柴油基礎知識課件柴油--基礎知識一、柴油概述二、柴油的主要性能三、清潔柴油四、生物柴油的現狀柴油概述

柴油是復雜的烴類混合物，碳原子數約為10-22。主要由原油蒸餾，催化裂化，加氫裂化，減粘裂化，焦化等過程生產的柴油餾分調配而成（還需經精制和加入添加劑）。柴油的用途柴油機燃料系統對柴油的要求凝點低，黏度適中；燃燒性能好，在柴油機中能自行發火；燃燒過程中，不在噴嘴上生產積炭堵塞噴油孔；柴油及燃燒產物不腐蝕發動機零件；不含有機械雜志。柴油的分類柴油可根據餾分的輕重分為：輕柴油（沸點范圍約180～370℃）重柴油（沸點范圍約350～410℃）柴油機對柴油的使用性能要求不同類型柴油機對柴油的要求轉速在500～1000r/min以上的高速柴油機使用輕柴油；轉速在500～1000r/min的中速柴油機和轉速低于500r/min的低速柴油機使用重柴油。我國的輕柴油按凝點劃分為10號、5號、0號、－10號、－20號、－35號和－50號七個牌號。重柴油則按其50℃運動黏度劃分為10號、20號、30號三個牌號。選用輕柴油牌號應遵照以下原則1、10號輕柴油適用于有預熱設備的柴油機；

2、5號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在8℃以上的地區使用；

3、0號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在4℃以上的地區使用；

4、-10號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在-5℃以上的地區使用；

5、-20號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在-14℃以上的地區使用；

6、-35號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在-29℃以上的地區使用；

7、-50號輕柴油適用于風險率為10%的最低氣溫在-44℃以上的地區使用；二、柴油的主要性能（一）、柴油的抗暴性（二）、柴油的流動性（三）、柴油的霧化和蒸發性能（四）、柴油的安定性、腐蝕性和潔凈度（一）、柴油的抗暴性1、柴油的抗暴性柴油抗暴性指的是柴油在發動機汽缸內燃燒時抵抗爆震的能力，即柴油燃燒的平穩性。2、十六烷值（CN）十六烷值高的柴油，抗暴性能好，燃燒均勻，不易發生爆震現象，使發動機熱功效率提高，使用壽命延長；過高的十六烷值（如大于65）的柴油燃燒會形成黑煙，燃料消耗反而增加；從使用性和經濟性兩方面考慮，使用十六烷值（CN）適當的柴油才合理。3、不同柴油機對十六烷值（CN）的要求對十六烷值（CN）的要求取決于柴油發動機的轉速及負荷變化大小、啟動情況和環境溫度等因素。高速柴油機的燃料其十六烷值應在40～60，一般使用40～45的燃料；中速柴油機可使用具有30～35的燃料；低速柴油機可以使用低于25的燃料。國外柴油標準十六烷值的規定值一般都在45以上，實際測定值也在45左右；我國石油產品標準中規定輕柴油的十六烷值一般不低于45，對于由中間基、環烷基原油生產的各號輕柴油的十六烷值允許不小于40。4、柴油十六烷值與化學組成的關系通常，相同碳原子數的不同烴類，以烷烴的十六烷值最高；烯烴、異構烷烴和環烷烴居中；芳烴的十六烷值最小。烴類的異構化程度越高，環數越多，其十六烷值越低。環烷烴和芳烴隨側鏈長度的增加，其十六烷值增加，而隨側鏈分支的增多，十六烷值顯著減小。對于同類烴，相對分子質量越大，熱穩定性越差，自燃點越低，十六烷值越高。5、柴油十六烷值與不同餾分的關系相同類型的原油生產的柴油，直餾柴油的十六烷值要比催化裂化和焦化生產的柴油高。（二）、柴油的流動性柴油的流動性是指柴油的低溫流動性；柴油的低溫流動性與其化學組成有關，其中正構烷烴的含量越高，則低溫流動性越差；我國評定柴油低溫流動性能的指標為凝點（或傾點）和冷濾點；1、凝點凝點是指試樣在試驗規定的條件下，冷卻至液面不移動時的最高溫度，以℃表示。嚴格說凝點并不能確切表明柴油實際使用的最低溫度。凝點是柴油質量中一個重要指標，輕柴油的牌號就是按凝點劃分的。2、傾點在試驗規定的條件下冷卻時，油品能夠流動的最低溫度，又稱流動極限，以℃表示。3、冷濾點（1）冷濾點是指在試驗規定的條件下，柴油試樣在60s內開始不能通過過濾器20mL時的最高溫度，以℃（按1℃的整倍數）表示。冷濾點（2）冷濾點比凝點更能反映車用柴油的低溫使用性能，它是保證車用柴油輸送和過濾性的指標，并且能正確判斷添加低溫流動改進劑（降凝劑）后的車用柴油質量，一般冷濾點比凝點高2～6℃。柴油中正構烷烴的含量越多，其傾點、凝點和冷濾點就越高；如石蠟基原油及其直餾產品的的傾點、凝點和冷濾點要比環烷基原油及其直餾產品高得多。表面活性劑能吸附在石蠟結晶中心的表面上，阻止石蠟結晶的生長，致使油品的凝點、傾點下降，所以柴油中加入某些表面活性物質（降凝添加劑），則可以降低油品的凝點。柴油在精制過程中會與水接觸，若脫水后的柴油含水量超標，則柴油的傾點、凝點和冷濾點會明顯提高。（三）、柴油的霧化和蒸發性能1、黏度2、餾程1、黏度（1）、柴油的黏度對在柴油機中供油量的大小以及霧化的好壞有密切的關系。（2）、柴油的黏度過小，就容易從高壓油泵的柱塞和泵筒之間的間隙中漏出，因而會使噴入汽缸的燃料減少，造成發動機功率下降。（3）、同時，柴油的黏度越小，霧化后液滴直徑就越小，噴出的油流射程也越短，噴油射角大，因而不能與汽缸中全部空氣均勻混合，造成燃燒不完全。（4）、柴油的黏度過大會造成供油困難，同時，噴出的油滴的直徑過大，油流的射程過長，噴油射角小，使油滴的有效蒸發面積減小，蒸發速度減慢，這樣也會使混合氣組成不均勻、燃燒不完全、燃料的消耗量增大。（5）、一般含烷烴較多的石蠟基原油的柴油黏度較小，而環烷基原油的柴油黏度較大。2、餾程（1）、餾分組成影響柴油的霧化和蒸發，也就影響著柴油的燃燒性和起動性，燃燒的好壞也直接影響著發動機積炭，貿黑煙和耗油率。（2）、柴油輕餾分越多，則蒸發速度越快，柴油機越易于起動；柴油中小于300℃餾分的含量對耗油量的影響很大，小于300℃餾分含量越高，則耗油量越小；但若柴油的餾分過輕，則由于蒸發速度太快而使發動機汽缸壓力急劇上升，從而導致柴油機工作不穩定。（3）、為了控制柴油的蒸發性不致過強，保證安全性，國家標準規定了各號柴油的閉口杯法閃點：輕柴油標準要求－35號及－50號輕柴油的閃點不低于45℃，－20號輕柴油閃點要求不低于50℃，其余牌號輕柴油閃點要求不低于55℃。（4）、國外柴油標準閃點指標一般控制在50～55℃。（四）、柴油的安定性、腐蝕性和潔凈度1、柴油的安定性影響柴油安定性的主要原因使油品中存在不飽和烴以及含硫，含氮化合物等不安定組分。柴油的安定性評價指標：總不溶物和10％蒸余物殘炭總不溶物是表示柴油熱氧化安定性的指標，它反映了柴油在受熱和有融解氧的作用下發生氧化變質的傾向。我國車用柴油的熱氧化安定性指標中，要求總不溶物含量不大于2.5mg/100mL。10％蒸余物殘炭值反映柴油在使用中在汽缸內形成積炭的傾向，殘炭值大，說明柴油容易在噴油嘴和汽缸零件上形成積炭，導致散熱不良，機件磨損加劇，縮短發動機使用壽命。2、柴油的腐蝕性評定柴油腐蝕性的指標有含硫量、水分、銅片腐蝕等。柴油中含硫化合物的危害：導致發動機系統腐蝕和磨損；降低排氣處理系統的效率；污染環境。為了保護環境及避免發動機腐蝕，輕柴油的質量標準中規定含硫量不大于0.2％，城市用柴油的含硫量不大于0.05％。3、柴油的潔凈度影響柴油潔凈度的物質主要是水分和機械雜質。柴油中如有較多水分，在燃燒時將降低柴油的發熱值，在低溫下會結冰，從而使柴油機的燃料供給系統堵塞。機械雜質的存在除了會引起油路堵塞外，還可能加劇噴油泵和噴油器中精密零件的磨損。三、清潔柴油（一）、我國清潔柴油的現狀隨著石化工業和汽車工業的不斷發展，我國輕柴油質量升級經歷了七個階段，清潔化水平不斷提高。2000年GB252-2000要求含硫量不大于0.2％，2002年的GB/T19147-2003要求硫含量不大于0.05％，該標準參照EN590-1998標準，達到歐Ⅱ排放要求。國內清潔柴油質量與世界燃料規范相比有較大差距，主要表現在國產柴油當中直餾柴油組分占60％，催化裂化柴油組分占29％，焦化柴油等其他組分占11％。由于催化裂化柴油組分和未加氫柴油比例偏高，致使柴油的十六烷值低、硫平均含量高、芳烴含量高、密度大、氧化安定性差。（二）、清潔柴油主要技術指標性能分析柴油的十六烷值硫含量芳烴餾程抗泡性噴嘴清凈性1、柴油的十六烷值柴油的十六烷值不僅是柴油的抗暴性能指標，而且其大小也影響汽車冷啟動、尾氣排放和噪音。適當增加柴油的十六烷值可縮短發動機啟動的時間、降低排放和油耗；例如當十六烷值從50增加到58時，冷啟動時間可縮短40％，低負荷發動機的NOx排放可降低9％，未燃烴類和CO排放都可降低26％，同時可節省燃料消耗。2、硫含量硫可使發動機的部件腐蝕和磨損，硫的燃燒產物Sox不僅污染大氣，而且會使尾氣催化轉換器的催化劑中毒，使后處理裝置壽命變短，使汽車尾氣中的CO、HC及NOx排放增加。硫對排放微粒的影響尤為顯著，當柴油中硫含量從500ug/g降到30ug/g時，輕柴油車微粒可降低7％正因為硫含量的影響大，在世界燃料規范中，硫含量規定從滿足歐Ⅰ、歐Ⅱ的300ug/g到滿足歐Ⅲ、歐Ⅳ的30ug/g，到無硫燃料（5~10ug/g），使其可滿足更嚴格的排放要求。3、芳烴芳烴在燃燒時影響火焰溫度，增加NOx的排放，同時多環芳烴燃燒易形成微粒，造成排放污染。芳烴含量由30％降低到10％，在輕負荷柴油機中，NOx排放將降低5.2％。4、餾程餾程在影響汽車的性能及排放上分為3個部分：（1）、輕質部分影響起動性能；（2）、T50影響黏度及相對密度；（3）、T90、T95及干點影響燃燒完全性及排放。5、抗泡性因為泡沫會促使柴油在裝桶時速度變慢，而且抗泡劑通常作為柴油復合劑的組成部分加入柴油中。在世界燃料規范草案柴油級別3、級別4均有抗泡性規定。現在常用含硅抗泡劑。6、噴嘴清凈性（1）當柴油質量差，烯烴含量高時，噴嘴容易結垢，因此要加入清凈劑來保持噴嘴清潔或清洗噴嘴來改善燃燒，達到節能的目的。因此為滿足歐Ⅰ～歐Ⅳ甚至更高級別的排放要求，世界燃料規范柴油級別2～4均規定了噴嘴清凈性，不得使其空氣流速損失高于85％。《世界燃料規范》柴油主要標準柴油的正確選用柴油的燃燒性能主要是以十六烷值來表示的。十六烷值越高，柴油的燃燒性能越好，但是其凝點也較高。凝點表示柴油的低溫流動性，是指油料遇冷開始凝固而失去流動性的最高溫度，是柴油的重要指標之一。我們使用的柴油的標號所表示的就是它

的凝點。凝點與柴油的低溫使用性能沒有直接的對應關系。因為在柴油凝固前，先析出石蠟晶體，不同原油和不同煉制方法獲得的柴油，這些晶體的形狀和大小也不同，它們往往會堵塞柴油機的濾網，造成供油中斷。因此，使用柴油發動機的汽車要注意根據使用地的環境溫度來選擇適當標號的油品。柴油在使用前應充分沉淀、過濾，以排除雜質，一般不應少于48小時。這是因為高速柴油機的高壓泵和噴油嘴都是十分精密的部件，稍有機械雜質進入，就會遭到嚴重磨損。另外，柴油在低溫條件下使用時，應進行預熱。不同標號的柴油，由于它的質量指標除凝點外基本相同，所以可以適合季節用油的情況下混用。

按凝點輕柴油分為0號、10號、20號、32號四種，它們的凝點分別不高于0℃、-10℃、-20℃、-35℃。用作柴油汽車的燃料，應根據不同地區和季節選用不同牌號的輕柴油。一般地說，氣溫低選取用凝點較低的輕柴油；反之，則選用凝點較高的輕柴油。凝點應低于當地氣溫5℃。具體地說，0號輕柴油適于全國各地4～9月份使用，長江以南冬季亦可使用；10號輕柴油適于長城以北地區冬季和長江以南地區嚴冬使用；20號累柴油適于長城以北地區冬季和長城以南、黃河以北地區嚴冬使用；35號輕柴油適于東北和西北地區嚴冬使用。如何鑒別油品質量１、顏色：一般柴油的顏色是暗紅色或深茶色，稍透明無混濁現象，顏色發黑或暗綠色是低牌號摻配油，有混濁現象的是混人水雜。

２、氣味：柴油油味正常，手拭有油感，如有異味或腥辣難聞的是再生油，如油感太濃是混人其它潤滑油。

３、根據溫度使用：０＃柴油春秋或夏季使用，-10＃柴油一般在冬

季使用，０＃柴油在４度以上的氣候下使用，－１０＃柴油在

-５度以上的氣候下使用，如在使用中發生析蠟（結冰）現象，

便是牌號不夠。生物柴油的現狀與發展前景生產和推廣應用生物柴油的優越性是顯而易見的：

（1）原料易得且價廉。用油菜籽和甲醇為生產原料，可以從根本上擺脫對石油制取燃油的依賴。

（2）有利于土壤優化。種植油菜可與其他作物輪種，改善土壤狀況，調整平衡土壤養分，挖掘土壤增產潛力。

（3）副產品具有經濟價值。生產過程中產生的甘油、油酸、卵磷脂等一些副產品市場前景較好。

（4）環保效益顯著。生物查燃燒時不排放二氧化硫，排出的有害氣體比石油柴油減少70%左右，且可獲得充分降解，有利于生態環境保護。此外生物柴油由于競爭力不斷提高、政府的扶持和世界范圍內汽車車型柴油化的趨勢加快而前景更加廣闊。

生物柴油的競爭力不斷提高從世界范圍來看，目前世界上含硫原油（含硫量0.5%～2.0%）和高硫原油（含硫量在2.0%以上）的產量已占世界原油總產量的75%以上，其中含硫量在1%以上的原油占世界原油總產量的55%以上，含硫量在2%以上的原油也占30%以上。目前全球煉油廠加工的原油平均相對密度是0.8514，平均含硫量是0.9%；在2000年以后，平均相對密度將上升到0.8633，含硫量將上升到1.6%。煉油廠要在現有基礎上，使柴油含硫量低、有良好的安定性及潤滑性、較高的十六烷值和清凈性，必須在裝置調整上投入大量資金，并由此帶來油品生產成本的提高，在這方面，各發達國家的煉廠均投入了重金。從美國的情況看，美國從20世紀90年代初啟動油品清潔化，已累計投入了300多億美元。由此造成的油品成本提高使目前美國煉廠噸毛利僅在每桶1美元左右，維持微利狀態，有的企業甚至虧損；從歐洲的情況來說，歐洲煉油廠要達到2000年歐盟燃油規格，估計需要投資200億～300億美元。歐洲石油工業協會估計的投資更高，該組織認為要達到2000年和2005年的柴油規格，需要投資440億～500億美元。油品、政策、使用環境限制柴油車發展國家環保總局的有關負責人表示，先進的柴油發動機以其低油耗、強動力、低溫氣體排放、耐久性日益受到市場歡迎。但柴油車的發展在我國受到了很大的限制。與發達國家相比，我國控制機動車排放的起步時間較晚，柴油車工業和排放控制的技術水平起點較低，制定排放標準受到企業達標成本以及國內燃油品質因素的制約，對污染控制指標要求不高。再加上使用中的維護保養欠佳和超載等因素，柴油車使用中的排放污染狀況給廣大公眾留下了不好的印象。??這位負責人說，在影響柴油車排放控制水平提高的諸多因素中，柴油的質量差是造成我國柴油車排放污染較重的重要原因之一。提高柴油車排放控制水平的關鍵是改善發動機性能、減少污染物排放。先進的排放控制技術對油品質量提出了更高的要求，對油品的質量要求越苛刻，對油品的有害物質越敏感。生產較清潔的燃油，必然帶來成本的提高。如果國家的價格、稅收政策對企業提高的成本能夠給予一定的補償，則會有力地促進清潔燃油的發展。2006年石油化工行業運行狀況1.油價高位運行，輕重質油價差擴大，國內油同基準油價格貼水幅度增加1.1油價高位運行2006年油價高位運行，盡管近期原油價格深幅回調，但仍然處于高油價的區域。2006年前3季度油價處于高位運行，WTI油期貨價格最高達到80美元每桶。前三季度WTI原油現貨季度均價分別為63.27、70.41、70.42美元每桶，同2005年同期相比，漲幅分別為27.1%、32.7%、11.4%。2.2006年前3季度，原油國內產量達1379.85萬噸，同比增加1.7%，天然氣產量433億立方米，同比增加22.1%。原油實現價格同比增幅約24%。油氣完全生產成本約有上升，但幅度不大，主要是動用邊際儲量及難開采，低品位油田所增加的成本。油氣生產行業全行業前3季度累計產品銷售收入達5761.7億元，同比增加33.9%，利潤總額3003億。煉油行業前3季度全行業虧損，進入10月份后，煉廠開始略有盈利，但煉油毛利仍低于國際水平。

發動“柴油車攻勢”德國汽車工業協會來華推廣柴油車11月20日，一個意義非凡的節能宣傳活動在北京金港汽車俱樂部拉開序幕。據悉，該活動為德國汽車工業協會（VDA）和中國汽車工業協會（CAA）共同發起的主題為“清潔柴油創領明天”的試駕活動，此次活動的主旨是支持使用清潔柴油。奔馳、寶馬、奧迪、大眾以及國內的長城、長安、中興等廠家都帶來了各自最新款的柴油車型，公眾、媒體以及有關部門的官員在活動現場親身體驗了現代清潔柴油車在節能、環保以及操控等各方面的巨大優勢。“煤制油”為清潔柴油車鋪路要推廣和普及清潔柴油車，前提是要有清潔的柴油燃料供應。在“清潔柴油創領明天”的試駕活動現場，所有試駕車輛使用的均為南非沙索公司提供的清潔柴油，這種清潔柴油是該公司應用“費托轉換”技術，從煤炭中提煉而來。由于中國煤炭儲量豐富，這一技術為在中國推廣清潔柴油車提供了燃料供應上的保障。德國汽車工業協會主席哥特夏克教授表示，鑒于柴油車的巨大優勢，德國汽車工業已經開始針對世界上最重要的3大市場（美國、歐盟和日本）展開全球性的“柴油車攻勢”。這場攻勢開始于2005年10月的東京車展，接下來是2006年1月的底特律車展。很顯然，德國汽車工業協會此次在北京車展期間，與中國汽車工業協會共同舉辦這一活動，是這一全球性攻勢在中國的繼續。GB/T1884GB/T1885800～840820～845密度（20℃）kg/m3ISO12156-1460潤滑性f磨斑直徑μm不高于SH/T060611多環芳烴％（質量分數）不高于GB/T6536300355365餾程：50%餾出溫度，℃不高于90%餾出溫度，℃不高于95%餾出溫度，℃不高于GB/T11139SH/T0694464646十六烷指數e不小于GB/T386474951十六烷值不小于GB/T26155閃點（閉口）℃不低于SH/T0248-29-14-548冷濾點，℃不高于GB/T510-35-20-1005凝點，℃不高于GB/T2651.8～7.02.5～8.03.0～8.0運動粘度（20℃），mm2/sGB/T511無機械雜質dGB/T260痕跡水分d，%（體積分數）不大于GB/T50961銅片腐蝕（50℃，3h），級不大于GB/T5080.01灰分，%質量分數不大于GB/T2680.310%蒸余物殘炭c，%質量分數不大于GB/T2587酸度，mgKOH/100mL不大于GB/T380,ASTMD42940.035硫含量b，%（質量分數）不大于SH/T01752.5氧化安定性，總不溶物a,mg/100mL不大于GB/T65403.5色度，號不大于-35號-20號-10號0號5號試驗方法質量指標項目2005年