《燃燒學(xué)》液體燃料

液體燃料液體燃料的分類液體燃料天然液體燃料石油人造液體燃料煤燃料油重油渣油汽油柴油煤油液體燃料的特點液體燃料熱值高---氫含量高灰份含量低，容易燃燒便于運輸與儲存---性質(zhì)穩(wěn)定污染物排放量低，但是重油硫含量高4石油工業(yè)的血液，石油化工產(chǎn)品幾乎能用于所有的工業(yè)部門?，F(xiàn)代化的工業(yè)離不開石油，就像人體離不開血液一樣。極其重要的國家戰(zhàn)略物資除了是工業(yè)運轉(zhuǎn)的“血液”還是國防的關(guān)鍵物資世界能源爭奪的焦點5優(yōu)質(zhì)動力原料汽車、內(nèi)燃機車、飛機、輪船等現(xiàn)代交通工具都是用石油的產(chǎn)品——汽油、柴油作動力燃料的新興的超音速飛機、導(dǎo)彈、火箭，也都以石油提煉出來的高級燃料為動力的一切轉(zhuǎn)動的機械的“關(guān)節(jié)”中添加的潤滑油都是石油制品。優(yōu)點：體積小（同質(zhì)量的比氣體小跟固體接近）、熱值高（比煤高1倍）、燃燒快、燃燒過程易控制、燃燒充分、燃燒后不留灰燼6重要的化工原料從石油中可提取幾百種有用物質(zhì)，其經(jīng)濟(jì)價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過作為燃料燃燒的經(jīng)濟(jì)意義。石油化工可生產(chǎn)出成百上千種化工產(chǎn)品如塑料、合成纖維（衣服），合成橡膠、合成洗滌劑（洗衣粉）、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥和化肥等等?，F(xiàn)代有機化學(xué)工業(yè)就建立在石油、煤炭、天然氣等資源的綜合利用之上。7煉油殘渣也是寶石油焦做煉鋼爐里的電極，可以提高鋼的產(chǎn)量；還可用它作為制造石墨的原料。瀝青則可以制作油氈紙或鋪路。8國防關(guān)鍵物資缺少石油，坦克、軍車將不能開動9國防關(guān)鍵物資缺少石油，戰(zhàn)艦、潛艇將不能出港10國防關(guān)鍵物資缺少石油，飛機、直升機將不能升空11國防關(guān)鍵物資二戰(zhàn)后期，納粹德國的攻勢減弱，很重要的一個原因是其石油工業(yè)和石油來源受到了盟軍的重點打擊和摧毀12世界能源焦點二戰(zhàn)以來，巴以沖突、中東局勢一直是世界的焦點，是因為中東是世界最主要的產(chǎn)油地非洲一些窮國的戰(zhàn)亂相對來說受到的關(guān)注就少得多，因為沒有石油等重要資源近年蘇丹日益受到西方關(guān)注，也主要是因為蘇丹的石油：英國BBC《中國的秘密戰(zhàn)爭》13世界能源焦點美國的海灣戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭就是為了石油美國想通過控制中東石油來控制世界俄羅斯通過石油能源來牽制歐洲、控制前蘇聯(lián)加盟共和國、漁利日本和中國中國為滿足日益增加的巨大的能源需求，在全世界找油：中東、非洲、中亞、南美、俄羅斯14世界能源焦點伊朗內(nèi)賈得、委內(nèi)瑞拉查維斯敢公開向美國向小布什叫板，一個重要資本是有石油有錢15說明原油單位：桶和噸間的關(guān)系是什么？

1噸～7桶噸是質(zhì)量單位，桶是體積單位1桶＝158.98升噸和桶之間的換算與原油密度有關(guān)全球平均值：1噸＝7.35桶石油的特點Petroleum石油淡黃色到黑色，大多是黑色流動或半流動的粘稠液體相對密度一般小于1石油的組成Petroleum石油組成石油的元素主要是碳、氫、氧、氮、硫五種。其中主要的是碳和氫兩種元素，碳的含量占83~88%，氫的含量占11~14%。除了上述五種主要元素外，在石油中還發(fā)現(xiàn)有極微量的金屬元素和其它非金屬元素。金屬元素有釩、鎳、鐵、鋁、鈣、鈉、鎂、鈷、銅等，非金屬元素中主要有氯、硅、磷、硒、砷等。石油的組成Petroleum石油不同族和不同分子量的碳?xì)浠衔锝M成烷烴－－CnH2n+2環(huán)烷烴－－CnH2n芳香烴－－CnH2n-6烯烴－－CnH2n硫化物、氧化物、氮化物、水分、礦物雜質(zhì)脂肪烴石油的組成Petroleum☆脂肪烴aliphatichydrocarbons;fattyhydrocarbon。脂肪烴是碳架呈無環(huán)的開鏈狀的烴

飽和烴不飽和烴正構(gòu)烷烴異構(gòu)烷烴石油的組成Petroleum☆烷烴n=1~4在常溫、常壓下是氣態(tài)，類似于天然氣的組分n=5～15在常溫、常壓下是液態(tài)，類似于煤油的組分n>16在常溫下是固態(tài)，其以溶解或結(jié)晶狀態(tài)存在于石油或石油的高沸餾分中石油的組成Petroleum環(huán)烷烴碳架以單鏈相連并呈閉合狀cycloalkane;naphthenehydrocarbons;cycloparaffinichydrocarbon。石油的組成Petroleum芳香烴芳香烴(aromatichydrocarbons)是指具有未定域共振π電子的平面環(huán)狀化合物。這些烴類化合物中有些具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性及特異的氣味，所以稱為芳香烴。芳香烴分子內(nèi)雖然具有不飽和鍵，但在一般條件下，不易起加成反應(yīng)，在某些條件下，芳香烴易發(fā)生取代反應(yīng)。石油的組成Petroleum芳香烴芳香烴(aromatichydrocarbons)是指具有未定域共振π電子的平面環(huán)狀化合物。這些烴類化合物中有些具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性及特異的氣味，所以稱為芳香烴。芳香烴分子內(nèi)雖然具有不飽和鍵，但在一般條件下，不易起加成反應(yīng)，在某些條件下，芳香烴易發(fā)生取代反應(yīng)。石油的分類Petroleum☆石油石蠟基原油碳?xì)浠衔锵┗椭虚g基原油芳香基原油石油的加工Petroleum石油的加工分餾裂解物理過程，沸點的不同化學(xué)過程，縮合和縮聚石油的一次加工Petroleum分餾分餾塔操作壓力常壓分餾、常壓精熘、常壓蒸餾減壓分餾、減壓精熘、減壓蒸餾重油石油的一次加工Petroleum常壓分餾在常壓下，直接對石油加熱(300~325℃左右)分餾，石油中各餾分(<350oC)按其沸點高低先后餾出。最先餾出的是沸點最低的餾分如汽油，然后依次為重汽油，煤油和柴油等，剩下沸點高的重質(zhì)油則從分餾塔塔底排出，稱之為常壓重油(65~80%)。石油的一次加工Petroleum常壓分餾石油的一次加工Petroleum常壓分餾石油氣<35oC汽油35~180oC重汽油120~230oC煤油190~260oC柴油260~350oC柴油260~350oC重油>350oC石油的一次加工Petroleum減壓分餾把高沸點的常壓重油加熱到350℃以上可以繼續(xù)分餾出各種重質(zhì)油來。一般采用減壓蒸餾的辦法來提取，即根據(jù)氣壓降低、沸點下降的原理，把常壓重油加熱到400℃左右送入到減壓蒸餾塔中，其中壓力約在0.004～0.01MPa以下，這樣重油中烴的沸點可降低200℃多，把常壓沸點約700℃以下的各種烴都可分餾出來，其中較輕的重柴油從塔頂餾出，而各種臘油(作潤滑油用的原料)從塔側(cè)流出，塔底排出的是分子更大，沸點更高的重質(zhì)油，稱為減壓重油(或減壓渣油)。常壓重油和減壓重油兩者統(tǒng)稱直餾重油。重油HeavyOil重油的來源直熘重油常壓渣油(常壓重油)減壓渣油(含瀝青質(zhì)多，粘度大)裂化重油(不飽和烴多、游離碳多，粘度大，不易燃燒)重油HeavyOil重油的化學(xué)組成C+H約占重油可燃成分的95%硫必須控制在1%以下水，約10%左右，乳化重油，改善高粘度渣油的物化性能和降低煙氣中的NOx含C量越高，含氫量越低，粘度越大燃料油的性質(zhì)FuelOil閃點、燃點、著火點粘度凝固點密度(比重)比熱導(dǎo)熱系數(shù)發(fā)熱量含硫量殘?zhí)繐交煨?摻混適應(yīng)性)表面張力系數(shù)熱穩(wěn)定性(熱安定性)燃料油的性質(zhì)FuelOil※閃點當(dāng)燃料油加熱至一定溫度時，其中分子量較小，沸點低的成分將先由油的表面氣化逸出，形成油蒸氣。油溫升高，油蒸氣越多，油表面附近的油蒸汽濃度越大。此時，有外來火源的情況下，在油面上會出現(xiàn)閃火現(xiàn)象(時間不超過5s)，但是未構(gòu)成持續(xù)燃燒。溫度外來火源不持續(xù)燃燒此時的油溫即閃點（FlashPoint）燃料油的性質(zhì)FuelOil閃點閃火點是燃油受熱時的安全防火指標(biāo)油的比重越小，其中輕質(zhì)組分越多，閃點就越低在開式儲油罐中，最高加熱溫度應(yīng)低于閃火點10~20℃；在閉式壓力容器中，允許加熱溫度超過閃火點，但是溫度越高，防火安全性越低，一旦管道破裂，就會發(fā)生著火，甚至爆炸。開口杯法－－閃火點較高(重油、潤滑油)閉口杯法－－閃火點較低(汽油、柴油等)燃料油的性質(zhì)FuelOil閃點對同一油種，用開口杯法測定的閃火點較閉口杯要高出15～25℃重油的開口閃點為80～130℃減壓渣油的開口閃點一般為250℃閃點是油品均勻性的一個指標(biāo)，用來判斷重油中是否混入了汽油、煤油等輕質(zhì)油料。FuelOil燃點當(dāng)燃料油加熱至一定溫度時，其中分子量較小，沸點低的成分將先由油的表面氣化逸出，形成油蒸氣。油溫升高，油蒸氣越多，油表面附近的油蒸汽濃度越大。當(dāng)油的蒸發(fā)速度很快時，在有外來火源情況下，在油面上閃火后持續(xù)燃燒(>5s)。溫度外來火源持續(xù)燃燒此時的油溫即燃點（IgnitionPoint）燃料油的性質(zhì)一般比閃點高10～30℃，或更高FuelOil著火點當(dāng)燃料油加熱至一定溫度時，其中分子量較小，沸點低的成分將先由油的表面氣化逸出，形成油蒸氣。油溫升高，油蒸氣越多，油表面附近的油蒸汽濃度越大。在無外來火源的情況下，在油面上形成的持續(xù)燃燒。溫度持續(xù)燃燒此時的油溫即著火點（FlarePoint）燃料油的性質(zhì)重油的著火點為500～600℃FuelOil粘度粘度是影響燃料油輸送、霧化質(zhì)量的主要因素燃料油的性質(zhì)粘度隨著溫度的升高而顯著降低FuelOil粘度凝固點：當(dāng)燃油溫度降低到某一值時，溶于燃油中的蠟析出使重油變得很稠。當(dāng)盛有燃油的試管傾斜至45o時，油面在1min保持不變，此時該溫度為凝固點。燃料油的性質(zhì)為了便于輸送和燃燒，必須把重油加熱，以降低粘度，提高其流動性和霧化性我國石油多為石蠟基石油，含蠟多，粘度大，所以重油的粘度也比較大，凝固點一般在30℃以上。FuelOil粘度運動粘度(m2/sorcm2/s)燃料油的性質(zhì)恩氏粘度恩格拉粘度計Et表示t℃時油的粘度FuelOil粘度油泵前的重油粘度不宜超過30~40oE(2.19~2.92St)燃料油的性質(zhì)加熱時溫度不能太高，否則會使水分蒸發(fā)和油氣化而產(chǎn)生大量的泡沫，造成油罐溢油、油壓和火焰波動、油泵運轉(zhuǎn)不正常(氣阻)、重油焦化等FuelOil含硫量用于燃燒的重油含硫量不得高于1%燃料油的性質(zhì)殘?zhí)恐赜驮诟艚^空氣的條件下加熱，油蒸氣蒸發(fā)后剩下的固體碳素占燃油的質(zhì)量百分比表示燃油燃燒時積炭、結(jié)焦傾向的指標(biāo)高，火焰黑度高、可增強火焰輻射,但是析出大量難以燃燒的炭粒，導(dǎo)致噴油嘴結(jié)焦堵塞，霧化不量，破壞正常燃燒。FuelOil調(diào)和性不同來源的重油化學(xué)穩(wěn)定性不同，即不同來源的重油摻混使用時，有時會出現(xiàn)瀝青、含蠟物質(zhì)等固體沉淀或膠狀半凝固體燃料油的性質(zhì)直餾重油，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，摻混性好裂化重油，必須作調(diào)和性實驗摻混性實驗：按照預(yù)定比例配成的油料在315℃的溫度下加熱20h，觀察有無固體凝塊附著在管壁上FuelOil表面張力系數(shù)影響燃油霧化質(zhì)量的主要因素燃料油的性質(zhì)燃油霧化滴徑大致與表面張力系數(shù)成反比燃油餾程越高，表面張力越大溫度升高，表面張力系數(shù)降低熱穩(wěn)定性燃油在某一溫度下發(fā)生分解并產(chǎn)生沉淀物傾向的指標(biāo)熱穩(wěn)定性不好，重油易于產(chǎn)生析炭和產(chǎn)生膠質(zhì)沉淀物，堵塞油過濾器和噴油嘴熱裂解重油含有大量不飽和烴，熱穩(wěn)定性差，在儲運和加熱時易發(fā)生分解和產(chǎn)生沉淀物FuelOil燃料油的性質(zhì)重油HeavyOil重油的分類恩氏粘度系數(shù)汽油由原油經(jīng)蒸餾得到的直餾汽油組分與二次加工汽油組分按照適當(dāng)比例調(diào)和而成，其中加有適量的抗氧劑和金屬鈍化劑，必要時加適量的抗爆劑(四乙基鉛)gasoline；gasolineoilgas

汽油復(fù)雜烴類(碳原子數(shù)約4～12)的混合物；無色至淡黃色的易流動液體；沸點范圍約初餾點30℃至205℃；易揮發(fā)，空氣中含量為74～123g／m3時遇火爆炸，易燃；汽油的熱值約為44000kJ/kg汽油按研究法辛烷值分為90號、93號、95號三個牌號。具有較高的辛烷值和優(yōu)良的抗爆性，用于高壓縮比的汽化器式汽油發(fā)動機上，可提高發(fā)動機的功率，減少燃料消耗量；具有良好的蒸發(fā)性和燃燒性，能保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、燃燒完全、積炭少；具有較好的安定性，在貯運和使用過程中不易出現(xiàn)早期氧化變質(zhì)，對發(fā)動機部件及儲油容器無腐蝕性。gasoline；gasolineoilgas

汽油最重要的性能為蒸發(fā)性和抗爆性蒸發(fā)性指汽油在汽化器中蒸發(fā)的難易程度。對發(fā)動機的起動、暖機、加速、氣阻、燃料耗量等有重要影響。汽油的蒸發(fā)性由餾程、蒸氣壓、氣液比3個指標(biāo)綜合評定汽油抗爆性指汽油在各種使用條件下抗爆震燃燒的能力；車用汽油的抗爆性用辛烷值表示。gasoline；gasolineoilgas

汽油辛烷值是這樣給定的：異辛烷(2，2，4-三甲基戊烷)的抗爆性較好，辛烷值給定為100，正庚烷的抗爆性差，給定為0，汽油辛烷值的測定是以異辛烷和正庚烷為標(biāo)準(zhǔn)燃料，使其產(chǎn)生的爆震強度與試樣相同，標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷所占的體積百分?jǐn)?shù)就是試樣的辛烷值。辛烷值高，抗爆性好。汽油抗爆能力的大小與化學(xué)組成有關(guān)。帶支鏈的烷烴以及烯烴、芳烴通常具有優(yōu)良的抗爆性。提高汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油組分，但也通過添加四乙基鉛等抗爆劑實現(xiàn)。汽油在氣缸中正常燃燒時火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?0～20m/s，在爆震燃燒時可達(dá)1500～2000m/s。汽油gasoline；gasolineoilgas

汽油馬達(dá)法辛烷值

測定條件較苛刻，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為900r/min，進(jìn)氣溫度149°C。它反映汽車在高速、重負(fù)荷條件下行駛的汽油抗爆性。研究法辛烷值

測定條件緩和，轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)氣為室溫。這種辛烷值反映汽車在市區(qū)慢速行駛時的汽油抗爆性。對同一種汽油，其研究法辛烷值比馬達(dá)法辛烷值高約0～15個單位，兩者之間差值稱敏感性或敏感度。道路法辛烷值

也稱行車辛烷值，用汽車進(jìn)行實測或在全功率試驗臺上模擬汽車在公路上行駛的條件進(jìn)行測定。道路辛烷值也可用馬達(dá)法和研究法辛烷值按經(jīng)驗公式計算求得。馬達(dá)法辛烷值和研究法辛烷值的平均值稱作抗爆指數(shù)，它可以近似地表示道路辛烷值。柴油dieseloil；dieselfuel柴油按照凝固點和用途不同，分為輕柴油(沸點范圍約180～370℃，C15～24)和重柴油(沸點范圍約350～410℃，C18~40)兩大類。主要由原油蒸餾、催化裂化、熱裂化、加氫裂化、石油焦化等過程生產(chǎn)的柴油餾分調(diào)配而成；也可由頁巖油加工和煤液化制取。柴油最重要的性能是著火性和流動性流動性：凝固點是評定柴油流動性的重要指標(biāo)，它表示燃料不經(jīng)加熱而能輸送的最低溫度。柴油的凝點是指油品在規(guī)定條件下冷卻至喪失流動性時的最高溫度。柴油中正構(gòu)烷烴含量多且沸點高時，凝固點也高。一般選用柴油要求凝點低于環(huán)境溫度3～5℃。dieseloil；dieselfuel柴油著火性(Ignitability)：柴油機在壓縮過程終了時，柴油由噴油泵以高壓、細(xì)霧狀噴入氣缸內(nèi)。由于柴油經(jīng)壓縮升溫后，其溫度已經(jīng)超過自燃點，便自行著火燃燒。但是油霧并非一進(jìn)入氣缸就立即著火，從燃料開始噴入氣缸到開始著火的間隔時間稱為滯燃期或著火落后期。因此要求燃料易于自燃。燃料自燃點低，則滯燃期短，即著火性能好。一般以十六烷值作為評價柴油自燃性的指標(biāo)十六烷值(Cetanenumber)：十六烷值是指與柴油自燃性相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)燃料中所含正十六烷的體積百分?jǐn)?shù)。標(biāo)準(zhǔn)燃料是用正十六烷與2-甲基萘按不同體積百分?jǐn)?shù)配成的混合物。其中正十六烷自燃性好，設(shè)定其十六烷值為100，2-甲基萘自燃性差，設(shè)定其十六烷值為0。dieseloil；dieselfuel柴油十六烷值(Ce