汽油基礎(chǔ)知識(shí)

汽油基礎(chǔ)知識(shí)車用汽油車用汽油是一種重要的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，消耗量巨大，我國2008年汽油總產(chǎn)量達(dá)6348萬噸。

車用汽油均按辛烷值劃分牌號，我國車用汽油按研究法辛烷值(RON)分為90號、93號及97號三個(gè)牌號，它們分別適用于壓縮比不同的各種型號汽油機(jī)。車用汽油特性：具有較高的辛烷值和優(yōu)良的抗爆性；具有良好的蒸發(fā)性和燃燒性，能保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、燃燒完全、積炭少；具有較好的安定性，在貯運(yùn)和使用過程中不易出現(xiàn)早期氧化變質(zhì)，對發(fā)動(dòng)機(jī)部件及儲(chǔ)油容器無腐蝕性。檢測項(xiàng)目:辛烷值、抗爆指數(shù)、鉛含量、餾程、蒸氣壓、實(shí)際膠質(zhì)、誘導(dǎo)期、硫含量、博士試驗(yàn)或硫醇硫含量、銅片腐蝕、水溶性酸或堿、機(jī)械雜質(zhì)及水分、苯含量、芳烴含量、烯烴含量、氧含量、甲醇含量、錳含量、鐵含量。幾種標(biāo)準(zhǔn)的差異比較汽油使用中常見問題n敲缸：辛烷值過低n熄火：供油不暢或含有大量水分n進(jìn)氣管、汽化器和進(jìn)氣閥產(chǎn)生沉積物：實(shí)際膠質(zhì)高n金屬部件腐蝕：活性硫、酸性物質(zhì)多n氣阻：輕組分多，飽和蒸氣壓高n生成油泥、顏色變深：烯烴等不飽和烴及非烴類物質(zhì)等不穩(wěn)定組分多。汽油的標(biāo)號（研究法辛烷值）汽油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，有時(shí)氣缸中可能發(fā)出一種尖銳的金屬敲擊聲，這就是爆震。汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒時(shí)抵抗爆震的能力稱為抗爆性。研究法辛烷值是表示汽油抗爆性的指標(biāo)，它是汽油最重要的質(zhì)量指標(biāo)。我國車用汽油的標(biāo)號采用研究法測定的數(shù)值，93號汽油表示它的辛烷值不低于93，依此類推。汽油標(biāo)號低是汽油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)敲缸的主要原因。汽油標(biāo)號的高低只表示汽油的抗爆性能，不等同汽油的質(zhì)量。標(biāo)號的選擇并非越高越好，應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的不同來選擇不同標(biāo)號的汽油。每輛車的使用手冊上都會(huì)標(biāo)明所使用汽油的標(biāo)號。壓縮比在8.5－9.5之間的中檔轎車一般應(yīng)使用93號汽油；壓縮比大于9.5的轎車應(yīng)使用97號汽油。目前國產(chǎn)轎車的壓縮比一般都在9以上，最好使用93號或97號汽油。高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)如果選用低標(biāo)號汽油，會(huì)使汽缸溫度劇升，汽油燃燒不完全，機(jī)車強(qiáng)烈震動(dòng)，從而使輸出功率下降，機(jī)件受損。低壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)用高標(biāo)號油，就會(huì)出現(xiàn)“滯燃”現(xiàn)象，即壓到了頭它還不到自燃點(diǎn)，一樣會(huì)出現(xiàn)燃燒不完全現(xiàn)象，對發(fā)動(dòng)機(jī)也沒什么好處。高檔車輛不僅壓縮比高，對燃油質(zhì)量的要求也高。例如30萬元以上的中高檔車，就只能加97號汽油，而這里說的97號代表的只是汽油中的辛烷值的大小，并不能說明97號汽油就比93號汽油清潔。高檔汽車對汽油的清潔度要求極高，如果汽油的標(biāo)號不夠，對車輛的影響很快就能表現(xiàn)出來，如加完油后馬上出現(xiàn)加速無力的現(xiàn)象；如果汽油雜質(zhì)過多，對汽車的影響就要一段時(shí)間后才能反應(yīng)出來，因?yàn)榉e炭或膠質(zhì)增多到一定程度才會(huì)影響汽車行駛。好車用好油！品質(zhì)好的車輛對油品的要求更高一些，故高檔車對低清潔的汽油更敏感。汽油的抗爆性n車用汽油辛烷值的測定方法主要有兩種，即馬達(dá)法與研究法，所測得辛烷值的英文略語相應(yīng)為MON/RONn馬達(dá)法的試驗(yàn)工況規(guī)定為：轉(zhuǎn)速900r／min，冷卻水溫度100℃，混合氣溫度150℃。馬達(dá)法的測定條件與汽車在公路上高速行駛情況相似。n研究法的試驗(yàn)工況規(guī)定為：轉(zhuǎn)速600r／min，冷卻水溫度100℃，混合氣溫度不控制。研究法的測定條件與汽車在城市低速行駛情況相似。n研究法測定時(shí)，由于其發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，混合氣溫度也較低，條件不如馬達(dá)法苛刻，所高于88kPa；從5月1日至10月31日使用的汽油，飽和蒸氣壓不高于72kPa。n由于我省平均氣溫較高，蒸氣壓要求更為嚴(yán)格。n蒸氣壓的高低表明了液體氣化或蒸發(fā)的能力，蒸氣壓愈高，就說明液體愈容易汽化。n汽油的蒸氣壓是衡量汽油揮發(fā)性的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，它與汽油的蒸發(fā)排放和發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能有著密切的關(guān)系。n蒸氣壓太高，會(huì)增加汽油的蒸發(fā)量，導(dǎo)致空氣中的VOCs的增加。夏季溫度高，汽油易揮發(fā)，要求蒸氣壓低一些。n蒸氣壓太低，汽車可能出現(xiàn)冷啟動(dòng)問題。故應(yīng)有下線，以不低于40kPa為宜。汽油的安定性汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力稱為汽油的氧化安定性，簡稱安定性。汽油在貯存和使用過程中會(huì)出現(xiàn)顏色變深，生成粘稠狀沉淀物的現(xiàn)象，這是汽油安定性不好的表現(xiàn)。安定性不好的汽油，在儲(chǔ)存和輸送過程中容易發(fā)生氧化反應(yīng)，生成膠質(zhì)，使汽油的顏色變深，甚至?xí)a(chǎn)生沉淀。例如，在油箱、濾網(wǎng)、汽化器中形成粘稠的膠狀物，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響供油；沉積在火花塞上的膠質(zhì)在高溫下會(huì)形成積炭而引起短路；沉積在進(jìn)、排氣閥門上會(huì)結(jié)焦，導(dǎo)致閥門關(guān)閉不嚴(yán)；沉積在氣缸蓋和活塞上將形成積炭，造成氣缸散熱不良、溫度升高，以致增大爆震燃燒的傾向。汽油中的不安定組分是汽油變質(zhì)的根本原因。汽油中的不安定組分主要有：烯烴，特別是共軛二烯烴和帶芳環(huán)的烯烴以及元素硫、硫化氫、硫醇系化合物和苯硫酚、吡咯及其同系化合物等非烴類化合物。不同加工工藝生產(chǎn)的汽油組分差異較大，其安定性也不同。直餾汽油、加氫精制汽油、重整汽油幾乎不含烯烴，非烴類化合物也很少，故安定性較好。而催化裂化汽油、熱裂化汽油和焦化汽油中含有較多烯烴和少量二烯烴，也含有較多非烴類化合物，故安定性較差。烯烴和芳烴烯烴和芳烴是汽油中辛烷值的主要貢獻(xiàn)者，但是由于烯烴的化學(xué)活性高，會(huì)通過蒸發(fā)排放造成光化學(xué)污染；同時(shí)，烯烴易在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和燃燒室形成沉積物。芳烴也可增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和燃燒室沉積物的形成，并促使CO、HC排放增加，尤其是增加苯的排放。因此，在汽油標(biāo)準(zhǔn)中對芳烴和烯烴都有嚴(yán)格限值。除不飽和烴外，汽油中的含硫化合物，特別是硫酚和硫醇，也能促進(jìn)膠質(zhì)的生成，含氮化合物的存在也會(huì)導(dǎo)致膠質(zhì)的生成，使汽油在與空氣接觸中顏色變紅變深，甚至產(chǎn)生膠狀沉淀物。直餾汽油餾分不含不飽和烴，所以它的安定性很好；而二次加工生成的汽油餾分(如裂化汽油等)由于含有大量不飽和烴以及其他汽油的安定性汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力稱為汽油的氧化安定性，簡稱安定性。汽油在貯存和使用過程中會(huì)出現(xiàn)顏色變深，生成粘稠狀沉淀物的現(xiàn)象，這是汽油安定性不好的表現(xiàn)。安定性不好的汽油，在儲(chǔ)存和輸送過程中容易發(fā)生氧化反應(yīng)，生成膠質(zhì)，使汽油的顏色變深，甚至?xí)a(chǎn)生沉淀。例如，在油箱、濾網(wǎng)、汽化器中形成粘稠的膠狀物，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響供油；沉積在火花塞上的膠質(zhì)在高溫下會(huì)形成積炭而引起短路；沉積在進(jìn)、排氣閥門上會(huì)結(jié)焦，導(dǎo)致閥門關(guān)閉不嚴(yán)；沉積在氣缸蓋和活塞上將形成積炭，造成氣缸散熱不良、溫度升高，以致增大爆震燃燒的傾向。汽油中的不安定組分是汽油變質(zhì)的根本原因。汽油中的不安定組分主要有：烯烴，特別是共軛二烯烴和帶芳環(huán)的烯烴以及元素硫、硫化氫、硫醇系化合物和苯硫酚、吡咯及其同系化合物等非烴類化合物。不同加工工藝生產(chǎn)的汽油組分差異較大，其安定性也不同。直餾汽油、加氫精制汽油、重整汽油幾乎不含烯烴，非烴類化合物也很少，故安定性較好。而催化裂化汽油、熱裂化汽油和焦化汽油中含有較多烯烴和少量二烯烴，也含有較多非烴類化合物，故安定性較差。烯烴和芳烴烯烴和芳烴是汽油中辛烷值的主要貢獻(xiàn)者，但是由于烯烴的化學(xué)活性高，會(huì)通過蒸發(fā)排放造成光非烴化合物，其安定性就較差。外界條件對汽油安定性的影響汽油的變質(zhì)除與其本身的化學(xué)組成密切相關(guān)外，還和許多外界條件有關(guān)，例如溫度、金屬表面的作用、與空氣接觸面積的大小等。(1)溫度溫度對汽油的氧化變質(zhì)有顯著的影響。在較高的溫度下，汽油的氧化速度加快，誘導(dǎo)期縮短，生成膠質(zhì)的傾向增大。實(shí)驗(yàn)表明，儲(chǔ)存溫度每增高10℃，汽油中膠質(zhì)生成的速度約加快2.4～2.6倍。(2)金屬表面的作用汽油在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中不可避免地要和不同的金屬表面接觸。實(shí)驗(yàn)證明，汽油在金屬表面的作用下，不僅顏色易變深，而且膠質(zhì)的增長也加快。在各種金屬中，銅的影響最大，它可該汽油試樣的誘導(dǎo)期降低75%，其他的金屬如鐵、鋅、鋁和錫等也都能使汽油的安定性降低。評定汽油安定性的指標(biāo)評定汽油安定性的指標(biāo)有：實(shí)際膠質(zhì)和誘導(dǎo)期。實(shí)際膠質(zhì)，按照GB／T8019測定。指在150℃溫度下，用熱空氣吹過汽油表面使它蒸發(fā)至干，所留下的棕色或黃色的殘余物。實(shí)際膠質(zhì)是以100mL試油中所得殘余物的質(zhì)量(mg)來表示的。它一般是用來表明汽油在進(jìn)氣管道及進(jìn)氣閥上可能生成沉積物的傾向。我國車用汽油的實(shí)際膠質(zhì)要求不大于5mg／100mL。誘導(dǎo)期，按照GB／T8018測定把一定量油樣放入標(biāo)準(zhǔn)的鋼筒中，充入氧氣至0.7MPa壓力，然后放入100℃水中。氧化初期，由于反應(yīng)速度很慢，耗氧較少，氧壓基本不變。經(jīng)過一定時(shí)間后，氧化反應(yīng)加速，耗氧量顯著增大，氧壓也就明顯下降。從油樣放入100℃的水中開始到氧壓明顯下降所經(jīng)歷的時(shí)間稱為誘導(dǎo)期，以分鐘表示。實(shí)際膠質(zhì)實(shí)際膠質(zhì)是用于評定汽油安定性，判斷汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中生成膠質(zhì)的傾向，判斷汽油能否使用和能否繼續(xù)儲(chǔ)存的重要指標(biāo)。當(dāng)加入的汽油實(shí)際膠質(zhì)過高時(shí)，會(huì)在燃燒過程中產(chǎn)生膠質(zhì)、積炭。在油箱、濾網(wǎng)、化油器中形成粘稠的膠狀物，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞噴油嘴，中斷供油。沉積在火花塞上的膠質(zhì)沉渣，在高溫下形成積炭引起短路。在進(jìn)氣、排氣門上結(jié)焦，會(huì)導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán)，甚至卡住氣門使之完全失靈。沉積在汽缸蓋、汽缸壁和活塞上的積炭，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)散熱不良，產(chǎn)生表面燃燒或爆震現(xiàn)象，降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率，增加耗油量。嚴(yán)重時(shí)冷熱車均出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)異響，怠速抖動(dòng)，動(dòng)力嚴(yán)重不足，甚至發(fā)動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)。今年5月發(fā)生在海南的問題汽油損壞豐田、別克等品牌汽車的事件就是一個(gè)典型例證，經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致車輛損壞的主要原因正是汽油的實(shí)際膠質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)。高溫、陽光暴曬、金屬催化、空氣氧化都會(huì)加速汽油的氧化，促進(jìn)膠質(zhì)的生成。因此，汽油在貯存和使用過程中應(yīng)采取避光、降溫、降低貯罐中氧濃度和采用非金屬涂層等措施。誘導(dǎo)期誘導(dǎo)期是在加速氧化條件下評定汽油安定性的指標(biāo)之一。它表示車用汽油在貯存時(shí)氧化并生成膠質(zhì)的傾向。通常認(rèn)為，汽油的誘導(dǎo)期越長，其生成膠質(zhì)的傾向越小，抗氧化安定性越好。但并非所有汽油都這樣，不同化學(xué)組成的汽油發(fā)生氧化形成膠質(zhì)的過程差別很大。有的汽油形成膠質(zhì)的過程以吸氧的氧化反應(yīng)為主，其誘導(dǎo)期可反映油品的貯存安定性。但有的汽油形成膠質(zhì)的過程以縮合和聚合反應(yīng)為主，其誘導(dǎo)期就不能真實(shí)地反映油品的貯存安定性。只有誘導(dǎo)期不小于480min，同時(shí)實(shí)際膠質(zhì)不大于5mg／100mL的汽油才有良好的儲(chǔ)存安定性。腐蝕性—主要是指汽油對金屬材料的腐蝕。汽油中的腐蝕性組分主要有：硫和活性硫化物（如H2S、S、RSH等)、水溶性酸堿等?；钚粤蚧镌谄椭泻坎桓?，但危害很大。因?yàn)榛钚粤蚧锞哂泻軓?qiáng)的腐蝕性，常溫下可直接腐蝕金屬。評定汽油腐蝕性的指標(biāo)有：硫含量、硫醇硫含量、博士試驗(yàn)、水溶性酸或堿、銅片腐蝕、機(jī)雜及水分。硫及含硫化合物n硫及各類含硫化合物在燃燒后均生成SO2及SO3，他們對金屬有腐蝕作用，特別是當(dāng)溫度較低遇冷凝水形成亞硫酸及硫酸后，更具有強(qiáng)烈腐蝕性。這些氧化硫不僅會(huì)嚴(yán)重腐蝕高溫區(qū)的零部件，而且還會(huì)與汽缸壁上的潤滑油起反應(yīng)，加速漆膜和積炭的形成。n元素硫在常溫下即對銅等有色金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用，當(dāng)溫度較高時(shí)它對鐵也能腐蝕。汽油中所含的含硫化合物中相當(dāng)一部分是硫醇，硫醇不僅具有惡臭還有較強(qiáng)的腐蝕性。當(dāng)汽油中不含硫醇時(shí)，元素硫的含量達(dá)到0.005%會(huì)引起銅片的腐蝕；而當(dāng)汽油中含有0.001%的硫醇時(shí)，只要有0.001%的元素硫就會(huì)在銅片上出現(xiàn)腐蝕。n目前，國內(nèi)車用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB17930-2006、DB44/345-2006中規(guī)定其硫含量不大于0.015%。n為此，在汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中不僅規(guī)定了硫含量指標(biāo)，同時(shí)還規(guī)定硫醇硫含量不大于0.001%，以及銅片腐蝕試驗(yàn)(50℃，3h)為不大于1級。硫含量n硫含量是汽油質(zhì)量的重要參數(shù)之一，對發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕和排放會(huì)產(chǎn)生重要影響。n汽油中硫含量過高，會(huì)導(dǎo)致汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器的催化劑轉(zhuǎn)化效率降低和氧傳感器靈敏度的下降，不利于對車輛尾氣排放的有效控制。n常用的檢測方法有GB/T17040石油產(chǎn)品硫含量測定法（能量色散X射線熒光光譜法）、GB/T11140石油產(chǎn)品硫含量測定法（X射線光譜法）、SH/T0689輕質(zhì)烴及發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其它油品的總硫含量測定法（紫外熒光法）、SH/T0253輕質(zhì)石油產(chǎn)品中總硫含量測定法（電量法）。博士試驗(yàn)和硫醇硫n博士試驗(yàn)和硫醇硫是表征汽油腐蝕性的指標(biāo)，主要目的是為了控制汽油中的硫醇含量。n硫醇硫會(huì)引起儲(chǔ)罐和發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕，尤其是4個(gè)碳以下的硫醇酸性較強(qiáng)，易造成金屬的腐蝕。n博士試驗(yàn)為硫醇硫的定性試驗(yàn)方法，方法號為SH/T0174。該方法規(guī)定了用博士試劑定性檢測輕質(zhì)石油產(chǎn)品如汽油中的硫醇硫，也可定性檢測硫化氫。n硫醇硫含量可用GB/T1792電位滴定法定量檢測。n有些油品的硫醇硫含量很低（小于0.0004%），博士試驗(yàn)也有可能不通過。這是因?yàn)椴┦吭囼?yàn)對不同碳數(shù)的硫醇硫的靈