石油加工概论cezh.pptx

石油加工概论（第一部分）张 孔 远1596683*1350895*第四章 石油产品的分类和使用要求第一节 石油产品的分类从石油中能得到上千种产品，我国现将石油产品分为以下六大类：（1）燃料（F)包括汽油、柴油、喷气燃料（航空煤油）等发动机燃料以及灯用煤油、燃料油等。燃料的数量约占石油产品的80，其中发动机燃料占60%石油产品的分类（2）润滑剂及有关产品(L)包括润滑油和润滑脂，主要用于降低机械部件的摩擦和防止磨损，以减少能耗、延长机械寿命。产量不多，仅占石油产品总量的2左右，但品种达数百种之多。（3）石油沥青（B)用于道路、建筑和防水等方面，产量约占石油产品总量的3。（4）石油蜡(W)轻工、化工和食品工业的原料，产量约占总量1（5）石油焦(C)制造炼铝和炼钢用电极，其产量约为2。（6）溶剂和化工原料(S)占石油产品产量的10，包括制取乙烯的原料轻 油、石油芳烃和各种溶剂油。G:气体燃料甲烷或乙烷或其混合气 L:液化气燃料C3、C4烷烃和/或烯烃 D:馏分燃料汽、煤、柴、重馏分油 R:残渣燃料蒸馏残油组成的石油燃料燃料的分类点燃式发动机燃料-汽油喷气式发动机燃料-喷气燃料压缩式发动机燃料-柴油发动机燃料(馏分燃料)的分类第二节石油燃料及其使用要求2.1 汽 油汽油机的工作原理 汽油机又称点燃式发动机，主要用于轻型汽车、摩托车、小型飞机和快艇。u上止点：活塞在气缸中上行所能达到的最高位置，此时气缸中的容积为燃烧室的体积V2。u下止点：活塞在气缸中下行所能达到的最低位置，此时气缸中的容积为气缸的总体积V1。u压缩比:V1/V2，表征汽油发动机性能的一个重要指标。u冲程：从上止点到下止点的直线距离。汽油机上止点与下止点示意图 u进气过程：活塞由上止点运行到下止点，活塞上方的容积增大，气缸内压力降低；汽油在喉管处与空气混合，然后进入混合室；在混合室内汽油开始气化并与空气形成可燃性混合气。进气阀启开，可燃性混合气经进气阀进入气缸，被气缸和活塞等高温机件及残余废气加热，进气终了的混合气温度可达85130。u压缩过程：活塞由下止点 运行至上止点，进气阀与排气阀关闭，气缸内可燃性混合气被压缩，温度与压力逐渐升高。压缩终了时，可燃性混合气的温度与压力取决于压缩比，一般压力P=0.71.5MPa，温度T=300450。压缩终了活塞接近上止点，火花塞发出电火花即刻点燃混合气，混合气剧烈燃烧，火焰以2030m/s的速度向四周传播。气缸内最高温度可达20002500，最高压力可达3.04.0MPa。高温高压气体使活塞由上止点运行至下止点。活塞的运动通过连杆使曲轴旋转而对外做功。活塞达到下止点时，做功过程结束，燃气的温度降至9001200，压力降至0.40.5MPa。做功过程（点火燃烧）u排气过程：做功结束后，排气阀启开，活塞由下止点运行至上止点。燃烧后的废气被排出气缸，排出的废气温度为700800。u汽油机经历进气、压缩、膨胀做功和排气四个过程之后，汽油机完成一个工作循环u一般汽油机都是由四个或六个气缸按一定顺序组合而连续进行工作的。u蒸发性能良好；u燃烧性能良好，不产生爆震；u储存安定性好，生成胶质的倾向小；u对发动机没有腐蚀性。汽油机对其燃料的要求汽油的蒸发性 汽油在进入气缸之前，能迅速气化并与空气形成可燃性混合气。一般汽油在进气管中的停留时间为0.0050.05秒，在气缸中的停留时间为0.020.03秒。如果汽油的蒸发性太差，汽油气化不完全，导致汽油机的功率降低，起动和加速都较困难。如果汽油的蒸发性太强，汽油在输油管中因气化而产生气阻，造成供油不足。反映汽油蒸发性能的质量指标是馏程和饱和蒸气压。馏程馏程在一定程度上能大体反映汽油的沸点范围和蒸发性能。（1）10%的馏出温度 表示汽油中低沸点组分含量。反映启动性能。保证发动机的低温起动性能与产生气阻有密切的关系。我国车用汽油10%馏出温度不高于70 汽油的10%馏出温度与发动机迅速起动的最低温度的关系 10%馏出温度，54 60 66 71 77 82最低起动温度，-21-17-13-9-6-2汽油10%馏出温度与开始产生气阻温度的关系 10%馏 出 温 度，40 50 60 70 80开始产生气阻温度，-13+7+27+47+67（2）50%的馏出温度表示汽油的平均蒸发性能，反映汽油机起动后升温时间长短以及加速是否及时有密切关系的质量指标。50%馏出温度低，在正常温度下汽油能较多地蒸发，起动时参加燃烧的汽油数量多，发出的热量较多，可缩短汽油机的升温时间，即发动机预热较快，加速性能良好，运转平稳柔和，也不致熄火，同时耗油量也降低。50%馏出温度过高，使汽油机在加速过程中的供油量急剧增加而导致大部分汽油不能气化，燃烧不完全，严重时还会突然熄火。我国车用汽油规定50%馏出温度不高于120。（3）90%馏出温度和干点（终馏点）表示了汽油中重组分含量的多少，与燃料的燃烧是否完全和发动机磨损有一定关系的质量指标。90%馏出温度和终馏点过高，重组分较多，它们不能完全蒸发和燃烧，容易形成积炭，排气冒黑烟，导致油耗增加，燃料的使用效率降低。同时没有蒸发的汽油重组分流入曲轴箱稀释润滑油而加大汽油机活塞的磨损。我国车用汽油规定90%馏出温度不高于190，干点不高于205蒸气压主要是由汽油中的轻质组分所产生，蒸气压高，表明汽油中含有较多的低分子组分，容易在发动机供油系统中产生气阻，在储存和运输过程中较易产生蒸发损失，着火的危险性也较大。蒸气压可以作为衡量汽油机燃料供给系统是否产生气阻倾向的指标，也可相对衡量汽油在储存和运输过程中的损耗倾向和安全性。饱和蒸气压 我国车用汽油规定：冬用型(9月1日2月28日)：RVP80或88KPa 夏用型(3月1日8月31日)：RVP67或74KPa。蒸气压大，轻组分多，容易产生气阻蒸气压小,蒸发性能差,启动困难,燃烧不完全汽油的安定性 汽油安定性的定义：汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力。安定性差的汽油，在储存和运输的过程中易发生氧化反应生成胶质，使油品颜色变深，并产生胶状沉淀。汽油安定性差的主要原因 存在烯烃、二烯烃和苯烯烃等不饱和物以及苯硫酚、吡咯等带杂原子的化合物。氧化安定性的表示方法 碘值 诱导期 实际胶质汽油的抗爆性 抗爆性：衡量燃料是否易于发生爆震的性质汽油机的正常燃烧 焰前反应：在汽油机的压缩过程中，可燃混合气的温度和压力上升很快，汽油开始发生氧化反应并生成一些过氧化物。火花塞点火后，在火花附近的混合气温度急剧增加，出现最初的火焰中心。燃烧初期火焰中心形成之后，发生火焰传播现象。火焰的前锋逐层向未燃混合气推进，未燃混合气因受到热辐射而导致其温度升高，已燃混合气因燃烧膨胀而压缩未燃混合气导致其压力升高。燃烧期火焰以球面形状向周围扩散，使燃料逐层发火燃烧，直到绝大部分燃料燃尽为止。火焰传播速度为2030m/s，压力变化比较平缓。补燃期由于混合气中燃料与空气的混合和分布不可能完全均匀，所以明显燃烧期以后和膨胀过程中，仍然有少量的未燃气体或燃烧不完全的产物在继续燃烧，直到燃烧结束为止。汽油机正常燃烧时，发动机工作平稳柔顺，动力和经济性能均较好。汽油机的爆震燃烧 爆震现象 汽油在发动机中燃烧不正常时，会出现机身强烈振动的情况，并发出金属敲击声，同时发动机功率下降，排气管冒黑烟。严重时还会导致机件损坏，又称为敲缸或爆燃。爆震燃烧的产生过程：在燃烧过程的后期，火焰中心在气缸的传播过程中，未燃混合气因受到已燃混合气的热辐射和压缩，导致其温度和压力急剧升高，氧化反应的速度加快，形成大量的过氧化物并发生分解反应。在最初的火焰前锋尚未到达之前，未燃混合气的局部温度已超过其自燃点而发生爆炸性燃烧，这样就出现两个或多个燃烧中心，火焰前锋不象正常燃烧时的那样逐层推进，而是对立推进，产生爆震波，同时气缸内局部的温度和压力急剧升高。爆震燃烧的特征 爆震波的推进速度：20002300m/s燃气局部压力：10MPa以上气缸内的局部温度：20002500 汽油爆震燃烧的危害爆震波撞击燃烧室壁、活塞顶、气缸壁，引起震动，并发出尖锐的金属敲击声，机件磨损增加，发动机因局部过热而被烧坏。燃料燃烧不完全而冒黑烟，造成燃料的浪费，能耗增加，发动机功率降低。燃料燃烧不完全的产物排放到大气中后，会造成环境的污染。汽油爆震燃烧产生的原因 原因之一：燃料的性质是产生爆震的内因，在发动机构造已确定的情况下，燃料抗爆性的好坏对产生爆震具有决定性的影响，如果燃料的自燃点越低，其抗爆性越差，产生爆震的倾向也就越大。原因之二：发动机的构造与发动机的压缩比有密切的关系。与发动机的着火提前角有关。与气缸尺寸、燃烧室形状及火花塞位置有关。正常燃烧与爆震燃烧之间的比较 项目 正常燃烧 爆震燃烧Tmax，18002000 20002500Pmax，Mpa 34 1016火焰传播速度,m/s 2030 20002300评定汽油抗爆性的指标 汽油的抗爆性是用辛烷值（Octane Number，简称ON）来表示的，辛烷值越高，抗爆性越好。（1）辛烷值的定义 规定如下的标准燃料：u抗爆性很好的异辛烷的ON=100u抗爆性很差的正庚烷的ON=0两种物质以不同的体积比混合可得到一系列的标准燃料，标准燃料中异辛烷的体积百分数就是其辛烷值。（2）车用汽油辛烷值的表示方法 马达法辛烷值（简称MON）研究法辛烷值（简称RON）用研究法测定时，由于发动机的转速和混合气温度与马达法相比都较低，因而所得的RON比MON要高510个单位。道路辛烷值：是用汽车进行实测或在试验机上模拟汽车的行车条件而测得的，它介于MON与RON之间。抗爆指数：为MON和RON的平均值，可近似表示汽车的道路辛烷值，也是衡量车用汽油抗爆性的指标之一。汽油的抗爆性与其化学组成的关系 汽油的抗爆性取决于其化学组成。芳香烃异构烷烃和异构烯烃正构烯烃和环烷烃正构烷烃。10091.142.4072.510088.546.4068.1RON MON7510071100RON MON不同烃类辛烷值变化情况我国汽油的牌号 车用汽油与航空汽油均按辛烷值划分牌号。车用无铅汽油：90#、93#、95#，它们的RON分别不小于90、93、95。航空汽油：75#、95#、100#，它们的RON分别不小于75、95、98.6。腐蚀性保证汽油对发动机部件、储存容器和管道等金属设备不被腐蚀。硫含量、硫醇性硫含量、铜片腐蚀、水溶性酸、碱、酸度。清洁性机械杂质和水项目质量指标试验方法90号 93号 95号研究法辛烷值(RON)90 93 95GB/T 5487抗爆指数(RON+MON)/285 88 90GB/T 503铅含量 g.L-1 0.005 0.005 0.005GB/T 8020馏程 10%蒸发温度/70 70 70GB/T 653650%蒸发温度/120 120 120GB/T 653690%蒸发温度/190 190 190GB/T 6536终馏点/205 205 205 GB/T 6536实际胶质,mg.100ml-1 5 5 5GB/T 8019诱导期/min 480 480 480GB/T 8018硫含量/%(m/m)不大于0.05 0.05 0.05GB/T 380铜片腐蚀（50，3h）,级1 1 1GB/T 5096苯含量，%（v/v）2.5 2.5 2.5SH/T 0713烯烃含量，%（v/v）30 30 30GB/T 11132芳烃含量，%（v/v）40 40 40GB/T 11132我国车用无铅汽油标准（GB 179301999）u柴油机是压燃式发动机，根据柴油机的转速，应使用不同类型的柴油。u1000r/min以上的柴油机使用轻柴油，而1000r/min以下的柴油机使用重柴油。u柴油机主要应用于农用机械、重型车辆、坦克、铁路机车、船舶舰艇、工程矿山机械等。2.2 柴 油柴油机的工作原理 柴油机的原理构造图 1-油箱;2-粗过滤器;3-输油泵;4-细过滤器;5-高压油泵;6-喷油嘴；7-空气滤清器;8-进气管;9-气缸;10-活塞;11-进气阀;12-排气阀;13-排气管;14-消声器;15-连杆;16-曲轴;17-曲轴箱 进气过程 压缩过程 做功过程 排气过程 柴油机的工作循环虽然柴油机与汽油机的工作循环是一样的，但是二者之间有本质的差别。柴油机和汽油机的工作循环是一样的，都包括 进气、压缩、膨胀做功、排气四个过程。项 目 柴油机 汽油机压缩比1620 810压缩终了温度,500700 300450压缩终了压力,MPa 35 0.71.5供油方式 高压油泵直喷 汽化器启燃方式 自燃 电火花点燃进入气缸的气体 空气 油气混合气压缩的气体 空气 油气混合气燃烧气体的最高温度,15002000 20002500燃烧气体的最高压力,MPa 512 34相同功率下的相对油耗,%7080 100 柴油机与汽油机工作过程的比较u良好的燃烧性能u良好的蒸发性能和雾化性能u适当的粘度和良好的低温性能u良好的储藏安定性和热安定性u对发动机没有腐蚀和磨损作用柴油机对燃料的使用要求 柴油的燃烧性 柴油良好的燃烧性能是指柴油喷入燃烧室内与空气形成均匀的可燃混合气之后，能在较短的时间内发火自燃并正常完全燃烧。柴油机内柴油的燃烧过程 柴油在柴油机内的燃烧过程大体分为四个阶段（从喷油开始到全部燃烧为止），即滞燃期、急燃期、缓燃期、后燃期。柴油机中气缸压力变化 1-滞燃期 2-急燃期 3-缓燃期 4-后燃期（1）滞燃期（发火延迟期）指从喷油开始到混合气着火燃烧为止，即图中的A-B段，时间极短，只有13毫秒，此段包含两个过程：物理延迟：在气缸中雾化、受热、蒸发、扩散、并与空气混合而形成可燃性混合气。化学延迟：受热后开始进行燃烧前的氧化链反应，即焰前氧化，生成一些过氧化物。（2）急燃期（速燃期）柴油开始燃烧到气缸内的压力不再升高为止，即图中的BC段，这个阶段是柴油的急燃阶段。燃料发火后，气缸内积累的燃料迅速燃烧，而且喷入的燃料也迅速参与燃烧，此时燃烧速度极快，单位时间内放出的热量很多，气缸内的温度与压力上升很快。急燃期中压力升高速率太快，发动机工作就会出现粗暴现象，严重时气缸内会发出金属敲击声（敲缸）。（3）缓燃期（主燃期）是指气缸内压力不再急剧升高到压力开始迅速下降的这段时间，为图中的CD段。这是燃烧的主要阶段，约有5060%的燃料是在这段时期内燃烧的。气缸内压力变化不大，在后期还稍有降低，Pmax=512MPa。温度持续升高到最高值后开始下降，而且温度的最高值一般在压力达到最高值之后出现，Tmax=2000。（4）后燃期指压力迅速降低到燃烧结束为止的这段时期，为图中的D-E段，这是燃烧的最后阶段。在后燃期，喷油虽已停止，但气缸内尚有未燃烧完的燃料仍在继续燃烧，此时的燃烧是在膨胀过程中完成的，因而压力和温度都在逐渐下降。柴油与汽油燃烧过程的比较汽油与柴油的启燃方式不同，前者是靠点燃，而后者是靠柴油本身的自燃。发生爆震的时间不一样，汽油的爆震燃烧是在火焰传播过程中，即在燃烧的后期，而柴油的粗暴燃烧发生在燃烧的初期（即急燃期）。对汽油要求其自燃点高，而要求柴油的自燃点要低。汽油机爆震与柴油机工作粗暴性的比较 评定柴油燃烧性能的指标十六烷值 十六烷值（简称CN）是衡量柴油在压燃式发动机中发火性能的指标。（1）十六烷值的定义人为规定标准燃料：正十六烷的CN=100-甲基萘的CN=0 将这两种标准燃料按不同的体积比混合，即可配成不同十六烷值的标准燃料，其正十六烷的体积百分数即表示该标准燃料的十六烷值。十六烷值高，自燃点低，滞燃期短，燃料的发火性 能好，燃烧完全，发动机工作平稳。十六烷值低，自燃点高，滞燃期长，燃料发火燃烧 困难，发动机工作粗暴。十六烷值过高，自燃点很低，燃烧过程中形成的过氧化物太多，自燃速度极快，燃料来不及燃烧就随废气排出。（2）柴油的十六烷值与其燃烧性能的关系 为了保证柴油具有良好的自燃性，高速柴油机所用的柴油十六烷值在4550之间为宜。（3）柴油十六烷值与其化学组成的关系烃类名称 十六烷值正十六烷 1001-正十四烯 79正丙基十氢萘 357,8-二乙基十四烷 67正构烷烃正构烯烃环烷烃芳烃柴油中含烷烃和环烷烃较多、芳烃含量较少时，其十六烷值较高，自燃点低；芳烃含量较高，烷烃含量较低时，其十六 烷值就较低，自燃点高。柴油的蒸发性 柴油喷入气缸后先气化，气化后的柴油蒸气与空 气形成均匀的可燃混合气。可燃混合气形成的速度由柴油的蒸发速度决定，而柴油的蒸发速度又由燃烧室内空气的温度和压 力的高低与柴油馏分的轻重两个因素来决定。评定柴油蒸发性能的指标-馏程、闭口闪点（1）馏程 主要指标：50%馏出温度和90%馏出温度。50%馏出温度 50%馏出温度越低，柴油中的轻馏分越多，发动机起动时间越短。我国的轻柴油规定，50%馏出温度不高于300。90%馏出温度 90%馏出温度越低，柴油中的重馏分越少，燃烧越完全。我国的轻柴油规定90%馏出温度不能高于355。（2）闭口闪点 柴油的闪点太低，其蒸发性太强，不安全。为了控制柴油的蒸发性不致太强，在标准中规 定了柴油的闪点，我国轻柴油闭口闪点不得低 于45，它是保证柴油安全性的质量指标。柴油的流动性-粘度、凝点（或倾点）、冷滤点粘度 柴油的粘度对柴油机中供油量的大小以及雾化的好坏有密切的关系。粘度过小：易从高压油泵的柱塞与泵筒之间的间隙回漏，导致供油不足，功率下降。柴油雾化后的液滴直径太小，喷出的油流射程太短，与空气混合不均，导致燃烧不完全。粘度过大：泵送困难，导致供油不足。雾化后油滴直径过大，喷出的油流射程太长，使油滴的有效蒸发面积减小，蒸发速度减慢，导致混合不均匀、燃烧不完全、耗油量增加。石蜡基原油的柴油因含较多的烷烃，因而粘度较小。环烷基原油的柴油因含较多的环状烃，因而粘度较大。柴油的粘度与其化学组成有密切的关系凝点（或倾点）和冷滤点凝点和倾点是表示油品开始失去流动性的温度。由于冷滤点的测定条件近似柴油的使用条件，因而可以用它来粗略判断柴油可能使用的最低温度。柴油的安定性、腐蚀性、洁净度 柴油的安定性 柴油的安定性包括储存安定性和热安定性。柴油在储存和运输过程中抵抗氧化变质的能力称为柴油的储存安定性。柴油的热安定性是指柴油在较高的温度下抵抗氧化变质的能力。柴油安定性的评定指标：实际胶质和10%蒸余物残炭（1）实际胶质 实际胶质高，造成喷油嘴和滤清器堵塞，导致气缸内沉积物增加，磨损加剧。（2）10%蒸余物残炭 10%蒸余物残炭在一定程度上大致反映柴油在喷嘴和气缸中形成积炭的倾向。（3）柴油安定性与其化学组成的关系烷烃、环烷烃及单环芳烃的安定性较好。不饱和烃、环烷芳香混合烃及非烃类是引起柴油储存安定性差的主要原因。多环芳烃及非烃类是引起柴油热安定性不良的主要原因。柴油的腐蚀性 含硫化合物尤其是活性硫化物如硫醇对金属有腐蚀作用，它的存在会严重影响发动机的工作寿命。含硫化合物燃烧后生成的SO2、SO3不仅严重腐蚀高温区的零部件，而且还与气缸壁上的润滑油反应，加速漆膜和积炭的生成。柴油的洁净度 表征柴油洁净度的指标是水分和机械杂质。水分较多，燃烧时降低发热值，在低温容易结冰，使燃料供给系统堵塞。柴油中含有机械杂质会堵塞油路，加速磨损。柴油的品种和牌号我国的柴油分为轻柴油和重柴油 轻柴油适用于高速柴油机，按其凝点分为六个牌号：10、0、-10、-20、-35、-50号。重柴油适用于低速和中速柴油机，按50的运动粘度分为10、20、30三个牌号。GB/T-19147-2003轻柴油质量标准项目质量指标试验方法10号 5号 0号-10 号-20 号-35 号-50 号氧化安定性/总不溶物，mg 100ml-12.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5SH/T 0175硫含量/%（质量分数）0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 GB/T 38010%蒸余物残炭/%（m）0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 GB/T 268铜片腐蚀（50，3h）/级1 1 1 1 1 1 1GB/T 5096运动粘度（20）/mm2.s-13.08.03.08.03.08.03.08.02.58.01.87.01.87.0GB/T 265GB/T-19147-2003轻柴油质量标准项目质量指标试验方法10号 5号 0号-10 号-20 号-35 号-50 号凝点/不高于 10 5 0-10-20-35-50 GB/T510冷滤点/不高于 12 8 4-5-14-29-44 SH/T 0248闪点（闭口）/不低于55 55 55 55 50 45 45 GB/T 261十六烷值 不小于49 49 49 49 46 45 45 GB/T 386馏程50%馏出温度/300 300 300 300 300 300 300 GB/T 6536馏程90%馏出温度/355 355 355 355 355 355 355 GB/T 6536程：95%馏出温度/365 365 365 365 365 365 365 GB/T 6536润滑性 磨斑直径 m 460 460 460 460 460 460 460 ISO 12156-1密度（20）/kg.m-3820-860820-860820-860820-860820-860800-840800-840GB/T 1884 GB/T 18852.3 喷气燃料 喷气发动机二战以前，活塞发动机与螺旋桨的组合已经取得了极大的成就，使得人类获得了挑战天空的能力。但到了三十年代末，航空技术的发展使得这一组合达到了极限。螺旋桨在飞行速度达到800千米/小时的时候，桨尖部分实际上已接近了音速，跨音速流场使得螺旋桨的效率急剧下降，推力不增反减。螺旋桨的迎风面积大，阻力也大，极大阻碍了飞行速度的提高。同时随着飞行高度提高，大气稀薄，活塞式发动机的功率也会减小。这促生了全新的喷气发动机推进体系。喷气发动机吸入大量空气，燃烧后高速喷出，对发动机产生反作用力，推动飞机向前飞行。1913年，法国工程师雷恩洛兰就提出了冲压喷气发动机的设计，并获得专利。但当时没有相应的助推手段和相应材料，喷气推进只是一个空想。1930年，英国人弗兰克惠特尔获得了燃气涡轮发动机专利，这是第一个具有实用性的喷气发动机设计。1941年后他设计的发动机首次飞行，从而成为了涡轮喷气发动机的鼻祖。近几十年来，喷气发动机在航空上得到了广泛的应用，已基本上取代了点燃式（螺旋桨）航空发动机。点燃式航空发动机与喷气发动机的主要区别项目点燃式航空发动机喷气发动机推动力 螺旋浆 高温燃气飞行高度，m 20000飞行时速，km/hr 2380所用燃料 航空汽油 航空煤油涡轮喷气发动机的工作原理 涡轮喷气发动机结构示意图（1）压缩由于在2万米的高空空气很稀薄，氧气浓度低，需要将迎面进入发动机内的空气用离心式压缩器压缩至0.30.5MPa，温度达到150200后，方可进入燃烧室。空气的压力越高，燃料的热能利用率越高，从而可以提高发动机的经济性，增强发动机的推动力。（2）燃烧在燃烧室中，压缩空气与航空煤油形成可燃性混合气，启动时经电火花点火后可连续不断地燃烧。燃烧室内的中心温度可达19002200，为了防止涡轮叶片烧坏，需要通入部分冷空气，使燃气的温度降至750800。（3）燃气涡轮做功 高温高压燃气推动高温涡轮高速旋转，将热能转化成机械能，涡轮的转速可达800016000转/分钟。同时燃气涡轮带动同一轴上的离心式压缩器旋转，反复地压缩由进气管吸入的空气。（4）排气从涡轮中排出高温高压燃气，在尾喷管中膨胀加速，在500600的高温下高速喷出，由此产生反作用推动力推动飞机前进。喷气发动机与活塞式发动机的区别 喷气发动机 柴油机、汽油机供油方式 连续供油 供油具有周期性燃烧方式 连续燃烧 燃烧具有周期性燃烧空间 敞开的高速气流 密闭的气缸中喷气发动机对燃料的要求 u良好的燃烧性能u适当的蒸发性u较高的热值u良好的安定性u良好的低温性能u无腐蚀性u良好的洁净性u较小的起电性u适当的润滑性喷气燃料的燃烧性能 燃烧稳定，不因工作条件变化而熄火，一旦熄火后在高空中容易再起动；燃烧完全，产生的积炭少；热值较高；喷气燃料一般选用燃烧极限较宽、燃烧比较稳定的煤油馏分，喷气燃料又称航空煤油。（1）粘度u粘度是影响雾化质量的关键因素，而雾化程度越好，可燃性气体形成的速度越快，越有利于燃烧的稳定性和完全度。u粘度过大，雾化效果差，燃烧完全度降低。u粘度过小，虽然燃烧完全度较高，但是射程太短，燃烧时局部过热。评定航空煤油燃烧稳定性能的指标-粘度、蒸发性、化学组成（2）蒸发性 1000020000米高空，由于氧气含量低，喷气燃料燃烧时，蒸发性较高的燃料具有较好的燃烧完全度。馏分较轻的喷气燃料蒸发快，混合气形成速度快，燃烧较完全。馏分较重的喷气燃料不易蒸发，混合气形成速度慢，燃烧不完全。闪点我国的喷气燃料质量标准规定：干点不得高于300，闭口闪点不低于60（3）化学组成 各种烃类的燃烧完全度的顺序如下：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 以烷烃和环烷烃为基础的喷气燃料较为理想，具有较高的燃烧完全度，因此在喷气燃料中要限制芳烃含量。（1）积炭的后果 电火化器点不着火；燃烧室传热恶化、局部过 热、筒壁变型等（2）积碳与化学组成的关系 积炭与燃料中芳香烃含量，特别是双环芳香烃 含量有关，硫化物能促进生成高熔点、大硬度、腐蚀性强的积碳。萘系芳烃含量烟点辉光值萘系芳烃的含量我国喷气燃料质量指标规定，萘系芳烃（双环芳烃）的含量不能高于3v%。评定航空煤油积炭倾向的指标烟点是指油料在标准的灯具内，在规定条件下作点灯试验所能达到的无烟火焰的最大高度。燃料的烟点与其芳烃含量有关，燃料中的芳烃含量越高，其烟点越低。我国规定喷气燃料的烟点不低于25mm辉光值将试验燃料与两个标准燃料分别在灯中燃烧，比较它们火焰的温度升高值。两个标准燃料分别为四氢萘（辉光值人为定为0）、异辛烷（辉光值人为定为100）。燃料的辉光值越高，表示燃料的燃烧性能越好，燃烧越完全，生成积炭的倾向越小。烷烃环烷烃芳香烃（1）积炭的后果 电火化器点不着火；燃烧室传热恶化、局部过 热、筒壁变型等（2）积碳与化学组成的关系 积炭与燃料中芳香烃含量，特别是双环芳香烃 含量有关，硫化物能促进生成高熔点、大硬度、腐蚀性强的积碳。重量热值和体积热值 重量热值是指单位重量的燃料燃烧时所放出的热量，kJ/kg。体积热值是指单位体积的燃料燃烧时所放出的热量，kJ/dm3。评定航空煤油热值的指标热值与化学组成的关系 含氢多的质量热值高，烷烃环烷烃芳烃 密度大的体积热值高，烷烃环烷烃芳烃同一类烃中，异构程度增加，质量热值一般不变，体积热值增加。同一族烃，沸点升高，密度增加，体积热值增加，质量热值减少。喷气燃料的理想组分是环烷烃 喷气燃料的安定性 喷气燃料的安定性包括：储存安定性，热安定性表征喷气燃料安定性的质量指标 实际胶质，碘值，硫含量及硫醇含量，酸度喷气燃料的低温性能表征喷气燃料的低温性能的质量指标结晶点：燃料在低温下出现肉眼可见的结晶时 的最高温度。冰 点：是燃料出现结晶时，再升高温度使原 来结晶消失时的最低温度。分子量较大的正构烷烃以及某些芳烃的结晶点较高，而环烷烃与烯烃的结晶点较低。在同族烃类中，分子量越大，结晶点越高。喷气燃料的低温性能与其含水量的关系 燃料中所含的水分在低温下也能形成冰晶，会堵塞过滤器，导致供油不畅。喷气燃料的低温性能与其化学组成的关系喷气燃料的腐蚀性酸度、水溶性酸或碱、含硫量、硫醇含量、铜片腐蚀以及银片腐蚀。喷气燃料的洁净度喷气发动机燃料系统机件的精密度很高，即使较细的颗粒物质也会造成燃料系统的故障。表征燃料清洁度的主要指标为：水、表面活性物质、固体杂质及微生物喷气燃料的润滑性能和防静电性润滑性能 高压燃油泵 润滑性能与化学组成的关系-单环或多环环烷烃防静电性 高速加油-防静电添加剂喷气燃料的牌号目前我国的喷气燃料分为三个牌号，分别为1号、2号和3号喷气燃料。u1号和2号均为煤油型燃料，馏程为150250，差别在于1号喷气燃料的结晶点为-60，2号为-50，均可用于军用飞机和民用飞机。u3号喷气燃料为较重煤油型燃料，馏程为180280，冰点不高于-47，民航飞机和军用飞机通用。项 目 RP-1 RP-2 RP-3 RP-4 RP-5密度(20)/(kvd)不小于 775 775 775830 750 784842馏程 初馆点/不高于 150 150 报告 60 报告10%馏出温度/不高于 165 165 205 实测 20520%馏出温度/不高于 报告 实测 报告50%馏出温度/不高于 195 195 232 195 报告90%馏出温度/不高于 230 230 报告 报告98%馏出温度/不高于 250 250 280 280 290终馏点/不高于 330闪点(闭口)/不低于 28 28 38 60运动粘度/(mk)20-40 不小于不大于1.258.O1.258.O1.258.0(-20)1.O6.O8.5(-20)结晶点/不高于-60-50 一47(冰点)-40-46(冰点)芳香烃含量/%(质)不大于 20 20 20(体)20 25(体)碘值/(gId/1g)不大于 3.5 4.2 4.2酸度/(mgKOH/1mL)不大于 l.O l.O 1.O 1.O 1.O硫含量/%不大于 O.20 O.20 O.20 O.25 O.40净热值/(MJ/kg)不小于 42.9 42.9 42.8 42.7 42.6实际胶质/(mg/1mL)不大于 5.O 5.O 7.O 5.O 7.O国产喷气燃料的主要质量指标吸油性:馏程(180-290)控制10%点和干点；浊点(小于-15,优级品-30)；机械杂质；水分；不饱和烃含量（易氧化生成胶值）2.4 煤 油煤油的质量要求点燃性：燃烧性和烟点 燃烧性 点灯试验。在标准灯具中点燃8小时，检查过程中灯焰亮度的稳定性、结灯花和灯罩上 附着物的情况。点燃性与化学组成的关系：烷烃和环烷烃燃烧完全，不冒黑烟，但亮度下 降快。芳烃相反。理想的煤油组分 烷烃和环烷烃为主。含10-15%芳烃安全性：防火防爆（闪点），燃烧废气污染洁净度：色度、机械杂质腐蚀性：硫、硫醇、水溶性酸碱、铜片腐蚀国产煤油的质量标准项目 优级品 一级品 合格品馏程，10%点 不高于 干点 不高于205300205300225310硫含量，%不大于 0.04 0.06 0.10闪点(闭口),不高于 40 40 40浊点,不高于-15-12冰点,不高于-30-燃烧性(点灯试验)(16小时)平均燃烧速度,g/h 火焰宽度变化,mm 不大于 火焰高度降低,mm 不大于 灯罩附着物浓密度,不重于18-2665轻微18-2665轻微-2.5 燃料油燃料油的分类1号、2号、4号轻、4号重、5号轻、5号重、6号和7号共八个牌号。1号和2号是馏分燃料油，适用于家用和工业小型燃烧器使用。4号轻和4号重是重质馏分燃料油，适用于该粘度范围的工业燃烧器上。5号轻、5号重、6号、7号是粘度和馏程逐渐递增的残渣燃料油，适用于工业燃烧器，为了便于装卸和正常雾化，此类燃料油通常需要预热。燃料油的主要性能指标 燃料油的粘度、低温流动性、含硫量以及安定性。燃料油的粘度粘度过大，雾化恶化，喷出的油滴过大，造成燃烧不完全，燃烧炉热效率降低。石蜡基原油生产的燃料油因其烷烃含量较高，芳烃与胶质含量较少，流动性较好，粘度较小。中间基与环烷基原油生产的燃料油烷烃含量低，芳烃与胶质含量高，因而粘度较大。燃料油的粘度与其化学组成燃料油的低温性能表征燃料油低温性能的质量指标为倾点。燃料油的倾点与其含蜡量有关，石蜡基原油生产的燃料油因含蜡量较高，其倾点较高。对于低粘度的燃料油，要求其倾点不能太高，以保证它在使用过程中的流动性。燃料油的硫含量燃料油含硫化合物燃烧后生成二氧化硫和三氧化硫，会对环境造成污染，危害人体健康，同时遇到水后变成亚硫酸和硫酸造成设备的腐蚀。燃料油的安定性渣油在热转化过程中沥青质含量增加，稳定的渣油胶体体系发生变化。如所用的条件不当，可能导致燃料油出现分层、沉淀现象。要求高粘度燃料油具有较好的热安定性和储藏安定性。第三节 溶 剂 油对某些物质起溶解、洗涤、萃取作用的轻质油品。为蒸发性能极强的易燃易爆轻质油品概述溶剂油分类6号:食用植物油脂的抽提溶剂70号：香花、香料及油脂工业抽提溶剂90号：化学试剂、医药溶剂120号：橡胶工业溶剂油190号：机械零件洗涤和工农业生产溶剂200号：油漆工业溶剂和稀释剂（油漆工业溶剂）260号：煤油型溶剂，香料提取、调制化妆品和化 工制品，精密仪器仪表清洗剂。6号抽提溶剂油 用于植物油浸出工艺中的抽提溶剂(60-90)，主 要正己烷，不含太轻组分。质量要求：加氢后的精制产品 烯烃:溴指数100 芳烃含量低(1.5%)小于0.1%硫含量(小于120ppm)5ppm 良好的热稳定性 不含稠环化合物 橡胶工业用120号溶剂油用于橡胶工业中溶解胶料、配制胶浆等馏程80-120直馏或重整抽余油用于溶解和稀释油漆中的成膜物（粘稠的液态和固态油脂和树脂类物质）具有良好的溶解能力，兼顾对人体的毒害馏程140-200，芳烃含量不大于15%油漆工业用200号溶剂油第四节 润滑油及润滑脂4.1 润滑油润滑剂是一类很重要的石油产品，所有的运动部件的机器都需要润滑剂，否则无法正常运转。由于机器的品种较多，就是同一机器的不同部件所需的润滑剂也不一样，因而润滑剂产量只占原油加工量的2%，但其品种却是石油产品中品种最大的一类。概述润滑油的组成 u润滑油基础油（主体）u添加剂（适量）（1）润滑油基础油u矿物油：原油的减压馏分或减压渣油经适当加 工制得。u合成油：聚-烯烃、硅油、聚乙二醇、双 脂、磷酸酯、硅酸酯、全氟烃、氟氯 碳油、聚醚等。润滑油的分类 润滑油按使用场合内燃机润滑油：汽油机油、柴油机油等，这类润滑油占总量的50%。齿轮油：齿轮传动装置上所使用的润滑油。液压油与液力传动油：在传动、制动装置以及减震器中传递能量的液体介质，起润滑和冷却作用。工业设备用油：包括机械油、汽轮机油、气缸油、电器绝缘用油、金属加工油。按润滑油基础油粘度指数分类润滑油基础油类别粘度指数VI基础油代号通用基础油专用基础油低凝 深度精制超高粘度指数 140 UHVI UHVIW UHVIS很高粘度指数 120 VHVI VHVIW VHVIS高粘度指数 90 HVI HVIW HVIS中粘度指数 40 MVI MVIW MVIS低粘度指数 40 LVI LVIW LVIS表中各种代号的含义：VI：粘度指数，UH：超高，VH：很高 H：高，M：中，L：低，W：低凝 S：深度精制内燃机润滑油内燃机润滑油简称内燃机油，也称发动机油。是润滑油中耗量最大的一类。由于柴油机与汽油机的工作条件比较苛刻，因而对它的质量要求也比较高。除了采用高质量的基础油外，还需要添加合适的添加剂。润滑发动机的各个运动部件冷却带走部件因摩擦而产生的热量清洗清洗活塞环和气缸内壁中的沉积物密封在活塞环和气缸之间起密封作用 防锈与抗腐蚀 防止燃料中的水分和硫氧化物对金属部件的腐蚀内燃机油的主要作用 使用温度高：气缸与活塞直接与燃气接触，燃气温度最高达2000，汽油机活塞顶部温度达250，柴油机活塞顶部温度可达300 摩擦件间的负荷大：主轴承的负荷为512MPa，连杆轴承的负荷达到35MPa。活塞运动速度多变：活塞在气缸中的运动速度是周期起变化的，在上、下止点的速度为零，速度最快时可达每秒十几米。所处环境复杂：内燃机润滑油是循环使用的，它长期与空气中的氧气以及多种能对氧化反应起催化作用的金属表面接触。内燃机油的质量要求（1）粘度 摩擦件之间保持流体动力润滑，润滑油粘度大小必须足以使它在机件之间形成连续的油膜。粘度太大克服液体内摩擦所消耗的能量太大，这是很不经济的。粘度太小不能够形成足够厚的油膜，也同样加大机件之间的磨损，甚至烧坏。100的运动粘度一般为622mm2/s。润滑油的沸程越高，其粘度越大，当要求粘度较大时，就选用较重的馏分作原料。分子量相近时，环状结构的烃类粘度高于链状结构烃类，而且环数越多，粘度越大，因此，润滑油馏分中环状烃类含量越高，粘度越大。润滑油的粘度与其化学