文档介绍：《燃料与燃烧》
第一篇燃料概论
第二章液体燃料
第二章液体燃料
液体燃料有天然液体燃料和人工液体燃料两大类。前者指石油及其加工产品;后者指从煤中提炼出的各种燃料油等。
§1 原油(石油)分类及加工方法
石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,它们主要是烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃,此外,含有少量的硫化物、氧化物、氮化物、水分和矿物杂质。
一个混合液体,加热会蒸出很多气体,然后冷凝,这就是蒸馏。
馏分一般是分馏出来的产物。原油蒸馏时分离出的具有一定馏程(沸点范围)的组分,如液化气、汽油、煤油、柴油等馏分。
一般将轻馏分多的原油叫轻质原油,轻馏分少的叫重质原油。(,;5-10个碳的是轻质油,20碳-26碳的是重油。)
蒸馏和分馏都是分离液态混合物的方法。蒸馏和分馏都是利用液态混合物中各成分的沸点不同,通过控制温度加热,使一部分物质经汽化,然后冷凝液化再收集,另一部分还保持原来的状态留在原来的装置中。蒸馏和分馏过程都是物理过程,没有新物质生成,只是将原来的物质分离。蒸馏和分馏的差别主要在于,蒸馏只进行一次汽化和冷凝,分离出的物质一般较纯,例如用天然水制蒸馏水,在工业酒精中加生石灰后蒸馏得无水乙醇;分馏要连续进行多次汽化和冷凝,分离出的物质依然是混合物,只不过沸点范围不同,例如对石油进行常减压分馏后可以得到沸点范围不同的多个馏分。蒸馏和分馏没有本质差别,正是从这个意义上讲,分馏是蒸馏原理的运用。干馏是在隔绝空气的条件下,对木材、煤加强热使之分解的一种加工处理方法。干馏后,原料的成分和聚集状态都将发生变化,产物中固态、气态和液态物质都有。对木材干馏可得木炭、木焦油、木煤气;对煤干馏,可得焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气。干馏的过程是化学过程。
第二章液体燃料
按照所含碳氢化合物的种类,原油可分为:
石蜡基原油:含石蜡族(H2n+2)碳氢化合物较多。主要生产润滑油和煤油(大庆及中东)。
烯基原油:含烯烃( CnH2n )较多,主要生产柴油和润滑油。
中间基原油:烷烃和烯烃含量大体相等,也叫混合基原油,主要得到大量直馏汽油和优质煤油。但汽油的辛烷数不高,含蜡较多。
芳香基原油:含芳香烃较多,在自然界储存量很少,可得到辛烷数很高的汽油。缺点是它产生的煤油容易冒烟。(台湾)
第二章液体燃料
原油加工方法
分馏法(常压、减压):直接分馏法就是把原油加热,利用各种分馏产物沸点不同把它们分别提取出来的方法。(只能分馏出分子量较小的轻质油品)
常压分馏法:塔内工作压力接近大气压力。可以得到石油气、汽油、挥发油、煤油、柴油等沸点在350 ℃以下的石油产品。(见书中表)
减压分馏法:塔内工作压力较低(又称真空分馏),用来处理沸点高于350℃的重质馏分。
裂解法: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或某些分子量较大的重质油品进一步在高温(400-600 ℃)高压(1--7mPa)下分解。
第二章液体燃料
§2液体燃料在冶金工业中的应用
在冶金炉和其他工业炉上使用的液体燃料主要是重油。
重油的来源和种类
原油加工后各种残渣油的总称。
直馏重油:原油经过直接分馏后所剩下的渣油
裂化重油:原油经过裂解处理后所剩下的渣油
第二章液体燃料
市场上按—定牌号供应的商品重油,就是上述各种重油加进一部分轻油配置的。我国的商品重油共分四种牌号,即20、60、100和200号重油。每种牌号的命名是按照该种重油在50℃的恩氏粘度来确定的。例如20号重油在50℃时的恩氏粘度为20。
,粘度大,所以我国重油的粘度也比较大,凝固点一般都在30℃以上,因此在常温下大多数重油都处于凝固状态。,以便降低粘度,提高其流动性和雾化性。
第二章液体燃料
重油的粘度通常用动粘度表示,其单位是m2/s,或cm2/s并定义:
1斯托克斯(St)=1cm2/s=1×10-4 m2/s;
1/100 St称为“厘斯”用符号cSt表示,1cSt=1mm2/s。
我国也常使用恩氏粘度表示重油粘度的大小恩氏粘度,用恩格拉粘度计测出来的。
我国重油的粘度较大,在常温下都处于凝固状态,为了便于输送和燃烧,必须把重油加热。粘度与温度成负相关。
第二章液体燃料
第二章液体燃料
重油的化学组成和使用性能
重油所含各种碳氢化合物的分析方法比较困难,所以—船很少提供这力面的资料。对于将重油作为燃料使用的各工业部门来说,。和固体燃料一样,重油的元素成分也是用C、H、O、N、S、灰分(A)