第二章液体燃料精选PPT.ppt

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1、第二章液体燃料第1页，本讲稿共67页上一讲回顾什么是燃烧？燃烧涉及哪些物理化学过程？燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的氧化反应。燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的氧化反应。涉及物理过程涉及物理过程质量传递、气流运动、组分扩散、能量传递、相变、压力变化等涉及化学过程反应机理、反应速度、反应程度、燃烧产物的生成与控制等第2页，本讲稿共67页上一讲回顾燃烧哪些是有利的，哪些是不利的？（1 1）动力工程）动力工程（2 2）材料生产、工业供热）材料生产、工业供热（3）家庭供热（4）安全与火灾（5）燃烧对环境的污染，有害气体、温室气体、烟尘等前三者是有利的，后两者是不利的前三者是有利的，后两者

2、是不利的第3页，本讲稿共67页上一讲回顾工业燃烧工程师需要解决哪些问题？针对不同燃料的特性提出合理的燃烧方法根据生产工艺的具体要求研究和设计特殊性能的新型燃烧装置研究和设计高效节能型燃烧装置研究低噪声、低污染的燃烧技术为计算机控制的工业燃烧过程提供数学模型第4页，本讲稿共67页上一讲回顾烟煤可以分为哪些小类，分类的依据是什么？贫煤、（贫瘦煤）、瘦煤、焦煤、肥煤、（贫煤、（贫瘦煤）、瘦煤、焦煤、肥煤、（1/3焦煤、气肥煤）、焦煤、气肥煤）、气煤、气煤、(1/2中粘煤中粘煤)、弱粘煤、不粘煤、长焰煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤在干燥无灰基挥发分在干燥无灰基挥发分Vdaf=10的前提下的前提下以反映粘结

3、性的几个指标以反映粘结性的几个指标(粘结指数粘结指数GR.I.，胶质层最大，胶质层最大厚度厚度Y和奥和奥阿膨胀度阿膨胀度b)对烟煤进行细分对烟煤进行细分当粘结指数当粘结指数GR.I.85时，用时，用Vdaf和和Y或用或用Vdaf和和b值来分类。值来分类。如按如按b值和值和Y值划分类别有矛盾时，以值划分类别有矛盾时，以Y值划分的类别值划分的类别为准为准第5页，本讲稿共67页上一讲回顾煤的成分表示方法和转换关系？应用基（也称收到基）表示方法，用下角标arCar%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+War%=100%干燥基表示方法，用下角标dCd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd%+A

4、d%=100%可燃基（也称干燥无灰基）表示方法，用下角标dafCdaf%+Hdaf%+Odaf%+Ndaf%+Sdaf%=100%第6页，本讲稿共67页上一讲回顾煤中的水分有哪些？工业分析中的水分包括哪些？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105110oC加热后去除加热后去除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20050

5、0oC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工业分析的水分包括前两种，称为全水分工业分析的水分包括前两种，称为全水分第7页，本讲稿共67页上一讲回顾什么叫干馏？干馏时如何实现对空气的隔绝？在隔绝空气条件下进行加热，称为干馏在隔绝空气条件下进行加热，称为干馏 一般是往加热炉内通入一般是往加热炉内通入N N2 2等惰性气体来实现对空气的隔等惰性气体来实现对空气的隔绝。主要起着避免氧化的作用。绝。主要起着避免氧化的作用。第8页，本讲稿共67页上一讲回顾工业分析中是如何确定W、V、F、A的含量？W：在110oC加热前后测量煤样质量，

6、减少量即为水分量。除以煤初始质量即得水分百分含量V：在850oC干馏前后测量干燥煤样质量，减少量即为挥发分质量。除以煤初始质量即得挥发分百分含量F：测量燃烧前后焦块质量，减少量即为固定碳质量，除以煤初始质量即得固定碳百分含量A：燃烧后剩下的即为灰分，测量其质量，除以煤初始质量即得灰分的百分含量。第9页，本讲稿共67页上一讲回顾标准煤的发热量是多少？具体煤如何确定其发热量？1kg标准煤的低位发热量是7000大卡=7000kcal=29.271MJ具体煤的发热量可用氧弹量热计直接测定具体煤的发热量可应用工业分析值计算具体煤的发热量还可应用元素分析值计算第10页，本讲稿共67页上一讲回顾用坩埚法是如

7、何确定粘结序数的？干馏后将焦炭外形分为七个等级，称为粘结序数，来表示干馏后将焦炭外形分为七个等级，称为粘结序数，来表示煤的粘结性煤的粘结性1焦炭残留物均为粉末焦炭残留物均为粉末2残留物粘着，手轻压成粉末残留物粘着，手轻压成粉末3残留物粘结，手轻压碎成小块残留物粘结，手轻压碎成小块4不融化粘结，手指用力压裂成小块不融化粘结，手指用力压裂成小块5不膨胀融化粘结，成浅平饼状，表面有银白色金属光泽不膨胀融化粘结，成浅平饼状，表面有银白色金属光泽6膨胀融化粘结，表面银白色金属光泽，高度不超膨胀融化粘结，表面银白色金属光泽，高度不超15mm7膨胀融化粘结，表面银白色金属光泽，高度大于膨胀融化粘结，表面银白

8、色金属光泽，高度大于15mm第11页，本讲稿共67页液体燃料天然液体燃料石油及其加工产品人造液体燃料主要指煤中提炼出的各种燃料油第12页，本讲稿共67页石油工业的血液，石油化工产品几乎能用于所有的工业部门。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第13页，本讲稿共67页优质动力原料优质动力原料汽车、内燃机车、飞机、轮船等现代交通工具都是用汽车、内燃机车、飞机、轮船等现代交通工具都是用石油的产品石油的产品汽油、柴油作动力燃料的汽油、柴油作动力燃料的 新兴的超音速飞机、导弹、火箭，也都以石油提炼出来的新兴的超

9、音速飞机、导弹、火箭，也都以石油提炼出来的高级燃料为动力的高级燃料为动力的一切转动的机械的一切转动的机械的“关节关节”中添加的润滑油都是石油中添加的润滑油都是石油制品。制品。优点：体积小（同质量的比气体小跟固体接近）、热值高优点：体积小（同质量的比气体小跟固体接近）、热值高（比煤高（比煤高1倍）、燃烧快、燃烧过程易控制、燃烧充分、倍）、燃烧快、燃烧过程易控制、燃烧充分、燃烧后不留灰烬燃烧后不留灰烬第14页，本讲稿共67页重要的化工原料从石油中可提取几百种有用物质，其经济价值远远超过作为燃料燃烧的经济意义。石油化工可生产出成百上千种化工产品如塑料、合成纤维（衣服），合成橡胶、合成洗涤剂（洗衣粉）

10、、染料、医药、农药、炸药和化肥等等。现代有机化学工业就建立在石油、煤炭、天然气等资源的综合利用之上。第15页，本讲稿共67页炼油残渣也是宝石油焦做炼钢炉里的电极，可以提高钢的产量；还可用它作为制造石墨的原料。沥青则可以制作油毡纸或铺路。第16页，本讲稿共67页国防关键物资缺少石油，坦克、军车将不能开动第17页，本讲稿共67页国防关键物资缺少石油，战舰、潜艇将不能出港第18页，本讲稿共67页国防关键物资缺少石油，飞机、直升机将不能升空第19页，本讲稿共67页国防关键物资二战后期，纳粹德国的攻势减弱，很重要的一个原因是其石油工业和石油来源受到了盟军的重点打击和摧毁第20页，本讲稿共67页世界能源焦

11、点以巴冲突、中东局势二战以来一直是世界的焦点，是因为中东是世界最主要的产油地非洲一些穷国的战乱相对来说受到的关注就少得多，因为没有石油等重要资源近年苏丹的达尔富尔问题日益受到西方关注，也主要是因为苏丹的石油第21页，本讲稿共67页世界能源焦点美国的海湾战争、伊拉克战争就是为了石油美国想通过控制中东石油来控制世界俄罗斯通过石油能源来牵制欧洲、控制前苏联加盟共和国、渔利日本和中国中国为满足日益增加的巨大的能源需求，在全世界找油：中东、非洲、中亚、南美、俄罗斯第22页，本讲稿共67页世界能源焦点伊朗内贾得、委内瑞拉查维斯敢公开向美国向小布什叫板，一个重要资本是有石油有钱第23页，本讲稿共67页世界能

12、源焦点伊朗核问题更是石油、中东、核绞在了一起，错综复杂背后是世界大国的角力，台面下暗流汹涌，美国想打又很难打第24页，本讲稿共67页20世纪国际原油价格走势上世纪70年代爆发第一次石油危机第25页，本讲稿共67页说明原油单位：桶和吨间的关系是什么？1 吨吨 7桶桶吨是质量单位，桶是体积单位 1桶158.98升吨和桶之间的换算与原油密度有关全球平均值：1吨吨 7.35桶桶第26页，本讲稿共67页中国对进口石油的依赖2007年中国进口石油总量将超过1.7亿吨，对外依存度达50。石油成为中国最大的外部安全因素第27页，本讲稿共67页我国是能源浪费大国中国是世界上两个最大的能源消费国仅次于美国，也是世

13、界上最大的燃煤国家，2000年消耗了超过10%的世界能源，却仅产出3.4%的GDP，而同期美国消耗20%的世界能源产出了35%的GDP。中国平均万元GDP所消耗的能源是世界各国平均值的2倍多。第28页，本讲稿共67页我国是环境污染大国1985至1995年这10年间，全国能耗总量增长68.2。平均每个中国人所消耗的能源数量上升了增长47.9，废气排放总量增长了68.9，工业固体废物总量增长了22.6。由于燃煤等带来的污染，我国的北京、沈阳、西安、上海、广州5城市名列世界污染最重的城市之列中国森林经过几十年的掠夺性砍伐，使得国土面积列位世界第三的中国的森林面积仅占世界的4.6，森林蓄积量仅占世界的

14、2.9中国已经沙漠化的土地达到25亿亩，占国土面积的将近五分之一，超过全国耕地面积的总和。第29页，本讲稿共67页科学发展观资源节约型环境友好型节能减排高能耗高污染的企业如小火电厂、小水泥厂、小造纸厂关停拆除发展可再生替代能源第30页，本讲稿共67页石油石油是一种天然的液体燃料，也叫原油是一种黑褐色的粘稠液体，由各种不同族和不同分子量的碳氢化合物混合组成。烷烃(CnH2n+2)、环烷烃(CnH2n)、芳香烃(CnH2n-6)、烯烃(CnH2n)还含有少量的硫化物、氧化物、氮化物、水分和矿物杂质第31页，本讲稿共67页石油分类（1）将轻馏分多的原油叫轻质原油:一般指终馏点在250以下的馏出物，如

15、航空汽油、汽油、溶剂油、石脑油和航空煤油等。轻馏分少的叫重质原油第32页，本讲稿共67页石油分类（石油分类（2）根据所含碳氢化合物的种类进行分类根据所含碳氢化合物的种类进行分类石蜡基原油，含石蜡族石蜡基原油，含石蜡族(烷烃烷烃CnH2n+2)碳氢碳氢化合物较多。化合物较多。烯基原油，含烯烃烯基原油，含烯烃(CnH2n)较多较多中间基原油，烷烃和烯烃的含量大体相等，中间基原油，烷烃和烯烃的含量大体相等，也叫混合基原油也叫混合基原油芳香基原油，含芳香烃较多，在自然界中芳香基原油，含芳香烃较多，在自然界中储存量很少储存量很少第33页，本讲稿共67页石蜡基原油石蜡基原油特点：高沸点馏分中含大量石蜡特点

16、：高沸点馏分中含大量石蜡优点：可以得到粘度指数较高的润滑油和优点：可以得到粘度指数较高的润滑油和燃烧性能良好的煤油燃烧性能良好的煤油缺点：所产汽油的辛烷数较低，加工时需缺点：所产汽油的辛烷数较低，加工时需专门脱蜡专门脱蜡主产：中东阿拉伯石油、我国大庆石油主产：中东阿拉伯石油、我国大庆石油说明：说明：石蜡族的碳氢化合物是链状结构饱和碳氢化合石蜡族的碳氢化合物是链状结构饱和碳氢化合物，碳原子物，碳原子n=14时，在常温下为气态，是天然气主时，在常温下为气态，是天然气主要成分；要成分；n=516时，常温下呈液态，是煤油主要成分时，常温下呈液态，是煤油主要成分第34页，本讲稿共67页烯基原油烯基原油特

17、点：可以得到少量辛烷数高的汽油和大特点：可以得到少量辛烷数高的汽油和大量优质沥青量优质沥青优点：含蜡少，便于炼制柴油和润滑油优点：含蜡少，便于炼制柴油和润滑油缺点：汽油产量少，润滑油粘度指数低，缺点：汽油产量少，润滑油粘度指数低，煤油易冒烟煤油易冒烟说明：说明：烯烃和烷烃都是原油的主要成分，但它是烯烃和烷烃都是原油的主要成分，但它是不饱和烃，所以化学稳定性和热稳定性都稍差，在不饱和烃，所以化学稳定性和热稳定性都稍差，在高温和催化剂作用下，很容易转化为芳香族碳氢化高温和催化剂作用下，很容易转化为芳香族碳氢化合物合物第35页，本讲稿共67页中间基和芳香基原油中间基和芳香基原油中间基原油优点：可以得

18、到大量直馏汽油和优质煤中间基原油优点：可以得到大量直馏汽油和优质煤油油中间基原油缺点：汽油的辛烷数不高，含蜡较多中间基原油缺点：汽油的辛烷数不高，含蜡较多芳香基原油优点：可以得到辛烷数很高的汽油和溶解芳香基原油优点：可以得到辛烷数很高的汽油和溶解力很强的溶剂力很强的溶剂芳香基原油缺点：生产的煤油容易冒烟芳香基原油缺点：生产的煤油容易冒烟芳香基原油说明：芳香烃是环状结构的不饱和碳氢化合芳香基原油说明：芳香烃是环状结构的不饱和碳氢化合物，由于不饱和，因此化学活性较强，容易转换成其他物，由于不饱和，因此化学活性较强，容易转换成其他产品产品第36页，本讲稿共67页原油加工原油加工蒸馏法（分馏法）蒸馏法

19、（分馏法）常压蒸馏法常压蒸馏法减压蒸馏法减压蒸馏法裂解法裂解法热裂解热裂解催化裂解催化裂解第37页，本讲稿共67页蒸馏法（分馏法）蒸馏法（分馏法）更通常的提法是更通常的提法是“蒸馏法蒸馏法”石油的蒸馏就是，将原油加热，按原油中石油的蒸馏就是，将原油加热，按原油中各种组分沸点不同，将其分割为多个沸点各种组分沸点不同，将其分割为多个沸点范围（馏分）而提取出来的方法范围（馏分）而提取出来的方法第38页，本讲稿共67页常压分馏常压分馏塔内压力接近大气压力的分馏方法，可以塔内压力接近大气压力的分馏方法，可以得到石油气、汽油、挥发油、煤油、柴油得到石油气、汽油、挥发油、煤油、柴油等沸点在等沸点在350oC

20、以下的油品以下的油品名称沸点oC密度kg/L航空汽油汽车汽油轻挥发油煤油粗柴油40150502001002402003202303600.710.740.730.760.770.790.800.830.840.88第39页，本讲稿共67页减压分馏法塔内压力低于大气压力一般只有400010000Pa，甚至低于1333Pa，也称真空分馏依据压力降低，沸点降低的原理来处理沸点高于350oC以上的重质馏分提高轻质产品的收得率可提炼常压下沸点为350500oC的粗柴油和轻质润滑油等第40页，本讲稿共67页裂解法使用分馏法只能分馏出分子量较小的轻质使用分馏法只能分馏出分子量较小的轻质油品。油品。为了提高原

21、油中轻质油品的产量，特别是为了提高原油中轻质油品的产量，特别是汽油的产量，可将直接分馏塔剩下的残渣汽油的产量，可将直接分馏塔剩下的残渣或某些分子量较大的重质油品进一步在高或某些分子量较大的重质油品进一步在高温高压条件下进行分解，这种工艺叫做裂温高压条件下进行分解，这种工艺叫做裂解法，包括解法，包括热裂解和催化裂解热裂解和催化裂解等等裂解法温度多在裂解法温度多在400600oC，压力为，压力为11.5MPa甚至甚至47MPa第41页，本讲稿共67页问题标准大气压是多少？裂解法的压力是多少个大气压？标准大气压是1.013105Pa裂解法的压力大约是1015个大气压，甚至4070个大气压第42页，本

22、讲稿共67页碳氢化合物的相态(1)烷烃、脂肪烃或石蜡烃烷烃、脂肪烃或石蜡烃 常温压下常温压下,含含14个个C呈气呈气态态;含含516个个C呈液态呈液态;含含17个个 C以上为固态以上为固态(2)环烷烃，含环烷烃，含34个个C为气态，含为气态，含516个个C呈液态呈液态;含含17个个 C以上为固态以上为固态(3)烯烃，常温常压下含烯烃，常温常压下含24个个C为气态，含为气态，含518个个C呈呈液态液态;含含19个个 C以上为固态以上为固态(3)炔烃，常温常压下含乙炔、丙炔、炔烃，常温常压下含乙炔、丙炔、1丁炔为气态，丁炔为气态，含含418个个C呈液态呈液态;含含19个个 C以上为固态以上为固态第

23、43页，本讲稿共67页汽油汽油成分：烃类混合物，碳原子数约汽油成分：烃类混合物，碳原子数约412，最主要为碳原子数，最主要为碳原子数59。馏分：沸点范围约初馏点馏分：沸点范围约初馏点30至至205 无色至淡黄色的易流动液体。无色至淡黄色的易流动液体。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。第44页，本讲稿共67页问题辛烷数高低对汽油性能有什么影响？辛烷数高低对汽油性能有什么影响？更通常的提法是汽油的更通常的提法是汽油的辛烷值辛烷值，见到的汽油标号，见到的汽油标号90、93、97，就是指汽油的辛烷值对应为，就是指汽油的辛烷值对应为90、93、97辛烷值是衡量汽油在汽缸内抗爆震

24、燃烧能力的一种数字指辛烷值是衡量汽油在汽缸内抗爆震燃烧能力的一种数字指标，其值高表示抗爆性好。标，其值高表示抗爆性好。汽油在汽缸中正常燃烧时火焰传播速度为汽油在汽缸中正常燃烧时火焰传播速度为10-20 m/s，在爆，在爆震燃烧（爆炸状态）时可达震燃烧（爆炸状态）时可达1500-2000 m/s，后者条件下使，后者条件下使气缸温度剧升，汽油燃烧不完全，机器强烈震动，从而使气缸温度剧升，汽油燃烧不完全，机器强烈震动，从而使输出功率下降，机件受损。输出功率下降，机件受损。第45页，本讲稿共67页辛烷值的确定不同化学结构的烃类，具有不同的抗爆震能力。异辛不同化学结构的烃类，具有不同的抗爆震能力。异辛烷

25、（烷（2，2，4-三甲基戊烷）的抗爆性能较好，辛烷值设三甲基戊烷）的抗爆性能较好，辛烷值设定为定为100；正庚烷的抗爆性差，辛烷值设定为；正庚烷的抗爆性差，辛烷值设定为0。以异。以异辛烷和正庚烷为标准燃料辛烷和正庚烷为标准燃料调节标准燃料组成的比例，使调节标准燃料组成的比例，使标准燃料产生的爆震强度标准燃料产生的爆震强度与试样相同与试样相同，此时标准燃料中异辛烷的体积百分数就是，此时标准燃料中异辛烷的体积百分数就是试样的辛烷值。试样的辛烷值。为了提高辛烷值，常加入了四乙基铅。四乙基铅有为了提高辛烷值，常加入了四乙基铅。四乙基铅有剧毒，因此加染料使汽油带粉红色或兰色以提醒人剧毒，因此加染料使汽油

26、带粉红色或兰色以提醒人们使用时要加小心，千万不要用嘴吸取汽油们使用时要加小心，千万不要用嘴吸取汽油第46页，本讲稿共67页柴油轻柴油：沸点轻柴油：沸点180370oC的馏分的馏分重柴油：沸点重柴油：沸点350410oC的馏分的馏分越来越多车辆使用柴油，其性能用十六烷越来越多车辆使用柴油，其性能用十六烷值，黏度，凝固点表示值，黏度，凝固点表示牌号就对应表示其凝固点，有牌号就对应表示其凝固点，有10、0、10、20、35、50十六烷值体现柴油的燃烧性能抗爆震性能十六烷值体现柴油的燃烧性能抗爆震性能第47页，本讲稿共67页十六烷值测定柴油的十六烷值是指与柴油自燃性相当的柴油的十六烷值是指与柴油自燃性

27、相当的标准燃料中所含正十六烷的体积百分数。标准燃料中所含正十六烷的体积百分数。标准燃料是用正十六烷与标准燃料是用正十六烷与2-甲基萘按不同体甲基萘按不同体积百分数配成的混合物。其中正十六烷自积百分数配成的混合物。其中正十六烷自燃性好，设定其十六烷值为燃性好，设定其十六烷值为100，2-甲基萘甲基萘自燃性差，设定其十六烷值为自燃性差，设定其十六烷值为0。加添加剂可提高柴油的十六烷值，常用的加添加剂可提高柴油的十六烷值，常用的添加剂有硝酸戊酯或已酯。添加剂有硝酸戊酯或已酯。第48页，本讲稿共67页十六烷值作用十六烷值作用一般用于高速柴油机的轻柴油，其一般用于高速柴油机的轻柴油，其十六烷值以十六烷值

28、以40-55为为宜宜；中、低速柴油机用的重柴油的十六烷值可低到；中、低速柴油机用的重柴油的十六烷值可低到35以下。以下。十六烷值低，则着火慢，工作不稳定，容易发生爆震十六烷值低，则着火慢，工作不稳定，容易发生爆震十六烷值高的柴油容易起动，燃烧均匀，输出功率大十六烷值高的柴油容易起动，燃烧均匀，输出功率大但当十六烷值高于但当十六烷值高于65时，会由于滞燃期太短，燃料未及时，会由于滞燃期太短，燃料未及与空气均匀混合即着火自燃，以致燃烧不完全，部分烃与空气均匀混合即着火自燃，以致燃烧不完全，部分烃类热分解而产生游离碳粒，随废气排出，造成发动机冒类热分解而产生游离碳粒，随废气排出，造成发动机冒黑烟及油

29、耗增大，功率下降黑烟及油耗增大，功率下降加添加剂可提高十六烷值，常用硝酸戊酯或已酯加添加剂可提高十六烷值，常用硝酸戊酯或已酯第49页，本讲稿共67页汽油机优缺点汽油机优缺点汽油机的优点在于其体积小、重量轻、价汽油机的优点在于其体积小、重量轻、价格便宜；起动性好，最大功率时的转速高；格便宜；起动性好，最大功率时的转速高；工作中振动及噪声小，提速和速度优于柴工作中振动及噪声小，提速和速度优于柴油机油机 与柴油机相比，汽油机最大劣势是耗油较与柴油机相比，汽油机最大劣势是耗油较高，同等排量每百公里大约相差高，同等排量每百公里大约相差23升左升左右。右。汽油机依靠电火花点燃汽油和空气混合气汽油机依靠电火

30、花点燃汽油和空气混合气第50页，本讲稿共67页柴油机优缺点柴油机优缺点柴油机最大的优点是节约燃油，同等排量比汽油机柴油机最大的优点是节约燃油，同等排量比汽油机节省油节省油2030左右。另外柴油机的能源效率高，左右。另外柴油机的能源效率高，就是我们通常说的力量大，爬坡能力也更强就是我们通常说的力量大，爬坡能力也更强传统的柴油机体积大、噪音大、振动大，这一点从那些传统的柴油机体积大、噪音大、振动大，这一点从那些喷吐着滚滚黑烟的老款大货车上就能体现，而现代柴油喷吐着滚滚黑烟的老款大货车上就能体现，而现代柴油机在体积、噪声、震动方面已经有了根本的改变。机在体积、噪声、震动方面已经有了根本的改变。柴油机

31、依靠活塞压缩缸内混合气（柴油和空气），柴油机依靠活塞压缩缸内混合气（柴油和空气），使其自燃完成做功使其自燃完成做功第51页，本讲稿共67页工业上的液体燃料工业上的液体燃料工业上使用石油及其产品作为燃料是很不工业上使用石油及其产品作为燃料是很不划算的，除非一些很特别的情况。因为石划算的，除非一些很特别的情况。因为石油及其产品非常宝贵，可应用的领域也非油及其产品非常宝贵，可应用的领域也非常广常广工业上使用的液体燃料主要是重油工业上使用的液体燃料主要是重油重油是原油加工后各种残渣油的总称重油是原油加工后各种残渣油的总称直馏重油直馏重油裂化重油裂化重油第52页，本讲稿共67页重油使用重油使用原油经分馏

32、后剩下的渣油，包括常压渣油原油经分馏后剩下的渣油，包括常压渣油和减压渣油。和减压渣油。常压渣油可以直接做为炉用燃料使用常压渣油可以直接做为炉用燃料使用减压渣油含沥青质多，粘度大，常需配部分减压渣油含沥青质多，粘度大，常需配部分柴油稀释后才使用柴油稀释后才使用裂化重油，原油经裂解处理后剩下的渣油裂化重油，原油经裂解处理后剩下的渣油含有更多的不饱和烃，及大量游离碳素含有更多的不饱和烃，及大量游离碳素很不容易燃烧，必须加部分轻质油品调制，很不容易燃烧，必须加部分轻质油品调制，才能有效提高燃烧性能才能有效提高燃烧性能第53页，本讲稿共67页商品重油商品重油商品重油就是炼制后的渣油加进部分轻油商品重油就

33、是炼制后的渣油加进部分轻油配制而成配制而成我国共有四种商品重油，我国共有四种商品重油，20、60、100和和200重油重油牌号的命名是按照该重油在牌号的命名是按照该重油在50oC时的恩式时的恩式粘度来确定的。粘度来确定的。例如例如60号重油在号重油在50oC时的恩式粘度为时的恩式粘度为60第54页，本讲稿共67页恩式粘度恩式粘度粘度是表示流体质点间摩擦力大小的一个物粘度是表示流体质点间摩擦力大小的一个物理指标。粘度越大流动性越差理指标。粘度越大流动性越差恩式粘度定义为恩式粘度定义为用恩格拉粘度计测量其数值用恩格拉粘度计测量其数值第55页，本讲稿共67页运动粘度（运动粘性系数）运动粘度（运动粘性

34、系数）重油的粘度通常用运动粘度（运动粘性系数）重油的粘度通常用运动粘度（运动粘性系数）来来表示，表示，的单位是的单位是m2/s，或，或cm2/s，常用单位是，常用单位是斯托克斯斯托克斯St1St=1 cm2/s=110-4 m2/s运动粘性系数运动粘性系数和恩式粘度间的关系为和恩式粘度间的关系为第56页，本讲稿共67页粘度影响粘度影响重油的粘度大，其凝固点就会高，我国重油的凝重油的粘度大，其凝固点就会高，我国重油的凝固点多在固点多在30oC以上，常温下都处于凝固状态以上，常温下都处于凝固状态重油的粘度随温度升高会显著降低。为了便于输重油的粘度随温度升高会显著降低。为了便于输送和燃烧，必须对重油

35、加热，以降低粘度，提高送和燃烧，必须对重油加热，以降低粘度，提高流动性和雾化性流动性和雾化性降低粘度加热时，温度也不能太高，否则由于水降低粘度加热时，温度也不能太高，否则由于水分蒸发和油的气化而产生大量气泡分蒸发和油的气化而产生大量气泡会引起油压和火焰的波动会引起油压和火焰的波动严重时影响油泵正常运转（气阻）严重时影响油泵正常运转（气阻）甚至重油焦化导致管道的堵塞甚至重油焦化导致管道的堵塞第57页，本讲稿共67页重油化学组成重油化学组成跟固体燃料一样可用跟固体燃料一样可用C、H、O、N、S、水、水分分W、灰分、灰分A的质量百分比来表示的质量百分比来表示C的含量的含量8588，H的含量的含量10

36、13，两，两者之和在者之和在9599重油的粘度越大，重油的粘度越大，C含量越高，含量越高，H含量越低含量越低S含量小于含量小于1，但危害很大，必须控制，但危害很大，必须控制NO含量小于含量小于1，影响不大，影响不大灰分灰分A很少，小于很少，小于0.3第58页，本讲稿共67页闪点、燃点、着火点闪点、燃点、着火点温度越高，油的蒸发速度越快，浓度越高温度越高，油的蒸发速度越快，浓度越高油蒸汽遇到点火小火焰发生一闪即灭的现油蒸汽遇到点火小火焰发生一闪即灭的现象时（闪燃），对应的油温称为闪点象时（闪燃），对应的油温称为闪点温度继续升高，油蒸汽遇到小火源后能够温度继续升高，油蒸汽遇到小火源后能够持续燃烧而

37、不熄灭，对应的油温称为燃点持续燃烧而不熄灭，对应的油温称为燃点温度进一步升高，在没有外火源的情况下，温度进一步升高，在没有外火源的情况下，油蒸汽自发形成燃烧（称为自燃），此时油蒸汽自发形成燃烧（称为自燃），此时对应的油温称为着火点（或自燃点）对应的油温称为着火点（或自燃点）第59页，本讲稿共67页重油密度比热和导热系数重油密度比热和导热系数在常温（在常温（20oC）下，重油密度大致范围为）下，重油密度大致范围为0.920.98t/m3在在20100oC，重油平均比热，重油平均比热1.301.70 kJ/(kg.K)温度升高，比热略有增加温度升高，比热略有增加粘度大，比热增大粘度大，比热增大导热

38、系数导热系数=0.1280.163 W/(m.K)第60页，本讲稿共67页发热量发热量重油发热量很大，低发热量为重油发热量很大，低发热量为39.942MJ/kg可用氧弹量热计直接测量可用氧弹量热计直接测量也可根据元素成分用门捷列夫公式计算也可根据元素成分用门捷列夫公式计算汽油低发热量为汽油低发热量为46MJ/kg标准煤低发热量为标准煤低发热量为29.72MJ/kg第61页，本讲稿共67页煤转油煤转油按技术路线的不同，按技术路线的不同，“煤变油煤变油”可分为间可分为间接液化和直接液化两大类。接液化和直接液化两大类。所谓间接液化，是先把煤炭在高温下气化所谓间接液化，是先把煤炭在高温下气化成合成气，

39、然后再在催化剂的作用下，将成合成气，然后再在催化剂的作用下，将合成气转化为液体油品或石化产品。合成气转化为液体油品或石化产品。直接液化是把煤炭先磨成煤粉，与溶剂配直接液化是把煤炭先磨成煤粉，与溶剂配成油煤浆，然后在高温、高压和催化剂的成油煤浆，然后在高温、高压和催化剂的作用下，直接转化成液体油品。作用下，直接转化成液体油品。第62页，本讲稿共67页煤转油经济技术因素技术上是可行的技术上是可行的经济上盈亏平衡点为在经济上盈亏平衡点为在4045美元美元/桶之间。桶之间。成本主要包括煤、催化剂、水、电以及运成本主要包括煤、催化剂、水、电以及运营成本等。其中，煤的成本占到营成本等。其中，煤的成本占到3

40、0左右。左右。如果再考虑外部环境成本等因素，实现盈如果再考虑外部环境成本等因素，实现盈利需可能要原油价格达到利需可能要原油价格达到55美元美元/桶桶第63页，本讲稿共67页煤转油资源环境因素煤转油资源环境因素制成制成1吨油需要吨油需要34吨优质煤，吨优质煤，89吨水吨水以一种稀缺资源去替代另一种稀缺资源没有前以一种稀缺资源去替代另一种稀缺资源没有前途；另外我国产煤的地方往往水资源不丰富途；另外我国产煤的地方往往水资源不丰富与直接燃烧相比，煤液化可以减少二氧化与直接燃烧相比，煤液化可以减少二氧化硫和粉尘的排放。硫和粉尘的排放。煤液化生产过程中释放的二氧化碳，相当煤液化生产过程中释放的二氧化碳，相

41、当于传统油品制造过程释放量的于传统油品制造过程释放量的7倍到倍到10倍；倍；煤炭制成的油品在使用过程中，所产生的煤炭制成的油品在使用过程中，所产生的二氧化碳也相当于后者的两倍。二氧化碳也相当于后者的两倍。第64页，本讲稿共67页思考题1、为什么说石油是“工业的血液”？2、什么是石油加工的蒸馏法？3、裂解法炼油过程需要的压力是多少个大气压？5、90汽油中辛烷的含量是90，对吗？为什么？4、常温常压下烷烃的相态跟碳原子数的关系？第65页，本讲稿共67页思考题6、使用柴油是不是十六烷值越高越好，为什么？7、柴油机车和汽油机车各有什么优缺点？8、什么叫做油的闪点、燃点、着火点？10、煤转油涉及哪些环境资源因素？9、什么是粘度，恩式粘度？如何降低重油粘度？第66页，本讲稿共67页作业依照你所了解的一种具体燃烧现象，谈谈采取何种具体的措施使更好地发挥其好的作用；或者采取何种具体措施抑制其不好的作用独立完成，作业雷同者，抄袭和被抄袭者本次都按不及格处理下周三课间休息时交第67页，本讲稿共67页