油料学知识点.docx

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油料学知识点

第一章

◆1．石油的元素组成：

组成石油的主要元素是碳、氢、硫、氮、氧五种元素。

◆2．石油的烃类组成：

由碳和氢可组成烃类化合物，即烷烃、环烷烃和芳香烃，它们在原油中占绝大部分。

在原油中不含不饱和烃，但在二次加工后的石油产品中有不饱和烃（烯烃）。

◆3．石油中的非烃化合物主要指：

含硫、含氮和含氧化合物以及胶状沥青状物质

◆4.我国原油的组成特点：

从元素组成上看，含硫低、含氮高是我国原油的特点之一。

三高一低高凝点高粘度高含蜡硫偏低。

◆5.各类化合物的分布规律：

随着石油馏分沸点的升高，馏分中烷烃含量逐渐减少，芳香烃含量逐渐增大，含硫化合物和胶质含量均逐渐增加。

第二章石油及油品的物理化学性质

◆1.为什么要研究石油及油品的物化性质？

（课本P13）

石油及油品的物化性质是评定石油和油品质量、衡量油库管理水平、控制油品输送过程的重要指标，也是设计石油及油品输送管道和油库以及石油加工装置的重要依据。

◆2.表征油品蒸发性能的指标？

（蒸汽压、镏程）

油品的蒸发性能通常用蒸气压和馏程两个性质来表示。

蒸气压：

在一定温度下，液体同其液面上方蒸气呈平衡状态时蒸气所产生的压力（气液平衡时蒸气产生的压力）称为饱和蒸气压，简称蒸气压。

蒸气压的高低表明液体中分子气化或蒸发的能力，同一温度下蒸气压高的液体比蒸气压低的液体更容易气化。

馏程：

油品在规定条件下蒸馏所得到从初馏点到终馏点的温度范围，表示其蒸发特征。

该温度范围亦称为沸程。

◆3.油品的蒸气压与哪些因素有关？

各是如何影响油品蒸气压？

蒸汽压与温度及油品组成有关。

a同一油品的蒸气压随温度的升高而增大

b两相共存时，蒸气压与气液体积比有关

c油品的气液比越小，气化率越低，蒸气压越高。

◆4.油品密度

影响油品密度的因素

1）油品密度与馏分组成和化学组成的关系

沸点↑，密度↑

芳香烃的密度最大，环烷烃次之，正构烷烃最小。

对于相同碳原子,ρ芳香烃>ρ环烷烃>ρ正构烷烃。

分子中环数越多，密度越大，因而不同原油生产的两个相同馏程的馏分，由于化学组成不同，其密度也有很大的差别。

2）温度对密度的影响

温度↑密度↓

3）压力对密度的影响

在温度不高的情况下，压力忽略不计。

4）油品混合对密度的影响

当几种油品混合时，如果混合后体积有可加性（同一温度下具有可加性），则混合油品密度也可按可加性计算。

（有公式P25）

油品密度与API°的关系：

5.粘度是评价原油和油品流动性能的指标。

粘度一般有5种表示方式，即动力粘度、运动粘度、恩氏粘度、雷氏粘度和赛氏粘度。

6.油品的粘温性能是由其化学组成决定，其表示方法有多种，我国主要采用粘度比和粘度指数。

粘度指数越高则粘温性质越好。

影响油品粘度的因素

1油品粘度与组成的关系

随着密度增大↑、沸点升高或烃类分子量增加↑，粘度增大↑。

当烃类分子量相近时，其粘度μ环烷烃>μ芳香烃>μ烷烃

随着特性因数Ｋ的减小，粘度增加。

这是因为馏程相同的油品，Ｋ值小的含环状烃多。

（2）粘度与压力的关系

当压力低于4.0MPa时，压力对液体油品粘度的影响不大，可以忽略。

当压力高于4.0MPa时，粘度随压力增加而逐渐增加，在高压下显著增大。

（3）油品粘度与温度的关系

温度对油品粘度影响很大，随着油品温度升高，粘度迅速减小，没有注明温度的粘度数据是没有意义的。

油品温度↑粘度↓（油品粘度随温度变化的性质称为粘温性能）。

最常用的粘温关系式

油品粘温性能对某些油品（例如润滑油）的重要性不亚于粘度本身。

润滑油要求粘度随温度变化越小越好，即要求粘温性能良好。

油品粘温性能表示方法有多种，我国主要采用粘度比和粘度指数。

粘度指数越高则粘温性质越好。

粘度比是油品某低温粘度与某高温粘度的比值，最常见的是50℃运动粘度与100℃运动粘度之比，也有用-20℃运动粘度与50℃运动粘度的比值。

粘度比越小，粘温性能越好，但粘度比只能表示该两个温度间的粘温关系，有一定局限性。

粘度指数愈高，粘温性能愈好，使用的环境温度范围也愈宽。

粘度指数不能表示稠化机油的粘温性质。

油品的粘温性能是由其化学组成决定的，烃类中以正构烷烃的粘温性能最好，环烷烃次之，芳香烃最差；烃类分子中环状结构越多，粘温性能越差，链越长则粘温性能越好。

◆6闪点、燃点和自燃点

（1）烃类要发生燃烧，必须具备烃类蒸气、氧和明火火源三个条件

Ø

（2）闪点测定方法有闭口杯法和开口杯法两种，都是条件性试验。

通常轻质油品测其闭口杯闪点，重质油品和润滑油多测其开口杯闪点。

同一油品的开口杯闪点高于闭口杯闪点，闪点愈高，二者的差值愈大。

重质油中混入少量轻油时，闪点大大下降。

（3）闪点、燃点和自燃点的关系？

？

？

◆闪点是在规定条件下加热油品时，逸出的油蒸气与空气形成混合气，当与火焰接触时能发生瞬间闪火时的最低温度。

油品的燃点是在规定条件下，将油品加热到能被所接触的火焰点燃，并连续燃烧5秒钟以上的最低温度。

燃点一般比开口杯闪点约高20～60℃。

自燃点，油品自行燃烧的温度，它是加热油品到油品与空气接触，因激烈氧化产生火焰而自行燃烧时的最低温度。

Ø对于同一油品来说，自燃点最高，燃点次之，闪点最低。

Ø对于不同油品来说，闪点愈高的，燃点愈高，自燃点愈低。

含烷烃多的油品，其自燃点低，闪点高。

Ø同一族烃中，分子量小的烃，自燃点高而闪点低，分子量大的自燃点低，闪点高。

（4）静电着火性能

油品在加注、输送过程中，油品与管壁、容器壁、阀门等强烈摩擦，产生静电。

由于油品的导电性很差，致使油品中积累大量静电荷，有时可达数千甚至数万伏高压，从而引起火花放电。

此时周围如存在可燃性气体，而静电火花能量超过0.25mJ，可燃性气体就会被电火花点燃，引起燃烧爆炸。

◆7低温性能

油品的低温性能指标主要有哪些？

各是哪种油品的性能指标

a.   浊点、结晶点和冰点是表征煤油、航空汽油和喷气燃料的低温性能指标

b.凝点、倾点和冷滤点是原油、柴油、润滑油和燃料油的重要使用性能指

c.熔点是石蜡、地蜡和高熔点石油产品的一个质量指标。

d.对于润滑脂和沥青等这类软膏状或固体状物质，很难判断其物态转变的情况。

因而只能用更富有条件性的滴点和软化点指标来表示。

石油及油品在低温下失去流动性有两种情况？

答：

粘温凝固构造凝固

•1石油及其产品凝固的实质

◆石油及油品在低温下失去流动性有两种情况；

（1）不含蜡油品

含蜡很少或不含蜡的原油和油品，随着温度降低，粘度迅速增大。

当粘度增大到一定程度后，原油和油品就变成无定型的玻璃状物质而失去流动性，这种凝固称为粘温凝固。

油品在特定条件下刚刚失去流动性的温度称为凝点。

油品的“凝固”这一词并不确切，因为在油品刚失去流动性的温度下，油品实际是一种可塑性物质，而不是固体。

第三章原油的分类及国产原油的性质

◆1、原油的分类方法有哪几种？

被广泛采用的是什么分类方法？

通常从商品、地质、化学或物理等不同角度进行分类。

目前广为应用的原油分类法是商品分类法、化学分类法和我国采用的关键馏分特性分类法和含硫量分类法相结合的分类方法。

（1）工业分类法（商品分类法）：

将原油按API度划分为四类：

轻质原油中质原油重质原油特稠原油

（2）化学分类法

a特性因数法：

特性因数K＞12.1石蜡基原油

特性因数K=11.5～12.1中间基原油

特性因数K=10.5—11.5环烷基原油

b关键馏分特性分类法

◆2、从石油中可以得到数百种产品，按用途分4大类：

①燃料，②润滑油和润滑脂，③蜡、沥青和石油焦。

④石油化工产品。

第四章石油的炼制方法

1.石油的炼制方法：

常压蒸馏、减压蒸馏、二次加工、油品精制、油品调和。

2.常减压蒸馏是炼油厂加工已脱盐脱水原油的第一道工序。

根据原油中各馏分沸程的差别，采用精馏方法把原油分割成不同沸程的直馏馏分油，

3.二次加工方法，即通过化学方法，改变馏分的化学组成，以获得更多更好的轻质油品。

4.热裂化过程的主要化学反应：

①裂解反应：

②缩合反应

5.二次加工方法：

热裂化、催化裂化、催化重整、加氢异构裂化、延迟焦化、叠合、烷基化、异构化、减粘裂化。

◆烷基化过程对生产高辛烷值汽油有重要意义。

◆异构化过程也是生产高辛烷值汽油的一个重要过程。

◆延迟焦化产品的安定性最差

6.轻质油品精制常用方法：

1酸碱精制；2加氢精制

7.润滑油的加工过程主要有脱沥青、脱蜡和精制三个环节。

常用：

溶剂脱蜡、尿素脱蜡、丙烷脱沥青。

8.加氢精制的目的是除去油品中的含硫、氮、氧化合物和多环芳香烃等有害组分，并使烯烃、二烯烃饱和，改善油品质量

第五章燃料的使用要求和规格

1.汽油应具备的性能

◆根据汽油机的工作条件，汽油应具备下列各种使用性能：

Ø适当的蒸发性能

Ø可靠的燃料供给性能；

Ø燃烧时没有爆震；

Ø良好的抗氧化安定性；

Ø不含水分和机械杂质，无腐蚀；

Ø排出的污物少。

◆燃烧性能最为重要。

2.10%、50%、90%的馏出温度分别表示的是：

10%馏出温度表示汽油中轻组分的含量

50%馏出温度表示汽油中轻组分的含量

90%馏出温度表示汽油蒸发的完全程度

10%馏出温度保证汽油具有良好的启动性能；50%馏出温度与发动机的加速性能和变速性能和起动后升温时间的长短均有密切关系，50%馏出温度越高，发动机预热时间越长；90%馏出温度表明汽油蒸发的完全程度性能。

3.汽油机发生爆震主要与汽油性质及汽油机压缩比有关

4.汽油抗爆性的表示方法：

汽油在贫混合气的抗爆性用辛烷值来表示;汽油在富混合气的抗爆性用品度来衡量。

5.辛烷值：

数值上等于在规定条件下与试样抗爆性相同时的标准燃料中所含异辛烷的体积百分数。

标准燃料：

异辛烷与正庚烷的混合物。

◆6.柴油的燃料要求

Ø具有良好的燃烧性能，保证柴油机工作平稳，经济性好；

Ø在柴油机工作环境下，具有良好的燃料供给性能；

Ø良好的雾化性能；

Ø良好的热安定性和储存安定性；

Ø对机件没有磨损和腐蚀性。

7．柴油的燃烧性能表示柴油的燃烧平稳性，又称为柴油的抗爆性，通常用十六烷值来衡量。

十六烷值：

表示柴油自燃倾向和爆震情况的指标。

标准燃料：

正十六烷和α-甲基萘按不同体积比例调配而成。

第三节喷气燃料（Jetfuel）

◆喷气燃料必须具备以下一些性能：

Ø①良好的燃烧性能。

燃烧迅速，完全；不生成积炭和有害的燃烧产物；

Ø②适当的蒸发性。

保证燃烧稳定，在高空中不产生气阻；蒸发损失小；

Ø③低温流动性好，低温时不易析出烃晶体和冰晶体；

Ø④良好的洁净度；

◆喷气燃料必须具备以下一些性能：

Ø⑥良好的润滑性能；

Ø⑦没有腐蚀性；

Ø⑧较高的热值和密度；

⑨较小的起电性。

三、喷气燃料的燃烧性能

◆与燃烧性能有关的性质有：

净热值与密度、雾化和蒸发性能、积炭性能、燃气的气相腐蚀。

◆

（一）净热值与密度

燃料的热值决定了喷气发动机的推动力和耗油率。

燃料的重量热值↑，耗油率↓。

Ø为了保证喷气发动机的大航程和低耗油率，燃料必须同时具备较高的重量热值和体积热值，即具有高的重量热值和大的密度。

◆燃料的热值与密度都决定于其化学组成。

燃料的氢碳重量比↑→重量热值↑。

烷烃的氢碳比最大，芳香烃最低→重量热值：

烷烃>环烷烃>芳香烃。

密度:

芳香烃>环烷烃>烷烃。

重量热值与体积热值相矛盾，理想的化学组成→环烷烃。

规定：

芳香烃含量不大于20%。

◆

（二）燃料的雾化和蒸发性能

喷气燃料的雾化程度严重影响燃烧的完全程度。

燃料的蒸发性→燃料的起动性、燃烧完全程度和蒸发损失。

燃料中的轻组分含量→燃料的蒸发性能（反映在质量标准中馏程的10%馏出温度和蒸气压）。

燃料的化学组成对燃烧完全程度有较显著的影响。

烃的氢碳比↑，燃烧完全程度↑。

Ø燃烧完全性：

烷烃>环烷烃>芳香烃。

第六章润滑油的使用要求与质量标准

第一节摩擦与润滑

◆1.2润滑及润滑剂分类

润滑剂特点是都能在机件表面上形成一层牢固的润滑剂膜，而本身分子间内摩擦系数很小。

第二节发动机润滑油

◆汽油机润滑方式：

压力润滑和喷溅润滑。

Ø压力润滑，指润滑油泵把经过粗过滤器除去机械杂质和金属碎屑等的润滑油，经油导管进入曲轴润滑孔道，润滑轴承与曲轴间隙等部位，然后回到曲轴箱，循环运行。

Ø喷溅润滑，指的是当发动机运行时，靠曲轴转动使曲轴箱中的润滑油飞溅起来，形成细摘飞沫，沿曲轴、连杆沟槽进入气缸内壁，起到润滑作用。

◆发动机润滑油必须具备下列基本性能：

Ø具有良好的润滑性能，粘度适当，粘温性质好。

Ø良好的抗氧化安定性，使用寿命长；

Ø良好的清净分散性能（润滑油使生成的沉淀悬浮而不下沉的性能）；

Ø腐蚀性小，具有中和酸性物质的能力；

Ø具有良好的低温性能和抗泡沫性能。

◆2.1发动机润滑油的润滑性能——由粘度和粘温性质来评定

润滑油的粘度和粘温性质与它的化学组成以及馏分组成有密切关系。

粘温性质：

烷烃>>多环芳香烃、胶质、沥青质。

对润滑油粘度和粘温性质起主要作用的是环烷烃。

从粘度和粘温性质来说，少环（最好是单环）长侧链的烃类是润滑油的理想组分

◆2.2发动机润滑油的抗氧化安定性

润滑油的抗氧化安定性是反映润滑油耐用性能的指标。

发动机润滑油的使用寿命（即换油期），很大程度决定于它的抗氧化安定性。

◆2.2.1化学组成的影响

◆润滑油由不同烃类组成，氧化反应历程各不相同，大致可分为两大类。

Ø一类是烷烃、环烷烃和带五个碳原子以上烷基侧链的芳香烃，氧化反应历程大致为：

烃类→烃基过氧化物→羧酸→羟基酸→半交酯→胶状物质（沥青质）。

Ø第二类包括无侧链或短侧链芳香烃，氧化历程为：

烃类→烃基过氧化物→酚类→胶质→沥青质→油胶质。

◆2.2.2温度和金属的影响

随着温度升高，润滑油氧化反应越剧烈。

金属对润滑油氧化有催化作用，其中以铜、铅、锰、铁及其氧化物的催化作用最强。

◆2.2.3润滑油工作状态的影响

◆根据润滑油的使用状态，可分为薄层氧化和厚层氧化两类。

◆2.5.1通用润滑油（稠化机油）

◆通用润滑油以粘度较小的润滑油为基础油，用粘度添加剂稠化，再加入金属清净分散剂和无灰清净分散剂以及抗氧、抗腐蚀、防锈等添加剂而制成

第四节电气用油

◆电气用油在电工设备中作为绝缘介质和导热介质，起绝缘和散热的作用，它并不属于润滑油范畴。

◆电气用油主要用于变压器、油开关、高压电容器、油填充电力电缆和高电压引线接头等电工设备中。

◆国产电气用油主要有变压器油、电容器油和电缆油、油开关专用的断路器油四种。

◆电气用油主要使用要求是良好的电气性能和抗氧化安定性。

第七章润滑脂

0.1润滑脂与润滑油的区别

◆1.1润滑脂的结构特点

润滑脂←润滑油+稠化剂+稳定剂+添加剂

◆1.2.2稠化剂

◆润滑脂中稠化剂的数量约占10～30%。

Ø作用：

稠化润滑油，使其成为润滑脂。

稠化剂本身也具有润滑和抗压作用。

◆稠化剂包括脂肪酸金属皂类和非皂类稠化剂两大类

Ø非皂基稠化剂

Ø烃基稠化剂、有机稠化剂和无机稠化剂三类。

第二节润滑脂的理化性质

◆润滑脂在储存和使用中，经常出现使用过程中流油、使用后变稀、储存中分油、遇水乳化、腐蚀金属、颜色变暗等现象，这些都与润滑脂使用性能不好有关。

◆润滑脂的主要使用性能有：

Ø针入度（锥入度）

Ø滴点

Ø耐水性

Ø胶体安定性

Ø安定性

Ø保护性能

第九章添加剂

第二节燃料添加剂

燃料添加剂的种类很多，根据其功能，一般分为以下几类

Ø抗爆剂（车用汽油和航空汽油）；

Ø十六烷值改进剂（柴油）；

Ø燃烧改进剂（喷气燃料）；

Ø表面燃烧防止剂（车用汽油）；

Ø抗氧防胶剂（汽油、柴油和喷气燃料）；

Ø金属钝化剂（汽油、柴油和喷气燃料）；

Ø清净分散剂（车用汽油、柴油）；

Ø抗腐剂（汽油、柴油和喷气燃料）；

Ø防冰剂（航空汽油和喷气燃料）；

Ø流动性能改进剂（柴油）；

Ø重油添加剂（重油）；

Ø其它添加剂，如抗静电、抗泡沫、抗微生物、油性添加剂等（喷气燃料等）。

第三节润滑油添加剂

◆润滑油添加剂的运用是润滑油生产及提高润滑油质量、适应多种使用要求的主要手段之一。

◆润滑油添加剂的种类繁多，分为以下七类：

Ø清净分散剂；

Ø抗氧抗腐蚀添加剂；

Ø粘度添加剂；

Ø油性剂和极压抗磨添加剂；

Ø降凝剂；

Ø防锈剂；

Ø抗泡沫添加剂。

第十章油料的管理

第一节液体燃料在储存中的质量管理

1.轻质成分蒸发引起的质量变化

◆液体燃料在储存中轻质成分会不断蒸发，蒸发的直接结果是造成液体燃料数量上的损失，这种因蒸发而引起的数量损失称为蒸发损失。

同时严重的蒸发损失还会引起液体燃料质量变化。

◆蒸发损失的大小主要取决于饱和蒸气压的大小。

◆从储存的条件看，影响蒸发损失主要的因素包括：

（1）温度和温差大小→小呼吸

（2）表面积大小

（3）液面上空间大小

（4）收发油次数多少→大呼吸

二、不同液体然燃料储存中质量变化的特点

1.汽油储存中的质量变化

◆汽油在储存中引起质量变化的原因主要是蒸发损失和氧化，最容易变化的质量指标是：

实际胶质、酸度、馏程、饱和蒸气压和四乙铅含量（航空汽油），以及由于汽油中轻质成分的蒸发损失及四乙铅氧化分解，引起汽油的辛烷值下降。

随着氧化程度加重颜色也会变深。

◆归纳一下汽油在储存中质量变化规律是“三增三降一变”，即馏程、酸度及胶质增高，饱和蒸气压、辛烷值及四乙铅含量下降，颜色变深。

1.防止蒸发和氧化变质的措施

（1）降低温度，减少温差

①选择存放地点，减少阳光曝晒

②尽量利用罐装，减少桶装

③炎热季节遮盖，洒水降温

④利用气候特点，通风降温

⑤罐外壁涂隔热涂料

（2）尽量装满至安全容量，减少气体空间

（3）减少与空气接触，尽量密封储存

①减少自然损耗

②延缓燃料变质，减轻油罐锈蚀

（4）容器壁涂防护材料，减少燃料与金属的接触

（5）定期清洗油罐，排除水分杂质

（6）坚持储存化验，遵守质量报告制度

2.防止水分、杂质混入的措施

（1）保持油罐和其他储油容器及抽注工具的清洁

①清除底油

②通风

③冲洗

④擦拭

⑤防锈

（2）容器要密封，风雨天测量时要注意防护

（3）定期检查油料洁净性

（4）严禁油罐用水垫或用水顶冲管线中的油料

3.防混油措施

（1）应尽可能做到专油专用容器、管线及抽灌器材

（2）收发时坚持简要化验

（3）严格执行阀门操纵挂牌制度，防止错开或忘关阀门

（4）执行放空制度

（5）正确使用和维护阀门，确保严密性。