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石油产品的特性
页面更新时间:2016-02-28 09:18

         石油的主要成分是碳(C)和氢(H),这两种元素占总含量的97%~98%,也有达99%的,此外是少量的氧(0)、氮(N)、硫(5)及灰分等;某些石油含硫量可高达5%左右。通常称碳氢化合物为"烃",烃及其衍生物为有机物,石油包含了许多沸点不同的成分,各成分的沸点差别很大,可用蒸馏方法进行分离。原油在炼油厂经过蒸馏,按沸点的不同分离出汽油、煤油、柴油,由于各产地原油品电火花点火式发动机主要燃用汽油,一般称这种发动机为汽油机。压燃式发动机主要燃用柴油,一般称其为柴油机。有关油料的具体规格在石油产品标准中有详细说明。
  
  l.汽油
  
  (1)蒸发性。汽油蒸发性对发动机运行有重要影响,如防止气阻,使发动机在冷热状态下都能良好地运转并具有良好的过渡性能。馏程和蒸气压是评价汽油蒸发性能的指标。汽油及其他石油产品是烃类的混合物,没有一定的沸点;它随着温度的上升,按照馏分由轻到重,逐次沸腾。汽油馏出温度的范围称为馏程。汽油馏程用蒸馏仪测定。将100mL试验燃料放在烧瓶中,加热产生蒸气,经冷凝器燃料气凝结,滴入量筒内。第一滴凝结的燃料落于量筒时的温度称为初馏点。馏出10%、50%、90%燃料的温度,分别称为10%、50%、90%出点。温度计的最高读数称为终馏点。以馏出温度为横坐标,以馏出的百分数为纵坐标,将蒸馏数据绘成蒸馏曲线。10%馏出温度低,汽油机在低温下易起动,但馏出温度过低,在高温下易发生气阻,一般控制在70℃以下。50%馏出温度表示汽油的平均蒸发性,是保证汽车加速性和平稳性的重要指标,90%馏出温度和终馏点过高,易生产积炭及稀释曲轴箱润滑油。
  
  汽油的饱和蒸气压是用标准仪器在一定条件下(38℃)测定的。蒸气压高,蒸发性强,使汽油机易于起动,但产生气阻倾向和蒸发损失也大。我国石油规格中规定蒸气压在夏季不大于67kPa,冬季不大于80kPa。由于燃料蒸发汽化使油气混合气温度下降,从而引起化油器温度下降,在湿冷的大气条件下(大约2~8℃和相对湿度大于65%),能使化油器结冰,使用防结冰添加剂,可防止化油器结冰。
  
  (2)抗爆性。辛烷值ON(OctaneNumber)表示汽油的抗爆性,辛烷值是在一种压缩比可变的标准单缸机(CFR)上测定的。
  
  (3)添加剂。汽油的抗爆性取决于它的化学成分。提高汽油辛烷值的常用方法是在汽油中加抗爆剂。功效强、应用广的抗爆剂是四乙基铅[Pb(C2H4)4]。但从减少大气污染考虑要求使用无铅汽油。此外,根据需要,还可加入其他类型的汽油添加剂,如防腐蚀剂、化油器和喷油器的清洁剂、积垢防止和消除剂、防止化油器和燃料系统结冰的物质等。
  
  车用汽油按MON分70号、75号、80号和85号四种牌号。新的标准则按RON值分级,包括90号和87号两个牌号。
  
  2.柴油
  
  柴油主要用于压燃式发动机或柴油机,其中轻柴油用于高速柴油机,重柴油用于中、低速柴油机,重油用于大型低速柴油机。
  
  (1)凝点和浊点。在常温下,轻柴油大多是透明的。低温时,燃料中所含石蜡(还有水分)开始结晶,燃油变得混浊,这个温度叫做浊点。温度进一点降低后,便生成石蜡结晶网,网中均匀地分布着液体烃类,因此燃料失去流动性,这个温度叫做凝点。一般浊点高于凝点5~l0℃。就保证发动机连续供油而言,浊点比凝点更重要。因为温度低于浊点时,燃料中所析出的固体蜡会堵塞滤清器网,使燃料供应减少以致停止,造成发动机熄火。但在油库和储运操作(倒装、发放)中,凝点最重要。用降凝剂可以降低凝点。对于精制柴油,加入1%降凝剂,可使凝点降低20~50℃,但对浊点影响不大,仅降低1~5℃。凝点和浊点是表示柴油低温流动性的指标。我国轻柴油按凝点分为10,0,-10,-20,-35,-50六个牌号,表示其凝点分别不高于+l0℃,0℃,-10℃,-20℃,-35℃,-50℃。此外,还有凝点为-20℃的农用柴油。选用轻柴油要按不同地区和季节。低气温时选用凝点低的柴油。
  
  (2)十六烷值。十六烷值CN(CetaneNumber)是评定柴油着火性能的指标。柴油十六烷值是在特殊的CFR发动机上,按规定的条件,经过试验确定的。试验时采用由十六烷(C16H34)和α-甲基荼混合成的混合液。十六烷易自燃,规定它的十六烷值为100;α-甲基蔡不易自燃,其十六烷值定为0。当被测定柴油的自然性与配制的混合液的自然性相同时,则混合液中十六烷的体积百分数就定为该种柴油的十六烷值。CN值高的柴油冷起动容易。柴油的CN值并非越高越好,车用柴油普遍在40~60范围内。
  
  为提高柴油的CN值,可加特殊添加剂(浓度为0.3%~3%的硝酸盐和各种过氧化物)。
  
  (3)残炭。柴油在无空气通入情况下,加热生成炭质残渣的性质以残炭值(或结焦性)表示。残炭值是燃料中胶质和不稳定化合物含量的间接指标,这些物质造成发动机内大量积炭。轻柴油中,残炭很少,有时用10%残渣的残炭值为指标。残炭值高的柴油容易使燃烧室及喷油器等结炭,使活塞环烧坏,喷油孔堵塞及气门卡死。所以希望柴油中的残炭量尽可能少。
  
  (4)灰分。灰分是柴油燃烧后的剩余物,它主要是溶解在燃油中的有机酸和无机酸盐类。柴油燃烧后残留的灰分将加剧气缸套与活塞环的磨损。
  
  (5)含硫量。硫是燃油中的有害成分。硫和硫化物在燃烧时生成二氧化硫,在气缸的低温区遇湿蒸气或水分会形成亚硫酸或硫酸,腐蚀金属。硫的氧化物沉积在积碳中形成坚硬的物质,加剧气缸和活塞的磨损。燃油中硫的腐蚀作用,严重地影响发动机零件的使用寿命。
  
  (6)机械杂质和水分。机械杂质会使喷油嘴的孔堵塞,加剧喷油泵和喷油器等精密偶件的磨损。发动机长期停放时,水分会锈蚀燃油供给系的机件,使喷油泵、喷油器等精密偶件锈死、运动不灵活,影响发动机正常工作。在严寒地区柴油中水分多,会使油路和滤清器结冰堵塞。此外,含水分多使柴油低热值降低。
  
  3.醇类
  
  大多数醇类具有较高的辛烷值,十六烷值很低,故醇类不宜作为压燃式发动机燃料。醇类燃料抗爆性好,有利于提高发动机的压缩比,其热值低于汽油,但燃甲醇、乙醇时,所需理论空气量L0也不,混合气热值与使用汽油时相近,故不致降低汽油机的动力性指标。醇类汽化潜热大,因而混合气在汽化时降温大,所以进气管预热需加强,低温时,冷起动困难。此外,醇类对有色金属有腐蚀作用,还使橡胶溶胀。燃烧醇类燃料时,排气中CO、HC、NOx都减少,但醇及醛等有害物排放增多。醇类与汽油掺用较方便,但甲醇与汽油互溶性差,易于吸水分层,掺甲醇的汽油在储运和使用时应有特殊措施防止分离。在汽车上应用含15%甲醇的汽油(称Ml5混合油),技术己经成熟,并有实用。醇类燃料在汽车上能否广泛应用将取决于能源形势、价格政策和市场策略。
  
  责任编辑:Honey

 

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