第10章燃油與潤滑油、脂1

1、 & 教學(xué)要求教學(xué)要求v 了解石油的組成和加工煉制工藝。v 了解汽油、柴油等燃料油的組成、理化性質(zhì)及主要用途。v 明確燃油、潤滑油、潤滑脂的各項(xiàng)性能指標(biāo)的含義。v 了解常見油品添加劑的種類及其作用。v知道摩擦的種類和潤滑油的作用。v能說明影響重油中瀝青質(zhì)穩(wěn)定性的因素。 v了解燃燒反應(yīng)的鏈反應(yīng)機(jī)理和擴(kuò)散燃燒方式。v了解易燃液體和危險(xiǎn)氣體的基本性質(zhì)。v知道靜電對(duì)油品貯存和運(yùn)輸帶來的潛在危險(xiǎn)。& 教學(xué)要求教學(xué)要求 10.1 石油的基本知識(shí)和加工煉制10.2 原油和成品油的主要性能指標(biāo)10.3 燃油 10.4 潤滑油和潤滑脂10.5 油品管理和使用中的安全問題10.1.1 石油的組成1

2、0.1.2 石油的加工煉制v石油是極其復(fù)雜的混合物，通常人們把未加工的石油稱為原油，把原油和成品油總稱為石油。石油被稱為“工業(yè)的血液”，從石油可以得到燃料、潤滑油和各種化工原料。 v石油屬于化石燃料，它的生成要經(jīng)過千百萬年的時(shí)間。表1. 世界前10位石油生產(chǎn)國排序，千桶/天排序國家2009年生產(chǎn)量2011年4月10日的估算生產(chǎn)量12345678910俄羅斯沙特阿拉伯美國伊朗中國加拿大墨西哥阿聯(lián)酋巴西科威特9.9349.769.1414.1773.9963.2943.0012.7952.5772.49610.210.678.23.6643.12.552.8932.386v石油中的主要元素是C和H

3、，還有少量的O、S、N，此外還有微量的其他金屬和非金屬。 元 素C H O NS含量（）8387 10140.052.00.020.20.058.0石油中的主要元素成分 石油中75%以上是各種烴類，主要是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的混合烴。還有非烴類化合物，即含氮、硫、氧等元素的化合物及含金屬元素的化合物。烷烴：占40%50%，包括直鏈烷烴和支鏈烷烴，常溫常壓下，C1C4的烷烴是氣態(tài)， C5C15是液態(tài)。C16以上的正構(gòu)烷烴為固態(tài)，常溫下多以溶解狀態(tài)存在，溫度降低時(shí)析出晶體，這就是石油中的蠟。環(huán)烷烴：含量一般為2575%，存在于所有的石油餾分中。主要是環(huán)戊烷、環(huán)已烷以及它們的同系物，包

4、括單環(huán)和多環(huán)烷烴。 環(huán)已烷 環(huán)戊烷 1，2-二甲基環(huán)已烷 十氫萘v芳香烴：平均含量為10%20%。地質(zhì)年代較晚的新生代石油含芳香烴最多。主要有苯及同系物，還有聯(lián)苯、萘、蒽等多環(huán)、稠環(huán)芳烴以及它們的同系物。 蒽 萘苊菲-甲基萘2，3-苯并蒽v非烴化合物：包括烴的衍生物以及少量含O、N、S的雜環(huán)化合物和含金屬元素的化合物。大部分以膠狀、瀝青狀物質(zhì)的形態(tài)存在。對(duì)石油的加工過程有很大的影響，對(duì)油品的貯存安定性和使用性能影響也很大。v含硫化合物：S、H2S、RSH、ArSH、R-S-R 危害：a)酸性硫化物腐蝕金屬 b)腐蝕產(chǎn)物金屬鹽催化油品氧化 c)燃燒產(chǎn)生SO2,進(jìn)一步氧化生成SO3,吸水變成H2S

5、O4，腐蝕金屬。酸性硫化物可通過精制和堿洗去除。v含氮化合物：胺、吡咯、吲哚、金屬卟啉化合物。 危害：a)易氧化形成聚合物，使油品顏色變深，氣味變臭，生成膠狀沉淀。 b)含氮金屬化合物燃燒產(chǎn)生灰分，造成機(jī)械磨損和腐蝕。v石油酸：環(huán)烷酸、脂肪酸和酚類。 危害：腐蝕金屬及合金，可堿洗去除。v膠質(zhì)、瀝青質(zhì)：大分子稠環(huán)化合物，碳?xì)浔雀?，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含硫、氧、氮及金屬元素。 危害：a) 貯存穩(wěn)定性下降。 b) 燃油：燃燒不完全，造成積炭 潤滑油：受熱易生成炭渣，造成磨損。v從原油中提取各種石油產(chǎn)品的過程叫石油煉制。 v煉油過程一般分為兩步，第一步是分餾，即經(jīng)過蒸餾將原油分成幾個(gè)不同沸點(diǎn)范圍的組分。這一階段

6、稱為一次加工。第二步是利用化學(xué)方法對(duì)所得的組分再進(jìn)行深度加工，得到各種石油產(chǎn)品。這一階段稱為二次加工。v包括常壓蒸餾和減壓蒸餾。v通過蒸餾把沸點(diǎn)不同的化合物進(jìn)行分離，這種方法叫分餾，所得的產(chǎn)品叫餾分。分餾溫度（）組 分名 稱主 要 用 途氣體C1C4石油氣氣體燃料，合成原料輕油4070C5C6溶劑油溶劑70180C6C10汽 油汽車、飛機(jī)燃料180280C10C16煤 油噴氣飛機(jī)燃料、溶劑280350C17C20柴 油柴油車、船舶、拖拉機(jī)、農(nóng)機(jī)燃料重油350（減壓分餾）C16C30潤滑油各種機(jī)械的潤滑油、液壓油C20C30固體石蠟制蠟燭、肥皂C30C40瀝 青鋪路、建筑材料v二次加工：包括催化

7、裂化、催化重整、加氫精制。v催化裂化：采用催化裂化技術(shù)，可以將重質(zhì)餾分甚至渣油裂解為較小分子的烴類，得到更多的輕油，并可改善油品的品質(zhì)。v 產(chǎn)物：C1C10的烴，飽和烴和不飽和烴。例：C16H34 C8H18+C8H16二次加工v催化重整：在一定的溫度、壓力下，汽油中的直鏈烷烴和環(huán)烷烴在催化劑表面上發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，轉(zhuǎn)化為帶支鏈的異構(gòu)烷烴和芳香烴，使汽油的抗爆性得到改善。v目的：改善直餾汽油的品質(zhì)，獲得化工原料芳香烴。v加氫精制：在一定溫度、壓力及催化劑存在的條件下，加H2使非烴化合物中所含的有害元素N、S、O生成H2S、NH3、H2O，它們?nèi)菀讖挠推分蟹蛛x除去。 v目的：a)脫S、N、O元素 b

8、)烯烴加氫飽和 c)加氫脫金屬元素 油品的性能指標(biāo)從各個(gè)方面反應(yīng)了油品的品質(zhì)。與燃油燃燒性能和燃燒產(chǎn)物有關(guān)的，如餾程、十六烷值、實(shí)際膠質(zhì)、殘?zhí)?、灰份等；與貯存、運(yùn)輸管理有關(guān)的，如黏度、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)、膠質(zhì)、機(jī)械雜質(zhì)、水分等；與腐蝕有關(guān)的，如水溶性酸、堿、酸值和酸度、硫含量、釩含量、鈉含量等；與污染有關(guān)的，如硫含量、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等。v餾程（distillation range）表示燃油中輕質(zhì)成分的含量。v將油品置于測定儀中，記錄10油品被蒸餾出時(shí)的溫度，即為10餾出溫度。還有50餾出溫度、90餾出溫度等。餾出溫度越低說明油品中輕質(zhì)成分越多。v燃油燃燒時(shí)首先要蒸發(fā)并與空氣形成混合氣再著火燃燒。輕質(zhì)成分

9、越多的油品蒸發(fā)性好，但餾分過輕也是有害的。 v黏度（viscosity）是表征油品流動(dòng)性的指標(biāo)。v 流體分子間的內(nèi)摩擦力會(huì)阻礙流體的運(yùn)動(dòng)。油品的重質(zhì)成分越多，溫度越低，壓力越大，其流動(dòng)性就越差。v黏度是石油和石油產(chǎn)品最重要的物理性質(zhì)。 v由于測定方法或單位不同，油品的黏度有多種表述。v凝點(diǎn)、傾點(diǎn)和濁點(diǎn)都是表征油品低溫流動(dòng)性和泵送性的指標(biāo)。 凝點(diǎn)測定裝置1-溫度計(jì)；2-有切口的軟木塞；3-圓底試管；4-玻璃套管；5-環(huán)形標(biāo)線v凝點(diǎn)是指試油在測定儀器中不流動(dòng)的最高溫度。v油品在低溫時(shí)的流動(dòng)性降低 。v油料中析出石蠟微晶時(shí)，澄清的試樣油開始呈現(xiàn)渾濁，這時(shí)的溫度稱為濁點(diǎn)。v傾點(diǎn)是指試油在測定儀器中還能

10、夠流動(dòng)的最低溫度。v通常將凝點(diǎn)的數(shù)值加2.8約等于傾點(diǎn)；加8.5約等于濁點(diǎn)。v閃點(diǎn)（flash point）是油品的揮發(fā)性和安全性指標(biāo)。v把油料放在閃點(diǎn)測定儀中加熱，油蒸氣與空氣的混合氣接觸火焰后能發(fā)生閃火的最低溫度便是油料的閃點(diǎn)。v油料中的輕質(zhì)成分越多越易揮發(fā)，閃點(diǎn)越低，危險(xiǎn)性越大。v依據(jù)測試儀器的不同，閃點(diǎn)分為閉口閃點(diǎn)和開口閃點(diǎn)。同一油品的開口閃點(diǎn)總比閉口閃點(diǎn)高。 v實(shí)際膠質(zhì)是汽油、輕柴油等輕質(zhì)燃油的貯存安定性指標(biāo)。v石油二次加工所得的裂化餾分油含有較多的烯烴，容易發(fā)生氧化、聚合和縮合反應(yīng)，生成膠狀物。 v實(shí)際膠質(zhì)指100mL燃料油在試驗(yàn)條件下所含膠質(zhì)的毫克數(shù)，用mg/100mL表示。 (

11、5) 實(shí)際膠質(zhì)實(shí)際膠質(zhì) 1-磁坩鍋；2-內(nèi)鐵坩鍋；3-外鐵坩鍋；4-鎳鉻三角；5-鐵罩；6-遮焰體；7-噴燈；8-火橋；9-三角架殘?zhí)繙y定裝置l殘?zhí)浚╟arbon residue）是評(píng)定柴油、重油及潤滑油在高溫下生成積炭的指標(biāo)。l形成殘?zhí)康奈镔|(zhì)主要是原油中的一些不易揮發(fā)、受熱易分解并發(fā)生縮合的成分。 v機(jī)械雜質(zhì)是油中不溶的塵土、泥沙、鐵銹等固體顆粒或沉淀。燃油中的機(jī)械雜質(zhì)可造成噴油泵的磨損，并可能堵塞油路，使供油中斷。v燃油中的水分會(huì)降低燃油的熱值，并可能使柴油機(jī)熄火，還會(huì)造成電化學(xué)腐蝕。v酸值指中和1g石油或潤滑油中酸性物質(zhì)所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)，用“mg KOHg”表示。v酸度指中和100

12、mL燃油中酸性物質(zhì)所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)，用“mg KOH100mL”表示。1.與燃油燃燒性能有關(guān)的性能指標(biāo)_，與運(yùn)輸有關(guān)的_，_，與安全性有關(guān)的_，與油品安定性有關(guān)的_。與腐蝕有關(guān)的_。2.石油中75%以上是各種烴類，主要是_、_和_。3. 石油的加工煉制一般分為兩步，第一步是_，包括_和_。第二步是利用化學(xué)的方法對(duì)所得的組合進(jìn)行深度加工，二次加工包括_，_，_。10.3.1 汽油10.3.2 柴油 10.3.3 重油10.3.4 燃料添加劑v汽油（benzine）的主要組分為C6C10的烴類，是原油直餾或催化裂化等二次加工所得的低沸點(diǎn)組分。 v汽油是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)）的動(dòng)力燃料。v汽油

13、使用的質(zhì)量要求v汽油的爆震燃燒v提高汽油辛烷值的途徑（1）有良好的蒸發(fā)性能，容易氣化與空氣形成可燃混合氣體。 汽油蒸發(fā)性能好，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫下迅速啟動(dòng)，工作平穩(wěn)，燃燒充分。 汽油常用的蒸發(fā)性能是餾程和飽和蒸氣壓。 10%餾出溫度、50%餾出溫度、90%餾出溫度、汽油的蒸氣壓。（2）有足夠的抗爆性能，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常、平穩(wěn)工作，不因爆燃而損壞機(jī)件。v汽油的抗爆性能用辛烷值表示，辛烷值越高，表示汽油的抗爆性越好。v汽油辛烷值的規(guī)定：異辛烷定為100，正庚烷定為0，按體積比混合。v我國汽油的商品牌號(hào)就是依據(jù)辛烷值來劃分的。（3）有良好的化學(xué)安定性，抗氧化能力強(qiáng)，長期儲(chǔ)存不變質(zhì)。v汽油的安定性與

14、其化學(xué)組成有關(guān)，汽油中的烯烴，特別是二烯烴在儲(chǔ)存過程中極易氧化。v汽油用實(shí)際膠質(zhì)和誘導(dǎo)期來評(píng)價(jià)汽油的安定性。v改善汽油安定性的方法是在適當(dāng)加氫精制的基礎(chǔ)上添加抗氧化劑。（4）有良好的抗腐蝕性能，對(duì)金屬無腐蝕。v汽油中的硫及含硫化合物、水溶性酸堿、有機(jī)酸等，都會(huì)對(duì)金屬有腐蝕作用。v評(píng)定汽油腐蝕性的指標(biāo)有酸度、硫含量、銅片腐蝕、水溶性酸堿等。v在汽缸中若某點(diǎn)或某幾點(diǎn)過氧化物的濃度超過一定的限度，便會(huì)發(fā)生猛烈分解，使未燃混合氣未等火焰?zhèn)鞯奖阕孕幸詷O大速度進(jìn)行爆炸性燃燒，產(chǎn)生的爆震波猛烈沖擊氣缸壁，引起發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)烈震動(dòng)和發(fā)出金屬敲擊聲，同時(shí)由于產(chǎn)生瞬間爆炸，破壞了火焰的正常傳播，使混合氣燃燒不完全，排

15、氣冒黑煙，這就是所謂的爆震燃燒。v爆震燃燒會(huì)引起機(jī)械損壞，增加污染排放和燃料消耗。 一是與燃料性質(zhì)有關(guān)。v如果燃料很容易氧化，自燃點(diǎn)低，就很容易產(chǎn)生爆震現(xiàn)象。v汽油的烴類組成不同，其抗爆性能也不同。v各類烴中，正構(gòu)烷烴的辛烷值最低，環(huán)烷烴和烯烴次之，高度分支的異構(gòu)烷烴和芳香烴的辛烷值最高。同族烴類的辛烷值隨著分子量的增大而減少。 二是與發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比有關(guān)。v壓縮比氣缸總?cè)莘e 燃燒室容積 v壓縮比高，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率大，油耗降低，但易產(chǎn)生爆震。v汽油機(jī)的壓縮比與燃料的抗爆性要匹配。v抗爆添加劑：如含鉛汽油中加入四乙基鉛破壞過氧化物。v改變汽油的化學(xué)組成：增加支鏈烷烴、環(huán)烷烴等異構(gòu)烷烴及芳香烴的含

16、量。v調(diào)入其他高辛烷值的組分： 如醚類及醇類等含氧有機(jī)化合物。國內(nèi)大部分地區(qū)執(zhí)行國III排放標(biāo)準(zhǔn)，部分地區(qū)執(zhí)行國V標(biāo)準(zhǔn)。v柴油的主要組分為C17C20的烴類，是由餾程為280350的石油餾分油與裂化、焦化等二次加工獲得的柴油組分混合而成。v柴油（diesel oil）是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)）的燃料。v與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)的熱功效率高，燃料比消耗低，比較經(jīng)濟(jì)，是我國目前使用最多的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。 v各國柴油的分類是不相同的。我國柴油種類為輕柴油、重柴油、船用柴油、農(nóng)用柴油、專用柴油。v國產(chǎn)柴油的牌號(hào)是依據(jù)凝點(diǎn)來劃分的。例如0號(hào)和-10號(hào)輕柴油，其凝點(diǎn)分別規(guī)定為不高于0和-10 。v輕柴油適用于100

17、0r/min以上的高速柴油機(jī)，重柴油適用于中速和低速發(fā)動(dòng)機(jī)。(1)有良好的燃燒性能 v輕柴油的蒸發(fā)性能由餾程決定，發(fā)火性能由十六烷值決定。v十六烷值：規(guī)定正十六烷的十六烷值為100，-甲基萘的十六烷值為0。v正構(gòu)烷烴的十六烷值最高，烯烴、異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴次之，芳香烴最低。同類烴中，十六烷值隨著碳原子數(shù)增加而增加。v50%餾出溫度低，柴油機(jī)冷車啟動(dòng)性好，但餾分過輕，自燃點(diǎn)升高，發(fā)火性變差，易發(fā)生爆震燃燒。v柴油的爆震燃燒是由于燃料不易氧化，自燃點(diǎn)太高，積累了過多的燃料。v柴油的十六烷值過低，自燃點(diǎn)高，發(fā)火性差，燃燒時(shí)滯燃期長，積累的燃料多，一旦發(fā)生著火，燃燒反應(yīng)速度激增，氣缸壓力增大，引起柴油機(jī)

18、爆震。v十六烷值過高，自燃點(diǎn)低，燃料來不及與空氣混合便開始燃燒，容易燃燒不完全，產(chǎn)生黑煙，油耗增大。(2)有良好的低溫性能v我國以凝點(diǎn)來評(píng)定柴油的低溫性能，凝點(diǎn)低表示低溫性能好，餾分越重，其凝點(diǎn)越高。v降凝劑可有效改善柴油的低溫流動(dòng)性。(3)有合適的黏度 v柴油的供油量、霧化狀態(tài)、燃燒情況和高壓油泵的潤滑都與柴油的黏度有關(guān)。(4)抗氧化安定性好，貯存不變質(zhì)v輕柴油的安定性由碘值、實(shí)際膠質(zhì)、沉渣等指標(biāo)來評(píng)定。(5)有良好的抗腐蝕性能，不腐蝕機(jī)件v與汽油類似，柴油中的含硫化合物、水溶性酸堿、有機(jī)酸等造成機(jī)件磨損。v 重油（heavy oil）一般由直餾殘?jiān)突蛄鸦瘹堅(jiān)图尤氩糠植裼驼{(diào)制而成，其特點(diǎn)

19、是黏度和比重大，凝點(diǎn)高，灰份、水分、硫分和機(jī)械雜質(zhì)含量較高，屬于劣質(zhì)燃油。v重油可分為船用內(nèi)燃機(jī)燃料油和燃料油。v重油使用前都要經(jīng)過過濾和加熱步驟。v重油在貯存、溫度變化或與其它燃油混對(duì)時(shí)，常會(huì)析出油泥狀沉淀。這種沉淀稱為淤渣或泥渣。淤渣來自重油本身的組分，主要是瀝青質(zhì)和蠟。v重油中的瀝青質(zhì)不是溶解在油中的，而是以膠粒的形式分散在油中。 v蠟是重油淤渣中的另一個(gè)成分。重油中的含蠟量取決于原油的性質(zhì)。我國的原油含蠟量多數(shù)較高。與瀝青質(zhì)不同，重油中的蠟在溫度較高時(shí)是以分子狀態(tài)溶解于油中的。溫度較低時(shí)，蠟結(jié)晶析出成為淤渣。v蠟結(jié)晶的大小和形狀與冷卻速度、溫度循環(huán)變化及局部冷熱不均等因素有關(guān)。v 重油

20、中存在的含硫化合物和釩、鈉的化合物會(huì)造成燃燒系統(tǒng)的高溫腐蝕和低溫腐蝕。v低溫腐蝕是含硫化合物造成的。重油的含硫量比較大。 v高溫腐蝕是釩、鈉化合物造成的。 v 要取得質(zhì)量更高、性能更好、應(yīng)用更加廣泛的油品，目前最為經(jīng)濟(jì)和有效的辦法，就是在石油產(chǎn)品中加入各種添加劑（additive）。v使用添加劑可以有效地提高油品質(zhì)量、降低成本、減少燃油消耗量、延長潤滑油使用周期，并且可以滿足某些只靠改進(jìn)石油煉制方法無法達(dá)到的要求。 v 燃燒改進(jìn)劑v 抗氧防膠劑v 金屬鈍化劑v 抗腐劑一、填空1. 汽油常用的蒸發(fā)性能指標(biāo)是_和_。_反映汽油的啟動(dòng)性能，此溫度過高，發(fā)動(dòng)機(jī)不易啟動(dòng)；_反映發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性和平穩(wěn)性；_

21、反映汽油在氣缸中蒸發(fā)的完全程度。2. 汽油的抗爆性是_來表示，我國汽油的牌號(hào)是依據(jù)_來劃分的。3.汽油產(chǎn)生爆震燃燒的原因有兩個(gè)，一是與_有關(guān)，二是與_有關(guān)。4.汽油是_式發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)）的動(dòng)力燃料。柴油是_式發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)）的動(dòng)力燃料。5.國產(chǎn)柴油是依據(jù)_來劃分牌號(hào)的。6.輕柴油適用于_的柴油機(jī)；重柴油適用于_的柴油機(jī)。船用柴油的質(zhì)量介于_和_之間。7.輕柴油的蒸發(fā)性能由_決定，發(fā)火性能由_決定。8._期短的柴油自燃點(diǎn)低，發(fā)火性能好。9.在各類烴中，_的辛烷值最低，_、_次之，_和_的辛烷值最高。_的十六烷值最高，_、_和_居中，_的十六烷值最低。10.汽油機(jī)的爆震燃燒是由于燃料太_氧化，自燃

22、點(diǎn)太_，形成了過多的_，而柴油機(jī)的爆震燃燒是由燃料太_氧化，自燃點(diǎn)太_，積累了過多的_。因此，汽油機(jī)要求自燃點(diǎn)_的燃料，而柴油機(jī)要求自燃點(diǎn)_的燃料。11.柴油的供油量、霧化狀態(tài)、燃燒情況和高壓油泵的潤滑等都與柴油的_有關(guān)。12.重油一般由直餾或裂化的_油加入部分_調(diào)制而成。13.重油中的淤渣來自重油本身的組分，主要是_和_。重油中的瀝青質(zhì)是以_的形式分散在油中的。重油中的蠟在溫度高時(shí)是以_狀態(tài)溶解于油中的。14.重油的低溫腐蝕是由于 _造成的，高溫腐蝕是由于_造成。二、簡答題1.簡述汽油機(jī)和柴油機(jī)產(chǎn)生爆震燃燒的原因。2.簡述影響瀝青質(zhì)穩(wěn)定性的原因。v結(jié)合自己的專業(yè)和生活，談?wù)剬W(xué)習(xí)化學(xué)的收獲，并

23、給出化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的建議。（8人一組，200400字，寫上姓名）10.4.1 摩擦與潤滑10.4.2 潤滑油的組成和分類10.4.3 潤滑油的性能和添加劑10.4.4 潤滑脂 v機(jī)械間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)必然會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力。v摩擦阻力不僅會(huì)消耗一部分能量，還會(huì)造成機(jī)件磨損，發(fā)出噪音，使摩擦面發(fā)熱甚至燒結(jié)。v避免摩擦（friction）最有效的辦法是使用潤滑劑（lubricants）把摩擦表面隔開。 潤滑油在摩擦面間形成潤滑層的情況可以分為v干摩擦v液體摩擦v邊界摩擦v半液體摩擦（1）減低磨損 ；（2）冷卻降溫 ；（3）沖洗污物 ； （4）降低噪音 ；（5）密封防銹 。10.4.2.1 潤滑油的組成潤滑油的

24、組成v 潤滑油占全部潤滑材料的85，種類牌號(hào)非常多，但都由基礎(chǔ)油和適量的添加劑（也有的品種不加）組成。潤滑油的基礎(chǔ)油又分為礦物油及合成油兩大類，可制成各種用途的礦物潤滑油和合成潤滑油。v礦物油主要烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和少量非烴化合物。v合成油是人工合成的酯類、硅油、氟氯化碳等。A 全損耗系統(tǒng) B 脫模 C 齒輪 D 壓縮機(jī)(包括冷凍機(jī)和真空泵) E 內(nèi)燃機(jī) F 主軸、軸承和離合器G 導(dǎo)軌 H 液壓系統(tǒng) M 金屬加工 N 電器絕緣 P 風(fēng)動(dòng)工具 Q 熱傳導(dǎo)R 暫時(shí)保護(hù)防腐蝕 T 汽輪機(jī) U 熱處理x 用潤滑脂的場合 Y 其它應(yīng)用場合 z 蒸汽汽缸S 特殊潤滑劑應(yīng)用場臺(tái)10.4.3.1 黏度和黏溫

25、性能黏度是選擇潤滑油的主要依據(jù)，潤滑油應(yīng)該有適宜的黏度以滿足不同的要求。黏溫性是指其黏度隨溫度變化的性質(zhì)。為了改善潤滑油的黏溫性或提高輕質(zhì)油的黏度，可以在油品中加入增黏劑。 在油中阻礙油分子間的運(yùn)動(dòng)，增加了液體的內(nèi)摩擦力，因而使黏度增大。當(dāng)溫度低時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)減弱，長鏈分子卷曲成球狀，對(duì)油分子運(yùn)動(dòng)的阻礙減小，使油的黏度增大不明顯；當(dāng)溫度高時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，長鏈分子又伸展成鏈狀，對(duì)油分子運(yùn)動(dòng)的阻礙增大，使油的黏度下降不明顯，因此改善了潤滑油的黏溫性 。v潤滑油的流動(dòng)性下降會(huì)使摩擦阻力增大，造成供油不足，甚至供油中斷。在低溫下使用油品時(shí)要特別注意到這一點(diǎn)，以免造成事故。v凝點(diǎn)越低，潤滑油的低溫流

26、動(dòng)性越好。選用潤滑油時(shí)，凝點(diǎn)要比環(huán)境溫度低5左右。v常采用脫脂和加入降凝劑的方法改善潤滑油的低溫流動(dòng)性。（1）氧化安定性v 潤滑油抵抗氧化作用的能力稱為潤滑油的氧化安定性。v氧化生成醇、醛、酮、羧酸等，進(jìn)一步縮合生成膠質(zhì)，腐蝕金屬，堵塞油路。v潤滑油的氧化安定性由酸值和沉淀物來評(píng)價(jià)v抗氧化防膠劑可改善油品的抗氧化性能。作用原理：破壞自由基，中斷鏈反應(yīng)；促進(jìn)烴基過氧化氫分解。v潤滑油抵抗高溫氧化作用的能力稱為潤滑油的熱氧化安定性。v潤滑油的熱氧化安定性是腐蝕度來評(píng)價(jià)v主要發(fā)生在氣缸中。氧化產(chǎn)物在活塞環(huán)區(qū)生成漆膜和積炭，增加磨損，造成燒壞、拉缸事故。生成的過氧化物和有機(jī)酸腐蝕內(nèi)燃機(jī)。v加入抗氧抗腐

27、劑可提高潤滑油的熱氧化安定性。作用機(jī)理： 分解烴基過氧化氫； 鈍化金屬的催化氧化作用。v潤滑油洗滌沉淀物，使其在油中懸浮而不沉積成膜的性能，叫潤滑油的清凈分散性。v潤滑油中加入清凈分散劑，能將油品中氧化生成的沉淀、漆膜和積炭清洗、分散，使其懸浮在油中不沉積在油件表面。v清凈分散劑分為高灰分型和無灰分型。清凈分散劑是一種油溶性表面活性劑。 v 潤滑油的油性和極壓抗磨性，是指潤滑油在邊界潤滑狀態(tài)下，能降低摩擦系數(shù)，減少磨損，防止摩擦面燒結(jié)的性能。v載荷添加劑可以改善油品在極壓條件下的潤滑性能。載荷添加劑包括油性劑和極壓抗磨劑。v油性劑是一些油溶性的表面活性劑。v極壓抗磨劑是一些含硫、氯、磷的有機(jī)化

28、合物。 油性劑在金屬表面上形成吸附膜油性劑吸附膜的潤滑作用示意圖v 起泡引起油箱油面下降，潤滑油道供油不足，液壓系統(tǒng)壓力不穩(wěn)，汽輪機(jī)循環(huán)不暢。v 起泡的原因：潤滑油氧化變質(zhì)引起的表面張力下降。v 為防止?jié)櫥推鹋菘杉尤肟古菽砑觿?。最常用的是二甲基硅油，它吸附在泡沫表面或侵入泡沫，降低泡沫的穩(wěn)定性。 v潤滑脂（lubricating grease）是一種常溫下呈油膏狀的潤滑劑，俗稱黃油。 v潤滑脂是在基礎(chǔ)油中加入一定量的稠化劑、穩(wěn)定劑和添加劑調(diào)制而成。v潤滑脂用于潤滑油容易流失或連續(xù)供油有困難的摩擦件。v潤滑脂的作用主要是潤滑、保護(hù)和密封。 使用壽命長，供油次數(shù)少，特別適合于長期工作，不便經(jīng)常

29、更換潤滑劑的摩擦件；黏附力強(qiáng)不流失，不滑落，適用于液體潤滑油不易保持在摩擦面的情況；密封性、防銹性較好，能防止外界水分、塵土或腐蝕性物質(zhì)浸入，保持摩擦面清潔，減緩金屬腐蝕；抗壓性、適應(yīng)性好，在重負(fù)荷、變速、變溫、有沖擊負(fù)荷、間斷運(yùn)行、往復(fù)運(yùn)動(dòng)等情況下能保持良好潤滑；不需要復(fù)雜的密封和供油設(shè)備，可簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)。 缺點(diǎn)：摩擦阻力較潤滑油大；散熱能力差，沒有清洗作用；更換潤滑脂時(shí)比較麻煩；儲(chǔ)存中若被水和雜質(zhì)污染，不易凈化。因此潤滑脂不能完全取代液態(tài)的潤滑油。v潤滑脂的基本組成包括基礎(chǔ)油、稠化劑和添加劑。一般基礎(chǔ)油含量占7090，稠化劑含量占520，其余5左右為各種添加劑。（1）基礎(chǔ)油： 礦物油和合成

30、油（2）稠化劑：皂基和非皂基（分類和作用）（3）添加劑 ：改善和提高使用性能按稠化劑類型分為四類：v皂基脂（以金屬皂為稠化劑）v烴基脂（以石蠟或地蠟為稠化劑）v無機(jī)脂（以無機(jī)物如膨潤土等為稠化劑）v有機(jī)脂（以有機(jī)物如芳基脲等為稠化劑）v在工業(yè)生產(chǎn)上常用的潤滑脂有鈣基潤滑脂、鈉基潤滑脂、鈣鈉基潤滑脂、通用鋰基潤滑脂、石墨鈣基潤滑脂等。 （1）耐熱性與滴點(diǎn) v溫度過高會(huì)使?jié)櫥兿∽冘洠踔翉哪Σ撩嫔狭魇?。v潤滑脂的耐熱性用滴點(diǎn)表示。滴點(diǎn)越高，潤滑脂的耐熱性越好。v潤滑脂應(yīng)在低于其滴點(diǎn)2030的溫度下工作。（2）稠度與針入度 v稠度用針入度來表示。針入度越大，潤滑油越軟，即稠度越小。v國產(chǎn)潤滑脂根

31、據(jù)針入度的大小來編號(hào)，號(hào)數(shù)越大，針入度越小，脂越硬。v 針入度是與潤滑脂在潤滑部位的黏附能力、密封性、抗極壓性能等有關(guān)的重要指標(biāo)。v潤滑脂的品種很多，用在不同的設(shè)備，不同潤滑部位，不同的工作條件，有著不同的質(zhì)量要求。v潤滑脂應(yīng)從使用目的、機(jī)械運(yùn)行條件、使作性能、經(jīng)濟(jì)性、管理等方面考慮。v機(jī)械運(yùn)行條件主要考慮設(shè)備工作溫度、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境、用脂部位及給脂方法。（1）工作溫度高的，選耐高溫潤滑脂，如鈉基脂或復(fù)合鈣基脂；低溫工作的設(shè)備可選鋰基脂。（2）重負(fù)荷的設(shè)備應(yīng)選針入度小、油膜強(qiáng)度大和極壓性強(qiáng)的潤滑脂，如鋇基、鉛基潤滑脂，或含添加劑的二硫化鉬潤滑脂（3）轉(zhuǎn)速高的潤滑部位，應(yīng)選耐熱好、中等黏度

32、的鈉基脂。（4）工作環(huán)境有水或潮氣接觸的部位應(yīng)選鈣基、復(fù)合鈣基或鋰基脂。 一、填空題1）根據(jù)潤滑油在摩擦面間形成潤滑層的情況可分_、_、_、_等四種。2）潤滑油都是由_油和_組成。基礎(chǔ)油又分為_油和_油兩大類，礦物油是石油的重質(zhì)餾經(jīng)_、_等工藝處理而得到。3）負(fù)荷重、運(yùn)轉(zhuǎn)慢的機(jī)械應(yīng)選用_黏度的潤滑油，而負(fù)荷輕、轉(zhuǎn)速快的機(jī)械應(yīng)選用_黏度的潤滑油。4）增黏劑是一些油溶性的高分子_狀化合物。增黏劑的作用：在油中_分子運(yùn)動(dòng)，_黏度。溫度降低時(shí)，分子呈_狀，對(duì)分子的阻礙作用_，黏度不至于_很多；溫度升高時(shí)，分子又呈_狀，對(duì)分子的阻礙作用_，黏度不至于_太多。5）_是潤滑油低溫流動(dòng)性的重要指標(biāo)。6）潤滑油

33、抵抗氧化作用的能力稱為潤滑油的_性。潤滑油的氧化安定性用_及_來評(píng)價(jià)。抗氧防膠劑的作用是：1）破壞氧化過程中生成的_，中斷鏈反應(yīng)；2）促進(jìn)_分解。7）潤滑油抵抗高溫氧化作用的能力稱為潤滑油的_性。潤滑油的熱氧化安定性用_來評(píng)價(jià)?？寡蹩垢瘎┑淖饔迷硎牵?）分解氧化的最初產(chǎn)物_；2）鈍化金屬的_作用。8）清凈分散劑是一些油溶性的_。清凈分散劑的_基團(tuán)對(duì)漆膜和積炭有很強(qiáng)的吸附作用，它們牢固地吸附在固體顆粒的表面，形成_，穩(wěn)定地分散在油中。9）當(dāng)摩擦表面承壓很高，滑動(dòng)速度很低，或有振動(dòng)、沖擊負(fù)荷時(shí)，潤滑油難以保持連續(xù)的油膜，常處于_潤滑狀態(tài)。潤滑油在這種情況下能降低摩擦、減少磨損，防止摩擦燒結(jié)的性能

34、稱為潤滑油的_性和_性。10）潤滑脂的基本組成包括_、_和_。11）稠化劑分為_和_兩類。皂基稠化劑是_；非皂基稠化劑包括_、_和_三類。12）潤滑脂的耐熱性可用_來表示。稠度用_來表示 。二、簡答題1.潤滑油中的清凈分散劑有哪些作用？為什么會(huì)產(chǎn)生這些作用。10.5.1 燃燒與燃燒反應(yīng)10.5.2 油品的易燃易爆性和毒性10.5.3 油品易產(chǎn)生靜電的性質(zhì)燃燒是一種激烈的氧化還原反應(yīng)。v燃燒的條件：可燃物、助燃劑、著火熱源。v燃燒方式：表面燃燒和擴(kuò)散燃燒v擴(kuò)散燃燒（1）單純擴(kuò)散燃燒 （2）蒸發(fā)擴(kuò)散燃燒（3）分解擴(kuò)散燃燒 v燃燒過程屬于鏈反應(yīng)，也稱為自由基反應(yīng)。包括鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止3個(gè)過程。

35、 熱鏈引發(fā) H2 2H 鏈傳遞 H+ O2 OH+ O O+ H2 OH+ H OH+H2 H2O + H鏈終止 OH+ H+M H2O +M （M為器壁或惰性分子） H+ H+ M H2 + M（1）油品的易燃性v石油及其產(chǎn)品都具有容易燃燒的特性。v油品的組成主要是碳?xì)浠衔锛捌溲苌?，是可燃性有機(jī)物質(zhì)。v油品發(fā)生燃燒，必須具備油蒸氣、空氣（O2）和著火熱源三個(gè)條件。v石油及其產(chǎn)品沸點(diǎn)低，易蒸發(fā)，易形成可燃性氣體。不易迅速散發(fā) ，火焰?zhèn)鞑パ杆?。v石油產(chǎn)品燃燒的難易程度與閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)3個(gè)指標(biāo)有密切關(guān)系。v閃點(diǎn)：油蒸氣與空氣的混合氣接觸火焰后能發(fā)生迅速閃火的最低溫度。 v燃點(diǎn)：指點(diǎn)燃被加熱

36、油品的上部蒸氣，使其發(fā)生連續(xù)燃燒所需的最低溫度。v自燃點(diǎn)：油品在儀器中加熱到不需要點(diǎn)燃即可燃燒的最低溫度。品 名閃點(diǎn)（）自燃點(diǎn)（）品 名閃點(diǎn)（）自燃點(diǎn)（）原 油航空汽油汽 油石腦油航空煤油輕柴油重柴油潤滑油渣 油瀝 青356010501025.6284512012018021080130200230385530480415513380350380300320300350230300230270苯甲苯甲醇乙醇丙烷丁烷戊烷H2天然氣液化石油氣114.41113104824060580650550600464423467430309570550750420480v閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)與油品的化學(xué)組成和

37、餾分組成有關(guān)。 閃點(diǎn)較高的，自燃點(diǎn)低，同一族烴中，相對(duì)分子量大的烴，閃點(diǎn)高，自燃點(diǎn)低。v閃點(diǎn)是鑒定石油產(chǎn)品餾分組分和發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)程度的重要標(biāo)準(zhǔn)。v油品越輕，閃點(diǎn)越低，著火危險(xiǎn)性越大。重質(zhì)油閃點(diǎn)高，但自燃點(diǎn)低，著火危險(xiǎn)性同樣大。分 類閃 點(diǎn)石 油 產(chǎn) 品 名 稱易燃液體，甲類28原油、溶劑油、汽油、液化石油氣、苯類、乙醇等易燃、可燃液體，乙類2860燈油、35號(hào)柴油、航空煤油等可燃液體、固體，丙類 A 丙類 B 60120120輕柴油、重柴油、農(nóng)用柴油、渣油等潤滑油、潤滑脂、石蠟、瀝青等v油品的熱值較高，燃燒會(huì)釋放大量的熱，大量的熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，加快了油品的蒸發(fā)和燃燒速度，瞬間大量氣體的同時(shí)

38、燃燒，就可以引起爆炸。v油品的易爆性通常用爆炸極限來衡量。爆炸極限是指可燃混合氣遇到火源會(huì)發(fā)生爆炸的濃度范圍。v爆炸極限越寬，爆炸下限越低，油品爆炸的危險(xiǎn)性越大。物 質(zhì) 名 稱爆炸極限 （體）物 質(zhì) 名 稱爆炸極限 （體）車用汽油航空煤油溶劑油輕柴油苯甲 苯乙 醚乙 醇1.77.21.47.51.46.01.46.01.47.11.57.01.9363.319.0H2CONH3丙 烷丁 烷天然氣液化石油氣煤 氣4.074.212.37415.0282.19.51.98.54.5161.9115.332 v石油及其產(chǎn)品都具有一定的毒性。v一般來說，芳香烴、不飽和烴的毒性較大，環(huán)烷烴次之，烷烴毒性

39、最小。v生產(chǎn)中要穿戴勞動(dòng)保護(hù)用具，減少接觸，接觸油品后要及時(shí)洗凈，油料儲(chǔ)存、運(yùn)輸作業(yè)區(qū)內(nèi)要加強(qiáng)通風(fēng)。v靜電荷的產(chǎn)生和聚積與物體的導(dǎo)電性能有關(guān)。v電阻率小于108 m時(shí)為導(dǎo)電體，不易產(chǎn)生靜電。電阻率大于1010 m時(shí)為靜電非導(dǎo)電體，易產(chǎn)生靜電。 v油品的導(dǎo)電率一般都比較低，靜電荷的產(chǎn)生和聚積容易引起放電閃火，而油氣的點(diǎn)燃能又低容易被靜電火花點(diǎn)燃。 靜電的產(chǎn)生是因?yàn)槲矬w中原有的正負(fù)電荷發(fā)生了分離和轉(zhuǎn)移。 液體在運(yùn)動(dòng)過程中容易產(chǎn)生危險(xiǎn)的靜電。 液體運(yùn)動(dòng)帶電現(xiàn)象示意圖v加油速度越快，空氣越干燥，油品與空氣摩擦程度越大，產(chǎn)生的靜電越多。 v油品是否帶靜電主要取決于油品內(nèi)含雜質(zhì)的情況。油料分子本身不易產(chǎn)生分離電荷。 v輕油含雜質(zhì)較少，雖然分離電荷少，但導(dǎo)電性差，非常容易積聚靜電荷。重油含雜質(zhì)較多，雖然分離電荷多，但電導(dǎo)率性大，電荷不易積聚荷。v水或其他液體在噴霧和發(fā)泡時(shí)能產(chǎn)生大量的靜電和較高的電位。 v人體靜電的現(xiàn)象非常普遍。人體所帶靜電的種類和數(shù)量與衣服及鞋子的質(zhì)料，摩擦速度快慢，環(huán)境溫度等因素有關(guān)。 v在周圍空間存在爆炸混合物的環(huán)境，人體靜電完全能引燃爆炸混合物。油類蒸汽混合物引爆能極低，輕油制品大約只要0.2 mJ 的能量就可引燃。 v靜電引起的燃燒和爆炸必須具備兩個(gè)條件：一是靜電火花放電的能量必須達(dá)到易燃?xì)怏w的最點(diǎn)燃能量；二是在靜電放電空間內(nèi)有達(dá)到爆炸極的易燃?xì)怏w。 v措