(精品)2.0燃料概论.ppt

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1、第二章第二章 燃料概论燃料概论燃料分类燃料分类按状态分按状态分固体燃料、液体燃料、气体燃料固体燃料、液体燃料、气体燃料按获得方法分按获得方法分天然燃料、人工燃料天然燃料、人工燃料按能量释放方式分按能量释放方式分化学燃料、核燃料化学燃料、核燃料燃料组成燃料组成通过通过工业分析工业分析、元素分析元素分析和和成分分析成分分析，获，获取燃料化学组成取燃料化学组成工业分析元素分析成分分析确定水分、灰分、挥发分、固定碳的含量确定C、H、O、N、S、灰分、水分的含量确定各种物质成分的含量一、固体燃料一、固体燃料主要内容主要内容1、煤的用途、煤的用途2、煤的分类、煤的分类3、煤的化学组成煤的化学组成4、煤的成

2、分表达及换算煤的成分表达及换算5、煤的使用性能、煤的使用性能重点掌握重点掌握固体燃料种类天然固体燃料天然固体燃料木质燃料木质燃料矿物质燃料矿物质燃料主要是煤主要是煤人工固体燃料人工固体燃料木炭、焦炭等木炭、焦炭等1、煤的用途、煤的用途动力煤动力煤发电用煤；蒸汽机车用煤；建材用煤；一般发电用煤；蒸汽机车用煤；建材用煤；一般工业锅炉用煤；生活用煤；冶金用动力煤工业锅炉用煤；生活用煤；冶金用动力煤炼焦煤炼焦煤炼焦炭用，包括气煤、肥美、焦煤、瘦煤等炼焦炭用，包括气煤、肥美、焦煤、瘦煤等化工原料化工原料2、煤的种类、煤的种类根据母体物质碳化程度不同，分为四大类根据母体物质碳化程度不同，分为四大类泥煤泥煤

3、褐煤褐煤烟煤烟煤无烟煤无烟煤泥煤泥煤在地质学上在地质学上最年轻的煤，刚刚由植物转变而来最年轻的煤，刚刚由植物转变而来在物理化学性质上在物理化学性质上尚保留植物遗体痕迹，质地疏松尚保留植物遗体痕迹，质地疏松含氧量最高达含氧量最高达28-38%，含碳较少，密度小，含碳较少，密度小，呈酸性，水分含量高呈酸性，水分含量高在使用性能上在使用性能上挥发分高，可燃性好，反应性强，极易氧化挥发分高，可燃性好，反应性强，极易氧化和自燃；含硫量低，机械性能差，灰分熔点和自燃；含硫量低，机械性能差，灰分熔点低低工业应用工业应用工业价值不大，不适合长途运输工业价值不大，不适合长途运输小型锅炉燃料或气化原料小型锅炉燃料

4、或气化原料生产绿色有机复合肥中应用较广泛生产绿色有机复合肥中应用较广泛褐煤褐煤地质学地质学经泥煤进一步变化后生成，已完成了植物遗体的经泥煤进一步变化后生成，已完成了植物遗体的炭化过程。因能将热碱水染成褐色得名炭化过程。因能将热碱水染成褐色得名物理化学性物理化学性与泥煤相比，密度较大，与泥煤相比，密度较大，含碳量较高，含碳量较高，氢和氧的氢和氧的含量较小，挥发分产率较低含量较小，挥发分产率较低使用性能使用性能粘结性弱，很易于氧化和自燃，吸水性较强，新粘结性弱，很易于氧化和自燃，吸水性较强，新开采褐煤机械强度较大，但易在空气中风化和破开采褐煤机械强度较大，但易在空气中风化和破碎碎工业用途工业用途可

5、作为地方性燃料，不适合远地运输和长期储存可作为地方性燃料，不适合远地运输和长期储存烟煤烟煤物理化学性质物理化学性质炭化程度较高。与褐煤相比，含碳量增加，炭化程度较高。与褐煤相比，含碳量增加，氢和氧的含量减少，挥发分较少，密度较氢和氧的含量减少，挥发分较少，密度较大，吸水性较小大，吸水性较小工业用途工业用途冶金工业和动力工业不可缺少的燃料冶金工业和动力工业不可缺少的燃料近代化学工业的重要原料近代化学工业的重要原料炼焦的主要原料，其最大的特点是具有粘炼焦的主要原料，其最大的特点是具有粘结性，这是其他固体燃料所没有的结性，这是其他固体燃料所没有的烟煤烟煤低变质程度低变质程度长焰煤、气煤长焰煤、气煤中

6、等变质程度中等变质程度肥煤、焦煤肥煤、焦煤高变质程度高变质程度瘦煤、贫煤瘦煤、贫煤分类依据主要是粘结性大小和分类依据主要是粘结性大小和挥发分产率大小挥发分产率大小无烟煤无烟煤地质学地质学矿物化程度最高的煤，也是年龄最老的煤矿物化程度最高的煤，也是年龄最老的煤物理化学性物理化学性密度大，含碳量高，挥发分极少，组织致密而坚密度大，含碳量高，挥发分极少，组织致密而坚硬，吸水性小，灰分少，含硫量低硬，吸水性小，灰分少，含硫量低使用性能使用性能受热易爆裂成碎片，可燃性较差，不易着火，但受热易爆裂成碎片，可燃性较差，不易着火，但发热量大发热量大工业用途工业用途燃料，适合长途运输和长期储存；燃料，适合长途运

7、输和长期储存；化肥、陶瓷、化肥、陶瓷、制造锻造等行业制造锻造等行业北京京煤集团，晋城煤业集团，焦作煤业集团，北京京煤集团，晋城煤业集团，焦作煤业集团，河南永城矿区，神华宁煤集团，阳泉煤业集团河南永城矿区，神华宁煤集团，阳泉煤业集团煤的细分种类煤的细分种类有的煤叫贫煤、肥煤、不粘煤是怎么有的煤叫贫煤、肥煤、不粘煤是怎么回事，是如何分的？回事，是如何分的？工业上将煤分为四大类，每一大类中又分工业上将煤分为四大类，每一大类中又分为很多小类，为什么要进行细分？为很多小类，为什么要进行细分？3、煤的化学组成、煤的化学组成煤由结构极其复杂的有机化合物和一些无煤由结构极其复杂的有机化合物和一些无机矿物质组成

8、。机矿物质组成。化学组成测定方法化学组成测定方法元素分析法元素分析法工业分析法工业分析法煤的化学组成煤的化学组成元素分析元素分析C：主要可燃元素，炭化程度越高，含碳：主要可燃元素，炭化程度越高，含碳量越大量越大泥煤：泥煤：70%烟煤：烟煤：7890%褐煤：褐煤：7078%无烟煤：无烟煤：90%以上以上碳碳C氢氢H氧氧O氮氮N硫硫S灰分灰分A水分水分W可燃质可燃质惰性质惰性质氢（氢（H）煤的主要可燃元素，含量较低，一般在煤的主要可燃元素，含量较低，一般在5%以下。以两种形式存在：以下。以两种形式存在：有效氢有效氢氢元素与氢元素与C、S结合结合热值很高，约为热值很高，约为C的的3.7倍倍化合氢化合

9、氢氢元素与氢元素与O结合形成不可燃化合物结合形成不可燃化合物H2O氧（氧（O）和氮（）和氮（N）氧（氧（O）是煤中的有害元素）是煤中的有害元素，与，与C、H结合结合构成氧化物，使它们失去燃烧性而降低煤构成氧化物，使它们失去燃烧性而降低煤的热值。炭化程度高，氧含量降低的热值。炭化程度高，氧含量降低氮（氮（N）一般不反应。但高温下会氧化形一般不反应。但高温下会氧化形成有害气体成有害气体NOx，产生污染，产生污染一般含量为一般含量为0.52%干馏工业中，可作为氮素资源回收干馏工业中，可作为氮素资源回收硫（硫（S）硫（硫（S）有三种存在形式）有三种存在形式有机硫，来自母体植物，均匀分布有机硫，来自母体

10、植物，均匀分布黄铁矿硫，与铁结合在一起形成黄铁矿硫，与铁结合在一起形成FeS2硫酸盐硫，以硫酸盐的形式存在，主要是硫酸盐硫，以硫酸盐的形式存在，主要是CaSO42H2O和FeSO4前两种硫都能参加燃烧，总称为可燃硫或前两种硫都能参加燃烧，总称为可燃硫或挥发硫；第三种硫不能进行燃烧挥发硫；第三种硫不能进行燃烧硫（硫（S）是一种极为有害的物质）是一种极为有害的物质硫在燃烧后生成硫在燃烧后生成SO2和和SO3能危害人体健康和能危害人体健康和造成大气污染及形成酸雨造成大气污染及形成酸雨在加热炉中能造成金属的氧化和脱碳在加热炉中能造成金属的氧化和脱碳在锅炉中能引起锅炉换热面的腐蚀在锅炉中能引起锅炉换热面

11、的腐蚀焦炭中的硫还影响生铁和钢的质量焦炭中的硫还影响生铁和钢的质量很多情况下都要进行脱硫洗选很多情况下都要进行脱硫洗选除掉黄铁矿硫和硫酸盐硫灰分（灰分（A）灰分（灰分（A）为煤中矿物杂质，在燃烧过程）为煤中矿物杂质，在燃烧过程中经高温分解和氧化作用后生成固体残留中经高温分解和氧化作用后生成固体残留物物是一种有害成分是一种有害成分影响高炉冶炼的经济技术指标影响高炉冶炼的经济技术指标降低煤发热量降低煤发热量低熔点灰分易结渣，有碍于空气流通和气低熔点灰分易结渣，有碍于空气流通和气流的均匀，使燃烧过程受到破坏流的均匀，使燃烧过程受到破坏造成不完全燃烧，不利于设备维护和操作造成不完全燃烧，不利于设备维护

12、和操作水分（水分（W）外部水分外部水分不被燃料吸收而是机械地附在燃料表面上的水不被燃料吸收而是机械地附在燃料表面上的水在大气中自然风干后即可去除在大气中自然风干后即可去除内部水分内部水分被煤粒内部毛细孔吸附的水分，在内部均匀分布被煤粒内部毛细孔吸附的水分，在内部均匀分布自然风干不能去除，在自然风干不能去除，在105110加热后去除加热后去除通常指水分就是上两种，称为全水分通常指水分就是上两种，称为全水分化合水化合水矿物杂质的矿物结晶水，在矿物杂质的矿物结晶水，在200500加热后去除加热后去除热解水热解水有机质中的氢和氧在干馏或燃烧后形成的水有机质中的氢和氧在干馏或燃烧后形成的水注意跟书本注意

13、跟书本P7区别区别 4、煤的成分表达及换算、煤的成分表达及换算4.1 元素分析元素分析以各元素组分的质量百分比表示以各元素组分的质量百分比表示C+H+O+N+S+A+W=100成分分析基准用来表达成分含量所处状态和条件，可成分分析基准用来表达成分含量所处状态和条件，可确切地反映煤的特性，使各种分析结果具有可比性确切地反映煤的特性，使各种分析结果具有可比性常用的分析基准常用的分析基准4种元素分析的成分基准（成分表达）种元素分析的成分基准（成分表达）收到基收到基空气干空气干燥基燥基干燥基干燥基干燥无干燥无灰基灰基燃烧计算时使用燃烧计算时使用用于确定内在水分用于确定内在水分用于确定灰分用于确定灰分用

14、于煤的分类和表用于煤的分类和表示挥发分含量示挥发分含量应用基应用基分析基分析基干燥基干燥基可燃基可燃基下标下标ar下标下标ad下标下标d下标下标daf收到基收到基以包括全部七种组分在内的燃料成分总量作以包括全部七种组分在内的燃料成分总量作为计算基准，又称应用基。为计算基准，又称应用基。各组分在收到基各组分在收到基燃料中的质量百分数称为收到基成分燃料中的质量百分数称为收到基成分。Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100空气干燥基空气干燥基以除去外部水分后的燃料成分总量作为计算以除去外部水分后的燃料成分总量作为计算基准。各组分在空气干燥基燃料中的质量百基准。各组分在空气干燥基

15、燃料中的质量百分数称为空气干燥基成分分数称为空气干燥基成分Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad=100干燥基干燥基：以除去全水分后的燃料成分总量作为计算基以除去全水分后的燃料成分总量作为计算基准。各组分在干燥基燃料中的质量百分数即准。各组分在干燥基燃料中的质量百分数即为干燥基成分为干燥基成分Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100以以Ad表示灰分含量更为准确表示灰分含量更为准确干燥无灰基干燥无灰基：以除去水分和灰分后的燃料成分总量作为计以除去水分和灰分后的燃料成分总量作为计算基准，又称可燃基算基准，又称可燃基Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100成分换算成

16、分换算相对于收到基成分，干燥成分被放大了相对于收到基成分，干燥成分被放大了100/(100-War)倍，因此倍，因此干燥成分干燥成分/收到基成分收到基成分 100/(100-War)相对于收到基成分，可燃成分被放大了相对于收到基成分，可燃成分被放大了100/(100-War-Aar)倍，因此倍，因此可燃成分可燃成分/收到基成分收到基成分 100/(100-War-Aar)相对于干燥成分，可燃成分被放大了相对于干燥成分，可燃成分被放大了100/(100-Ad)倍，因此倍，因此可燃成分可燃成分/干燥成分干燥成分 100/(100-Ad)例、试将下列煤的成分换算成收到基成分例、试将下列煤的成分换算成

17、收到基成分CdafHdafOdafNdafSdafAdWar725202112.520根据根据 首先应求出灰分的收到基含量首先应求出灰分的收到基含量AarAar=Ad*(100-War)/100=12.5*(100-20)/100=10Car=Cdaf*(100-War-Aar)/100=50.4Har=3.5 Oar=14.0 Nar=1.4 Sar=0.7可燃成分可燃成分/收到基成分收到基成分=100/(100-Aar-War)4.2 煤的工业分析煤的工业分析煤的元素分析工作量大，复杂，工程应用多用煤的元素分析工作量大，复杂，工程应用多用工工业分析业分析成分。内容是测定成分。内容是测定水分

18、水分、灰分灰分、挥发分挥发分和和固定碳固定碳的百分含量的百分含量方法：干馏，即方法：干馏，即把煤在隔离空气的情况下加热把煤在隔离空气的情况下加热把煤加热到把煤加热到110oC，使水分蒸发，测出水分含量，使水分蒸发，测出水分含量在隔绝空气下加热到在隔绝空气下加热到850oC，测出挥发分含量，测出挥发分含量然后通入空气使焦块全部燃烧，测出灰分和固定碳然后通入空气使焦块全部燃烧，测出灰分和固定碳含量含量煤干馏过程煤干馏过程首先全水分蒸发首先全水分蒸发W接着逸出的全部气体称为挥发分接着逸出的全部气体称为挥发分V 矿物结晶水、挥发性成分、热分解产物矿物结晶水、挥发性成分、热分解产物 比如有比如有COCO

19、2 2、COCO、H H2 2、CHCH4 4、C CmmH Hn n、N N2 2、热解水、热解水蒸汽、矿物结晶水蒸汽蒸汽、矿物结晶水蒸汽然后形成的固体残留物为焦块然后形成的固体残留物为焦块 固定碳固定碳 FCFC100100（WWV VA A）灰分灰分最后通入空气燃烧剩下的是灰分最后通入空气燃烧剩下的是灰分A两个小问题两个小问题1、如何保证干馏过程煤与空气隔绝、如何保证干馏过程煤与空气隔绝2、工业分析得到的碳含量与元素分析的、工业分析得到的碳含量与元素分析的碳含量是否相同？为什么？碳含量是否相同？为什么？工业分析作用工业分析作用确定煤的具体属类确定煤的具体属类有利于确定煤的用途和制定工艺制

20、度有利于确定煤的用途和制定工艺制度挥发分高的煤，干馏时可以得到较多的煤挥发分高的煤，干馏时可以得到较多的煤气和焦油，燃烧时火焰较长气和焦油，燃烧时火焰较长固定碳多的煤，干馏时焦炭的收得率高固定碳多的煤，干馏时焦炭的收得率高挥发分含量确定煤种挥发分含量确定煤种煤质煤质挥发分含量挥发分含量开始析出温度开始析出温度无烟煤无烟煤10380400烟煤烟煤10170320褐煤褐煤37130170泥煤泥煤70100110例例试样名称水分挥发分灰分VdAd平煤二矿0.8029.5720.0729.8120.23淮南煤样1.0819.6126.6719.8226.96郑州嵩枫2.1011.758.6012.00

21、8.78计算固定碳含量计算固定碳含量FC，并换算为，并换算为FCd。初步判断煤样大类。初步判断煤样大类试样名称固定碳FCdVdaf初步判断煤种平煤二矿49.5649.9637.37烟煤或褐煤淮南煤样52.6453.2227.14烟煤郑州嵩枫77.5579.2213.15烟煤5、煤的使用性能、煤的使用性能5.1煤的发热量（热值）煤的发热量（热值）定义定义单位质量的燃料完全燃烧释放出的热量，单位质量的燃料完全燃烧释放出的热量，Q两种发热量两种发热量高位发热量：单位质量的煤完全燃烧后，燃烧烟气的高位发热量：单位质量的煤完全燃烧后，燃烧烟气的温度降低至室温时放出的全部热量温度降低至室温时放出的全部热量

22、低位发热量：单位质量的煤完全燃烧时，所放出全部低位发热量：单位质量的煤完全燃烧时，所放出全部热量中去除烟气中水蒸气汽化热后的热量热量中去除烟气中水蒸气汽化热后的热量煤的发热量是煤质的重要指标，是计算热平衡、耗煤量、热煤的发热量是煤质的重要指标，是计算热平衡、耗煤量、热效率等的依据效率等的依据煤的发热量测定煤的发热量测定3种方法种方法氧弹量热计直接测定氧弹量热计直接测定应用工业分析值计算应用工业分析值计算应用元素分析值计算应用元素分析值计算5.2 5.2 煤的比热、导热系数煤的比热、导热系数室温下煤的比热约为室温下煤的比热约为0.841.67kJ/(kg)比热随比热随煤的变质程度煤的变质程度、水

23、分水分、矿物质含量矿物质含量和和环境温度环境温度变化而变化变化而变化炭化程度高，比热减小炭化程度高，比热减小泥煤泥煤1.38，褐煤，褐煤1.21，烟煤，烟煤1.001.09通常，矿物质含量增高，比热降低通常，矿物质含量增高，比热降低温度变化，比热先增后降温度变化，比热先增后降导热系数导热系数一般在一般在0.2320.348W/(m)随炭化程度升高和温度升高而增大随炭化程度升高和温度升高而增大同一煤种，水分含量增大，导热系数增大同一煤种，水分含量增大，导热系数增大5.3 5.3 粘结性和焦结性粘结性和焦结性粘结性：粉碎后的煤在隔绝空气的情况下加热到粘结性：粉碎后的煤在隔绝空气的情况下加热到一定温

24、度时，煤的颗粒相互粘结形成焦块的性质一定温度时，煤的颗粒相互粘结形成焦块的性质焦结性：指在工业炼焦条件下，一种煤或几种煤焦结性：指在工业炼焦条件下，一种煤或几种煤混合后的粘结性，也就是煤能炼出冶金焦炭的性混合后的粘结性，也就是煤能炼出冶金焦炭的性质质了解粘结性和焦结性有助于知道某种煤是否适于了解粘结性和焦结性有助于知道某种煤是否适于炼焦及其燃烧特性炼焦及其燃烧特性强粘结性的煤在气化和燃烧时，容易结成大块，强粘结性的煤在气化和燃烧时，容易结成大块，严重影响气流的均匀分布严重影响气流的均匀分布粘结序数粘结序数实验室中用实验室中用坩埚法测定粘结性坩埚法测定粘结性，干馏后按外形分，干馏后按外形分八个等

25、级，称为粘结序数八个等级，称为粘结序数1粉状焦炭残留物均为粉末2黏着残留物粘着，手轻压成粉末3弱黏着残留物粘结，手轻压碎成小块4不熔融黏结手指用力压裂成小块5不膨胀融化黏结成浅平饼状，表面有银白色金属光泽6微膨胀熔融黏结表面银白色金属光泽，表面有小气泡7膨胀熔融黏结表面银白色金属光泽，高度不超过15mm8强膨胀熔融黏结焦渣高度大于15mm5.4 5.4 煤的耐热性煤的耐热性煤在高温条件下对热的稳定程度，反映煤煤在高温条件下对热的稳定程度，反映煤在受热时是否易于破碎，或者块煤在高温在受热时是否易于破碎，或者块煤在高温下保持原有粒度的能力下保持原有粒度的能力耐热性的好坏影响煤的燃烧和气化效果耐热性

26、的好坏影响煤的燃烧和气化效果耐热性好，气化或燃烧时能保持完整的块度，耐热性好，气化或燃烧时能保持完整的块度，逐步完成气化或燃烧逐步完成气化或燃烧耐热性差，则易破碎成小块或粉末，造成气耐热性差，则易破碎成小块或粉末，造成气流通道阻力增大甚至局部堵塞，易发生烧穿流通道阻力增大甚至局部堵塞，易发生烧穿现象现象耐热性受水分和煤结构因素的影响耐热性受水分和煤结构因素的影响结构不均一，受热时易造成较大的内外温差，结构不均一，受热时易造成较大的内外温差，导致破碎导致破碎裂隙中的水分高温下急剧蒸发，导致爆裂裂隙中的水分高温下急剧蒸发，导致爆裂耐热性的影响因素耐热性的影响因素无烟煤和褐煤的热稳定性较差无烟煤和褐

27、煤的热稳定性较差5.5 5.5 煤的结渣性煤的结渣性煤燃烧产生高温，使灰分熔融成渣。煤燃烧产生高温，使灰分熔融成渣。结渣结渣性即煤中矿物质的结块性能性即煤中矿物质的结块性能对燃烧和气化均不利对燃烧和气化均不利影响因素主要有煤的灰分产率、煤灰的熔影响因素主要有煤的灰分产率、煤灰的熔融性以及环境气氛融性以及环境气氛熔融温度低，结渣率高熔融温度低，结渣率高灰分高，结渣率高灰分高，结渣率高还原性气氛中结渣率高于氧化性气氛还原性气氛中结渣率高于氧化性气氛二、液体燃料二、液体燃料本小节主要内容本小节主要内容石油的组成是什么样的？石油的组成是什么样的？石油如何进行加工进而利用？石油如何进行加工进而利用？石油

28、的加工产品都有哪些？石油的加工产品都有哪些？石油产品的使用性能如何？石油产品的使用性能如何？液体燃料分类液体燃料分类液液体体燃燃料料天然液体燃料天然液体燃料石油石油人工液体燃料人工液体燃料煤煤 燃料油燃料油重油、渣油重油、渣油汽油、柴油、煤油汽油、柴油、煤油液体燃料的特点液体燃料的特点热值高热值高1kg石油燃烧放热石油燃烧放热41.8MJ，1kg煤燃烧热量煤燃烧热量20.929.26MJ灰分含量低，易燃烧灰分含量低，易燃烧便于运输和贮存便于运输和贮存污染物排放低污染物排放低烟尘排放量很低烟尘排放量很低轻油氧化硫排放量低轻油氧化硫排放量低石油石油石石油油淡黄色到黑色，大多是黑色淡黄色到黑色，大多

29、是黑色流动或流动或半流动半流动的粘稠的粘稠液体液体相对密相对密度一般度一般小于小于1石油的重要性石油的重要性工业的血液，石油化工产品几乎能用于所有的工工业的血液，石油化工产品几乎能用于所有的工业部门业部门现代化的工业离不开石油，就像人体离不开血液一样。极其重要的国家战略物资极其重要的国家战略物资除了是工业运转的“血液”还是国防的关键物资世界能源争夺的焦点世界能源争夺的焦点1980年的两伊战争、年的两伊战争、2003年伊拉克战争等年伊拉克战争等一、石油的化学组成一、石油的化学组成组成元素组成元素石石油油组组成成石石油油的的元元素素主主要要是是碳碳、氢氢、氧氧、氮氮、硫硫五五种种，另另外外含含有有

30、少少量量的的水水分分和和灰灰分分。其其中中主主要要 的的是是碳碳 和和 氢氢两两 种种 元元 素素，碳碳的的 含含量量 占占8388%，氢氢的的含含量量占占1114%。极极微微量量的的金金属属元元素素和和其其它它非非金金属属元元素素以以矿矿物物杂杂质质形形式式存存在在。金金属属元元素素有有钒钒、镍镍、铁铁、铝铝、钙钙、钠钠、镁镁、钴钴、铜铜等等，非非金金属属元元素素中中主主要要有有氯氯、硅硅、磷、硒、砷等。磷、硒、砷等。元素分析元素分析石油的组成物质石油的组成物质石石油油不同族不同族和不同和不同分子量分子量的碳氢的碳氢化合物化合物和杂质和杂质组成组成烷烃烷烃CnH2n+2环烷烃环烷烃CnH2n

31、芳香烃芳香烃CnH2n-6烯烃烯烃CnH2n硫化物、氧化物、氮化物、硫化物、氧化物、氮化物、水分、矿物杂质水分、矿物杂质脂肪烃脂肪烃脂肪烃脂肪烃脂脂肪肪烃烃脂肪烃是碳架呈无环的开链状的烃脂肪烃是碳架呈无环的开链状的烃 饱和烃饱和烃不饱和烃不饱和烃正构烷烃正构烷烃异构烷烃异构烷烃烷烷烃烃n=1n=14 4 在常温、常压下是气态，类在常温、常压下是气态，类似于天然气的组分似于天然气的组分n=5n=515 15 在常温、常压下是液态，类在常温、常压下是液态，类似于煤油的组分似于煤油的组分n16 n16 在常温下是固在常温下是固态，以溶解或结晶态，以溶解或结晶状态存在于石油或状态存在于石油或石油的高沸

32、馏分中石油的高沸馏分中环烷烃环烷烃环环烷烷烃烃碳架以单链相连并呈闭合状碳架以单链相连并呈闭合状芳香烃芳香烃芳芳香香烃烃芳香芳香烃烃是指具有未定域共振是指具有未定域共振电电子的平面子的平面环状环状化合物。化合物。这这些些烃类烃类化合物中有些具有相化合物中有些具有相当当的的稳稳定性及特定性及特异异的的气气味，味，所以所以称为称为芳香芳香烃烃。芳香。芳香烃烃分子分子内虽然内虽然具有不具有不饱和键饱和键，但，但在一般在一般条条件下，不易起加成反件下，不易起加成反应应，在某些，在某些条条件下，芳香件下，芳香烃烃易易发生发生取代反取代反应应。石油的分类石油的分类石石油油石蜡基原油石蜡基原油根据所含碳氢化合

33、物根据所含碳氢化合物烯基原油烯基原油中间基原油中间基原油芳香基原油芳香基原油二、石油的加工二、石油的加工石石油油的的加加工工分馏分馏裂解裂解物理过程，沸点的不同物理过程，沸点的不同化学过程，缩合和缩聚化学过程，缩合和缩聚一次加工一次加工二次加工二次加工分馏分馏分分馏馏分馏塔操作压力分馏塔操作压力常常压压分分馏馏（常常压压精精熘、常压蒸馏熘、常压蒸馏）减减压压分分馏馏（减减压压精精熘、减压蒸馏熘、减压蒸馏）重油重油65/100常压分馏常压分馏常常压压分分馏馏在在常常压压下下，直直接接对对石石油油加加热热(300325(300325左左右右)分分馏馏，石石油油中中各各馏馏分分(350(350o o

34、C)C)按按其其沸沸点点高高低低先先后后馏馏出出。最最先先馏馏出出的的是是沸沸点点最最低低的的馏馏分分如如汽汽油油，然然后后依依次次为为重重汽汽油油，煤煤油油和和柴柴油油等等，剩剩下下沸沸点点高高的的重重质质油油则则从从分分馏馏塔塔塔塔底底排排出出，称之为常压重油称之为常压重油(6580%)(6580%)。常常压压分分馏馏一次加工一次加工常压分馏常压分馏石油气石油气 350oC一次加工一次加工减减压压分分馏馏把常压重油加热到把常压重油加热到400左右送入到减压蒸馏塔中，其中左右送入到减压蒸馏塔中，其中压力约在压力约在0.0040.01MPa以下，这样重油中烃的沸点可以下，这样重油中烃的沸点可降

35、低降低200多，把多，把常压沸点约常压沸点约700以下以下的各种烃都可分的各种烃都可分馏出来，其中较轻的重柴油从塔顶馏出，而各种腊油馏出来，其中较轻的重柴油从塔顶馏出，而各种腊油(作作润滑油用的原料润滑油用的原料)从塔侧流出，塔底排出的是分子更大，从塔侧流出，塔底排出的是分子更大，沸点更高的重质油，称为减压重油沸点更高的重质油，称为减压重油(或减压渣油或减压渣油)。常压重。常压重油和减压重油两者统称直馏重油。油和减压重油两者统称直馏重油。即根据即根据气压降低、沸点下降气压降低、沸点下降的原理，的原理，把高沸点的常压重把高沸点的常压重油加热到油加热到350以上继续分馏出各种重质油来以上继续分馏出

36、各种重质油来二次加工二次加工二二次次加加工工目的：目的：为了增加轻质油品的产量，提高石油利用效率为了增加轻质油品的产量，提高石油利用效率对原油一次加工过程中产生的半成品进行再加工，通过对原油一次加工过程中产生的半成品进行再加工，通过化学方法改变其化学结构，获得大量轻油的深度加工化学方法改变其化学结构，获得大量轻油的深度加工裂化工艺：裂化工艺：热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、延迟焦化延迟焦化三、石油加工产品及其使用性能三、石油加工产品及其使用性能1、重油、重油原油加工后各种残渣油的总称。原油加工后各种残渣油的总称。通常又称通常又称燃燃料油料油重重油油的

37、的来来源源直馏重油常压渣油(常压重油)减压渣油(含含沥沥青青质质多多，粘度大粘度大)裂化重油(不不饱饱和和烃烃多多、游游离离碳碳多多，粘粘度大，不易燃烧度大，不易燃烧)重重油油的的化化学学组组成成C+H约占重油可燃成分的95%硫必须控制在1%以下水，约10%左右，乳化重油，改善高粘度渣油的物化性能和降低烟气中的NOx含C量越高，含氢量越低，粘度越大C、H、O、N、S、水分、灰分重油的使用性能重油的使用性能闪点、燃点、着火点闪点、燃点、着火点粘度粘度凝固点密度(比重)比热比热导热系数发热量发热量含硫量含硫量残炭残炭掺混性(掺混适应性)表面张力系数热稳定性热稳定性(热安定性)闪点闪点闪闪点点当当燃

38、燃料料油油加加热热至至一一定定温温度度时时，其其中中分分子子量量较较小小，沸沸点点低低的的成成分分将将先先由由油油的的表表面面气气化化逸逸出出，形形成成油油蒸蒸气气。油油温温升升高高，油油蒸蒸气气越越多多，油油表表面面附附近近的的油油蒸蒸气气浓浓度度越越大大。此此时时，有有外外来来火火源源的的情情况况下下，在在油油面面上上会会出出现现闪闪火火现现象象(时时间间不不超超过过5s)5s)，但但是是未未构成持续燃烧。构成持续燃烧。温度温度外来火源外来火源不持续燃烧不持续燃烧此此时时的的油油温温即即闪闪点点（Flash Point）油的比重越小，其中轻质组分越多，闪点就越低油的比重越小，其中轻质组分越

39、多，闪点就越低燃点燃点燃燃点点当当燃燃料料油油加加热热至至一一定定温温度度时时，油油的的蒸蒸发发速速度度很很快快时时，在在有有外外来来火火源源情情况况下下，在在油油面面上上闪闪火火后后持持续续燃烧燃烧(5s)(5s)。温度温度外来火源外来火源持续燃烧持续燃烧此此时时的的油油温温即即燃燃点点（Ignition Point）一一般般比比闪闪点点高高1030，或更高，或更高着火点着火点着着火火点点当当燃燃料料油油加加热热至至一一定定温温度度时时，在在无无外外来来火火源源的的情情况况下下，在在油油表表面面的的蒸蒸气气发发生生自自燃燃（自自发发燃燃烧烧并并持持续）。续）。温度温度持续燃烧持续燃烧此此时时

40、的的油油温温即即着着火火点点 （Flare Point）重重油油的的着着火火点点为为500600闪点闪点闪闪点点闪点是燃油受热时的安全防火指标闪点是燃油受热时的安全防火指标在在开开式式储储油油罐罐中中，最最高高加加热热温温度度应应低低于于闪闪点点10102020；在在闭闭式式压压力力容容器器中中，允允许许加加热热温温度度超超过过闪闪火火点点，但但是是温温度度越越高高，防防火火安安全全性性越越低低，一一旦旦管道破裂，就会发生着火，甚至爆炸。管道破裂，就会发生着火，甚至爆炸。闪点是油品均匀性的一个指标，用来判断重油中是否混入了汽油、煤油等轻质油料。粘度粘度粘粘度度粘粘度度是是影影响响燃燃料料油油输

41、输送送、雾雾化化质质量量的的主主要要因素因素粘粘度度随随着着温温度度的的升升高高而而显显著著降低降低表示流体质点之间摩擦力大小的物理指标表示流体质点之间摩擦力大小的物理指标粘度的表示方法粘度的表示方法粘粘度度运动粘度运动粘度 (m2/s or cm2/s)恩氏粘度恩氏粘度恩格勒粘度计恩格勒粘度计粘度的工业使用要求粘度的工业使用要求粘粘度度油油 泵泵 前前 的的 重重 油油 粘粘 度度 不不 宜宜 超超 过过 3040 oE(2.192.92St)加加热热时时温温度度不不能能太太高高，否否则则会会使使水水分分蒸蒸发发和和油油气气化化而而产产生生大大量量的的泡泡沫沫，造造成成油油罐罐溢溢油油、油油

42、压压和和火火焰波动、油泵运转不正常焰波动、油泵运转不正常(气阻气阻)、重油焦化等、重油焦化等凝固点凝固点凝凝固固点点凝凝固固点点：当当燃燃油油温温度度降降低低到到某某一一值值时时，溶溶于于燃燃油油中中的的蜡蜡析析出出使使重重油油变变得得很很稠稠。当当盛盛有有燃燃油油的的试试管管倾倾斜斜至至4545o o时时，油油面面在在1min1min保保持持不不变变，此此时时的的温度为凝固点。温度为凝固点。为为了了便便于于输输送送和和燃燃烧烧，必必须须把把重重油油加加热热，以降低粘度，提高其流动性和雾化性以降低粘度，提高其流动性和雾化性我我国国石石油油多多为为石石蜡蜡基基石石油油，含含蜡蜡多多，粘粘度度大大

43、，所所以以重重油油的的粘粘度度也也比比较较大大，凝凝固固点点一一般在般在3030以上。以上。重油的使用性能重油的使用性能含含硫硫量量用于燃烧的重油含硫量不得高于用于燃烧的重油含硫量不得高于1%残残炭炭重重油油在在隔隔绝绝空空气气的的条条件件下下加加热热，油油蒸蒸气气蒸蒸发发后后剩剩下的固体碳素下的固体碳素表示燃油燃烧时积炭、结焦倾向的指标表示燃油燃烧时积炭、结焦倾向的指标残残炭炭高高，火火焰焰黑黑度度高高、可可增增强强火火焰焰辐辐射射,但但是是析析出出大大量量难难以以燃燃烧烧的的炭炭粒粒，导导致致喷喷油油嘴嘴结结焦焦堵堵塞塞，雾化不良，破坏正常燃烧。雾化不良，破坏正常燃烧。重油的使用性能重油的

44、使用性能调调和和性性不不同同来来源源的的重重油油化化学学稳稳定定性性不不同同，当当不不同同来来源源的的重重油油掺掺混混使使用用时时，有有时时会会出出现现沥沥青青、含含蜡物质等蜡物质等固体沉淀或胶状半凝固体固体沉淀或胶状半凝固体直馏重油，化学性质稳定，调和性好直馏重油，化学性质稳定，调和性好裂化重油，必须作调和性实验裂化重油，必须作调和性实验调调和和性性实实验验：按按照照预预定定比比例例配配成成的的油油料料在在315315的的温度下加热温度下加热20h20h，观察有无固体凝块附着在管壁上，观察有无固体凝块附着在管壁上重油的使用性能重油的使用性能热热稳稳定定性性燃燃油油在在某某一一温温度度下下发发

45、生生分分解解并并产产生生沉沉淀淀物物倾向的指标倾向的指标热热稳稳定定性性不不好好，重重油油易易于于产产生生析析炭炭和和产产生生胶质沉淀物，堵塞油过滤器和喷油嘴胶质沉淀物，堵塞油过滤器和喷油嘴热热裂裂解解重重油油含含有有大大量量不不饱饱和和烃烃，热热稳稳定定性性差差，在在储储运运和和加加热热时时易易发发生生分分解解和和产产生生沉沉淀物淀物重油的应用重油的应用我国商品重油的分类我国商品重油的分类20号号60号号100号号200号号牌号值即为牌号值即为5050下重油的恩氏粘度下重油的恩氏粘度重油的应用重油的应用2020号号直馏重油或裂化直馏重油或裂化重油掺入部分轻重油掺入部分轻质油调和而成质油调和而

46、成远洋船舶锅炉或小喷嘴、远洋船舶锅炉或小喷嘴、无预热的工业炉和冶金无预热的工业炉和冶金炉炉6060号号直馏重油或裂化直馏重油或裂化重油制成的中等重油制成的中等粘度燃料油粘度燃料油中等喷嘴且配置预热设中等喷嘴且配置预热设备的船用蒸汽锅炉或工备的船用蒸汽锅炉或工业炉业炉100100号号裂化重油制成的裂化重油制成的粘度较大的燃料粘度较大的燃料油油大型喷嘴锅炉和配置预大型喷嘴锅炉和配置预热设备的其他锅炉，海热设备的其他锅炉，海轮的主要锅炉燃料轮的主要锅炉燃料200200号号裂化重油制成的裂化重油制成的粘度更大的燃料粘度更大的燃料油油大型喷嘴锅炉（石油炼大型喷嘴锅炉（石油炼制厂的自用燃料）制厂的自用燃料

47、）三、石油加工产品及其使用性能三、石油加工产品及其使用性能2、汽油、汽油由由原原油油经经蒸蒸馏馏得得到到的的直直馏馏汽汽油油组组分分与与二二次次加加工工汽汽油油组组分分按按照照适适当当比比例例调调和和而而成成，其其中中加加有有适适量量的的抗抗氧氧剂剂和和金金属属钝钝化化剂剂，必必要要时时加加适适量量的的抗抗爆剂爆剂(四乙基铅四乙基铅)复复杂杂烃烃类类(碳碳原原子子数数约约4 412)12)的的混混合合物物；无无色色至至淡淡黄黄色色的的易易流流动动液液体体；易易挥挥发发，易易燃燃，空空气气中中含含量量为为7474123g123gm m3 3时遇火爆炸；汽油的热值在时遇火爆炸；汽油的热值在4300

48、0kJ/kg43000kJ/kg以上以上汽油的性能汽油的性能具具有有优优良良的的抗抗爆爆性性；具具有有良良好好的的蒸蒸发发性性和和燃燃烧烧性性，能能保保证证发发动动机机运运转转平平稳稳、燃燃烧烧完完全全、积积炭炭少少；具具有有较较好好的的安安定定性性，在在贮贮运运和和使使用用过过程程中中不不易易出出现现早早期期氧氧化化变变质，对发动机部件及储油容器质，对发动机部件及储油容器无腐蚀性无腐蚀性。最重要的性能为蒸发性和抗爆性最重要的性能为蒸发性和抗爆性蒸蒸发发性性指指汽汽油油在在汽汽化化器器中中蒸蒸发发的的难难易易程程度度。对对发发动动机机的起动、暖机、加速、气阻、燃料耗量等有重要影响的起动、暖机、

49、加速、气阻、燃料耗量等有重要影响抗抗爆爆性性指指汽汽油油在在各各种种使使用用条条件件下下抗抗爆爆震震燃燃烧烧的的能力能力小问题小问题市场上，经常在加油站看到的牌子上标示市场上，经常在加油站看到的牌子上标示有有90#汽油、汽油、93#汽油、汽油、97#汽油是什么意汽油是什么意思？思？数数字字是是指指汽汽油油的的辛辛烷烷值值，用用来来表表示示汽汽油油的的抗抗爆爆性性能能，牌号越大，抗爆性能越好。牌号越大，抗爆性能越好。汽油辛烷值汽油辛烷值辛辛烷烷值值是是这这样样给给定定的的：异异辛辛烷烷(2 2，2 2，4-4-三三甲甲基基戊戊烷烷)的的抗抗爆爆性性较较好好，辛辛烷烷值值给给定定为为100100，

50、正正庚庚烷烷的的抗抗爆爆性性差差，给给定定为为 0 0，汽汽油油辛辛烷烷值值的的测测定定是是以以异异辛辛烷烷和和正正庚庚烷烷为为标标准准燃燃料料进进行行配配比比，使使其其产产生生的的爆爆震震强强度度与与试试样样相相同同，标标准准燃燃料料中中异异辛辛烷烷所所占占的的体积百分数就是试样的辛烷值。辛烷值高，抗爆性好体积百分数就是试样的辛烷值。辛烷值高，抗爆性好汽汽油油抗抗爆爆能能力力的的大大小小与与化化学学组组成成有有关关。带带支支链链的的烷烷烃烃以以及及芳芳香香烃烃通通常常具具有有优优良良的的抗抗爆爆性性。提提高高汽汽油油辛辛烷烷值值主主要要靠靠增增加加高高辛烷值汽油组分，也辛烷值汽油组分，也可可