化工基礎(chǔ)概論第十二章石油與石油加工(已修改)
2025-01-07 01:59 本頁(yè)面
【正文】 第十二章 石油與石油加工 石油 ( 或稱原油， Petroleum 或 crude oil) 是從地下深處開(kāi)采出來(lái)的黃色乃至黑色的流動(dòng)和半流動(dòng)的粘稠液體。石油按其產(chǎn)地不同，性質(zhì)也有不同程度的差異。它是由烴類和非烴類組成的復(fù)雜混合物，其沸點(diǎn)范圍很寬，從常溫到 500 ℃ 以上，相對(duì)分子質(zhì)量范圍從數(shù)十到數(shù)千。 在商業(yè)上，按相對(duì)密度把原油分為輕質(zhì)原油、中質(zhì)原油、重質(zhì)原油、特重質(zhì)原油。輕質(zhì)石油在世界上的儲(chǔ)量較少。我國(guó)原油大多屬于偏重的常規(guī)原油。 世界上的原油性質(zhì)千差萬(wàn)別，但其元素組成是一致的，基本上是由碳、氫、氧、氮、硫五種元素組成。由碳、氫兩種元素組成烴類；由碳、氫兩種元案與其它元素，如硫、氮和氧組成 非烴類。除上述五種元素之外，還含有微量的金屬元素，一般只是百萬(wàn)分之幾甚至十億分之幾，含量較多的金屬元素為鎳、釩、鐵、銅等。 原油的沸點(diǎn)范圍寬，因此，無(wú)論是對(duì)原油進(jìn)行研究或是進(jìn)行加工利用，都必須首先用蒸餾的方法將原油按沸點(diǎn)的高低切割為若干個(gè)部分，即所謂餾分，每個(gè)餾分的沸點(diǎn)范圍簡(jiǎn)稱餾程或沸程。從原油直接蒸餾得到的餾分稱為直餾餾分。一般把原油中從常壓蒸餾開(kāi)始餾出的溫度由低到高的餾分稱為汽油、柴油、常壓渣油、減壓蒸餾得到的潤(rùn)滑油餾分、減壓渣油。 石油中的主要成分是烴類，在天然石油中主要含有烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴，一般 不含有烯烴。在不同的石油中，各種烴類含量相差較大。石油中的非烴化合物主要是含硫、氧、氮的化合物以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，它們結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、相對(duì)分子質(zhì)量最大的物質(zhì)。 (航空煤油 ) 石油燃料 石油燃料是用量最大的油品。按其用途和使用范圍可以分為如下五種 (1)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料 有航空汽油，車用汽油等。 (2)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料 (噴氣燃料 ) 有航空煤油。 (3)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料 (柴油機(jī)燃料 ) 有高速、中速、低速柴油。 (4)液化石油氣燃料 即液態(tài)烴。 (5)鍋爐燃料 有爐用燃料油和船舶用燃料油。 潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂 潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂被用來(lái)減少機(jī)件之間的摩擦，保護(hù)機(jī)件以延長(zhǎng)它們的使用壽命并節(jié)省動(dòng)力。它們的數(shù)量只占全部石油產(chǎn)品的 5％左右，但其品種繁多。 蠟、瀝青和石油焦 它們是從生產(chǎn)燃料和潤(rùn)滑油時(shí)進(jìn)一步加工得來(lái)的，其產(chǎn)量約為所加工原油的百分之幾。 溶劑和石油化工產(chǎn)品 后者是有機(jī)合成工業(yè)的重要基本原料和中間體。 汽油機(jī) (點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī) )的工作過(guò)程及其對(duì)燃料的使用要求 汽油的蒸發(fā)性 汽油的安定性 汽油的抗爆性 汽油的改性與代用 汽油機(jī) (點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī) )的工作過(guò)程及其對(duì)燃料的使用要求 汽油機(jī)主要用于輕型汽車、摩 托車、螺旋槳式飛機(jī)及快艇等。汽油在汽油機(jī)內(nèi)的燃燒過(guò)程可分為：進(jìn)氣過(guò)程 壓縮過(guò)程 點(diǎn)火燃燒作功過(guò)程 排氣過(guò)程。汽油是可用作點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的石油輕質(zhì)餾分，汽油機(jī)對(duì)汽油的使用要求主要有：良好蒸發(fā)性能；良好的燃燒性能，不產(chǎn)生爆震現(xiàn)象；儲(chǔ)存安定性好，生成膠質(zhì)的傾向??；對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有腐蝕作用。 汽油的蒸發(fā)性 蒸發(fā)性是汽油的最重要特性之一。汽油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之前，先在汽化器中汽化并同空氣形成混合物。汽油在汽化器中蒸發(fā)得是否完全，同空氣混合得是否均勻，是跟它的蒸發(fā)性有關(guān)的。汽油的輕質(zhì)餾分越多，它的蒸發(fā)性就越好， 同空氣混合得就越均勻，因而進(jìn)入汽缸內(nèi)的混合氣燃燒得越完全，能保證發(fā)動(dòng)機(jī)順利地工作。若汽油的蒸發(fā)性不好，那么混合氣中就會(huì)含有懸浮狀的油滴，破壞混合氣的均勻性，使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作變得不均勻，不穩(wěn)定，同時(shí)，還會(huì)增加汽油的消耗量。混合氣中含有油滴，有時(shí)還會(huì)使燃燒過(guò)程變壞，由于燃料的不完全燃燒，一部分燃料成氣態(tài)與廢汽一道排出，另一部分將沉積在汽缸壁上，稀釋了潤(rùn)滑油，造成燒蝕和汽缸磨損。但是汽油的蒸發(fā)性也不能過(guò)高，否則汽油在末進(jìn)入汽化器前就會(huì)在輸油管中蒸發(fā)，形成氣阻，中斷供油，而且使發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作。評(píng)定汽油蒸發(fā)性能的指標(biāo)是 餾程和飽和蒸氣壓。 汽油的安定性 汽油的安定性一般指汽油的化學(xué)安定性，它表明汽油在儲(chǔ)存中抵抗氧化的能力，是一個(gè)重要的使用指標(biāo)。安定性好的汽油儲(chǔ)存幾年，都不會(huì)變質(zhì)，反之，安定性不好的汽油儲(chǔ)存時(shí)限快就會(huì)變質(zhì)。汽油中如果含有大量的不飽和烴，特別是含有二烯烴，那么在汽油的儲(chǔ)存和使用時(shí)，這些不飽和烴在空氣中氧的作用下很容易氧化而形成膠質(zhì)，這種汽油用于發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)會(huì)發(fā)生困難。使用含膠質(zhì)量大的汽油，不蒸發(fā)的膠狀物將會(huì)沉積于油箱、汽油導(dǎo)管和汽油過(guò)慮器上，堵死汽油導(dǎo)管和汽化器噴嘴，并在進(jìn)氣閥門桿上積累成粘稠的黃黑色的膠狀物， 將暖氣門堵塞，中斷供油而迫使發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作。為了減少汽油的生膠傾向，除了將汽油進(jìn)行適當(dāng)?shù)木埔酝?，還可添加抗氧化添加劑以改善汽油的安定性。 汽油的抗爆性 汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒不正常時(shí)，會(huì)出現(xiàn)機(jī)身強(qiáng)烈震動(dòng)的情況，并發(fā)出金屬敲擊聲。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，排氣管冒黑煙，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致機(jī)件的損壞，這種現(xiàn)象便是爆震，也叫敲缸或爆燃。究其發(fā)生的原因有兩個(gè)
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