裂化反应加快，会产生大量的游

离碳,导致燃烧不完全。

且柴油的蟹点高，低温流动性不好。

煤油中含烷烃较多时,由于烷烃中氢的相对含量最多．所以燃烧比较完全,火焰稳定,

烟点高,灯心不易结焦，但胴明度低。

润滑油中含烷烃较多时粘温性能好，但含过多正构烷烃会影响润滑油的低温流动性。

（二）环烷烃

　环烷烃是环状的饱和烃，其分子通式为cnH2¨也是石油的主要组分之一,性能比较稳

定，在油晶中的含量仅次于烷烃而居第二位。

油晶中的环烷烃主要是环己烷和环戊烷及其同

系物。

　　1.环烷烃的性质

　环烷烃随着相对分子质量的增大，拂点、熔点升高,密度增大

的烷烃比较,密度和沸点都较高。

环烷烃的化学性质和烷烃类似,

下，环烷烃可以在空气中燃烧。

　　2．环煊烃与油晶的关系

环烷烃和相同碳原于数

常温下很稳定。

在高温

　环烷烃在油晶馏分中的分布比较均匀,但在中间的馏分中稍多。

一般来说,汽泊馏分主

要是单环环烷烃;煤油、柴油馏分中除含有单环环烷烃外，还出现了双环环烷烃及三环环烷

烃。

在汽油中,环烷烃的抗爆性能较正构烷烃好,而比异构烷烃差。

且随侧链的增长，辛烷

值降低。

在柴油中,环烷烃燃烧性能不如正构烷烃，且随环数的增加,燃烧性能变差。

环烷烃是润滑油的主要成分，除环己烷外,熔点一般很低，低温下的流动性能好。

　　（三）芳香烃

　　分子中具有苯环结构的烃类称为芳香烃

环和稠环三类。

油晶中的芳香烃一般很少,

成分。

　１．芳香烃的性质

其分子通式为c。

Ｈ2。

—‘。

芳香烃分为单环、多

而且主要是相对分子质量较大、沸点较高的

芳香烃和相同碳原于数的烷烃和环烷烃比较，密度和沸点较高,单位发热量低,其蒸气

对人体有毒害作用。

芳香烃对橡胶、树脂等高分子物质的溶解能力最强,对水的溶解度最

大。

芳香烃是一种比较稳定的化合物，一般情况下不易被氧化,但其稳定性随环数的增加和

侧链的增长而逐渐降低。

在一定条件下，带恻链芳香烃上的侧链会被氧化成有机酸,带侧链

的多环和稠环芳香烃很容易被氧化而生成胶状物质，这是泊品氧化变质的重要原因之一。

在

高温下,芳香烃能在空气中燃烧。

　　　2.芳香烃与油晶的关系

芳香烃在油晶中的分布随馏分沸点的升高而逐渐增多。

在4０0~500~C的高沸点馏分中．

芳香烃含量可达3０％以上；而在低沸点的汽油馏分中,其含量大多在1０％左右。

单环芳香

烃大多分布在汽油馏分中,少量分布在煤油、柴油和润滑油馏分中;随着馏分沸点的升高.

其侧链数和侧链长度增加、增长。

芳香烃的辛烷值一般较高，因而是汽油的良好组分。

但由于芳香烃吸水性强,燃烧时生

成积炭的倾向性也较大，故其在汽油中的含量受到一定限制。

在柴油中,由于芳香烃的自燃

点最高，十六烷值低，燃烧性能很差，所以柴油中不应含有过多的芳香烃。

芳香烃的碳氢比

大，故不易燃烧完全，容易冒黑烟，但它的照明度大，所以成为煤油的必要组成。

在润滑抽

中,少环长侧链的芳香烃不但粘温性能好,而且抗氧化能力强,故成为润滑油的理想组成。

（四）烯烃

烯烃是含有碳碳双键的不饱和烃,其分子通式为C。

H２¨因此化学性质很活泼，可与多

种物质发生反应。

在一定条件下烯烃町加氢转化为烷烃，小分子烯烃可叠合成大分子烯烃．在空气中被氧化而最终生成胶质,特别是二烯烃常温下极易被氧化。

烯烃由于辛烷值较高，

疑点较低,故有时将热裂化馏分掺人汽油以提高其抗爆性，撞入柴油以提高其低温流动性。

但由于烯烃的化学安定性在所有烃中最差,故含有烯烃，特别是含有二烯烃的油晶不宜长期

储存。

　油晶中除含有各种烃类外，还有各种非烃化合物，主要是硫和含硫化合物、胶质和沥青

质,还有极少的含氧化合物、含氮化合物和灰分。

（一）硫和硫化物

油品中的硫化物可分为活性硫化物和非活性硫化物两类。

1.活性璃化物

　活性硫化物主要指硫化氢（H2s）和低分子硫醇（删）。

硫化氢是具有腐败鸡蛋恶臭气味

的气体,有毒,微溶于水。

硫醇在油品中含量很少，有极难闻的臭味，不溶于水。

活性硫化

物主要分布在不合格泊品的轻质馏分中，具有一定的弱酸性，能直接与金属作用，引起金属

腐蚀。

　2．非活性醚化铀

　非活性硫化物主要指硫醚（阽Ｒ:

金属。

总体上来说,硫化物是油品中的有害物质，它们给产品质量带来不少危害

几个方面:

（1）在储存中会生成胶质而不利于抽晶使用;

（2）可使油晶某些应用性能变坏，如使汽油的感铅性降低

　（３）有臭味,污染空气,对人体有害；

　　（4）对设备臂线有腐蚀性。

（二）胶质和沥青盾

　1．胶盾

胶质是指能溶于石油醚、苯、三氯甲烷和二氧化硫,而不溶于乙醇的物质。

它是一种很

粘稠的液体或半固体状态的胶状物，其颜色为深黄色至棕色。

胶质具有很强的着色能力，

o.咖％的胶质就能使五色汽油变为草黄色。

油晶的颜色主要来自胶质,油品颜色的深浅往

往反映胶质含量的多少。

油晶中的胶质在燃烧时易形成炭渣，受热、甚至常温下可被氧化生

成沥青质。

胶质主要集中在渣油中。

2．酒青盾

　沥青质是指能溶于苯、三氧甲烷和二硫化碳,但不溶于石油醚和乙醇的物质

深褐色或黑色的无定性固体。

沥青质的化学性质比较稳定。

　　胶质、沥青质对油品性质影响很大。

汽油中如含有胶质，容易堵塞进器管、生成积炭、

改变压缩比;灯用煤油中如含有胶质,容易堵塞灯芯，影响灯芯吸油量并使灯芯结焦;柴油

中如含有胶质使用中容易导致滤清器堵塞,喷油器喷孔被粘结或堵死，影响供油。

第二节油品的基本性能及使用安全

　汽车加油站主要是为机动车辆加注汽油、轻柴油的专门场所，兼营洗车、加注润滑油。

加油站是油品销售的终端环节，由于油晶具有易燃易爆、易积聚静电、易中毒等危险特性；

油品性能质量的好坏直接对车辆安全行驶产生影响。

因此必须掌握一定的油晶知识,如汽

油、柴油、煤油和润滑油等常用油品的性能要求和用油安全知识。

　为了改善环境,减少发动机有害气体的排放，从删年]月1日,我国所有炼油厂停

止生产车用含铅汽油；同年7月1日停止销售车用含铅汽油，实行了汽油无铅化。

无铅汽油

井不是汽油中一点都不含铅，而是与含铅汽油相比含铅量要少得多。

根据GB1７9３0--１９99

的技术要求,无铅汽油的质量指标，铅含量不大于0.００58/L,所以汽油无铅是一个相对的

概念。

无铅汽油与含铅汽油的最大区别在于含铅汽抽加的抗爆剂是四乙基铅,而无铅汽油加

入的是含MTBE等醚类化合物。

无铅汽油具有易燃、易爆、易挥发、辛烷值高、稳定性能好、抗爆性及蒸发性能好、硫

含量低等特点。

无铅汽油不加任何着色剂，颜色为水白色。

车用无铅汽油组成为Ｇ-c）,，

根据乙B17930～1999，车用无铅汽油按研究法辛烷值划为90号、91号、95号三个牌号。

其

含义如90号衷示其研究法辛烷值不低于90，技术指标见附录三（表1）。

牌号越高，其抗爆

性越好，可适合更高压缩比的汽油机使用。

加有汽泊清净剂的汽油称为清洁汽油或高清洁汽

油。

根据中国石油化工集团公司企业标准Q／SＨR００721~0（20０3年实施）,城市车用汽油按

研究法辛烷值划为９0号、９3号、95号和97号，技术指标见附录三（表2）。

（一）车用汽油的性能要求

　１．汽油的蒸发性

　汽油由液体状态转化为气体状态的性能称为汽油的蒸发性。

汽油的蒸发性越好,就越容

易汽化,与空气混合就越均匀,燃烧就完全,保证在各种条件下发动机容易启动，加速及

时,降低油耗。

但汽油的蒸发性也不宜太好,否则会使汽油在储存和保管时的损耗加大。

而

且在炎热的夏季以及在大气压力较低的高原地区使用时,汽油未进入汽化罪以前就会在供袖

管路中蒸发,形成气阻,导致汽油不能顺利进入汽化90,严重时会中断供油。

因此,汽油要

有良好的蒸发性。

汽油的蒸发性用馏程和蒸气压两个指标来评定。

　２．汽油的抗耀性，

汽油的抗屠性是指汽油燃烧时不发生爆震现象的性能。

汽油应具有良好的抗爆性，以保

证发动机运转正常,不发生爆震,充分发挥效率。

用来评定汽油抗爆性的指标是辛烷值和抗

爆指数。

　辛烷值是指和汽油抗焊性相同的标准燃料中所含异辛烷的体积百分数。

抗爆指数（ＯＮl）是同一种汽油研究法辛烷值（RON）与马达法辛烷值（ＭＯN）的平均数,即

ＯＮＩ:

（MＯN+ＲOＮ）／2，可用来近似地反映汽抽的抗爆性能，更接近于车辆运行时的实际

情况。

3.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抗氧化安定性,简称安定性。

安定

性好的汽油，长期储存也不变质。

安定性差的汽油在储存和使用过程中,通常出现颜色变

深、生成粘稠胶状沉淀物的现象。

使用这类安定性差的汽油,会在油箱、辅油管和过滤器中

形成胶状物，堵塞抽路，甚至中断供油。

　影响汽油安定性的根本原因是汽抽中存在不安定组分，特别是不饱和烃,如二烯烃等。

它们虽含量不多,但极易氧化,对油品质量危害很大。

另外汽油的安定性还受到储存条件的

影响,如温度、空气、阳光、水分和金属等,都会加速汽油的氧化变质。

汽抽的安定性用实

际胶质和诱导期两个指标来评定。

　４．汽油晌腐蚀性

　　在储运和使用过程中，汽油中的不良成分对与之接触的金属产生腐蚀的能力称为汽油的

腐蚀性,汽油中的不良组分包括硫及硫化物、水溶性酸或碱和有机酸性物质等,当然,质量

指标合格符合国家标准的合格汽油是不会对金属产生严重腐蚀的。

评定汽油腐蚀性的指标

有:

硫含量、腐蚀试验、水溶性酸或碱和酸度。

（二）车用汽油的选用

　　随着汽车工业的进步,汽车发动机功率不断提高。

要提高发动机功率井降低油耗，最重

要的途径