300英雄 欧根专属:癌症的形成和汽柴油

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/04/29 00:23:51
汽油中的添加剂芳烃等和抗爆剂MTBE的毒性并不是很多被人们认识。在开放的空间中人们还不是很在意。但是毒性是存在的。这里的毒性不仅仅是化学毒性,更重要的是生物毒性和致癌作用。一、癌症的形成机理人体有机械伤害,有生物病毒、细菌等生物对人的感染让人得病。另一种是化学毒性,也就是直接对蛋白质组织的毒害。这种毒害往往导致直接迅速的身体危害,例如中毒。而致癌作用的毒害就不只是这样的毒害了。致癌作用往往是有较长的一个潜伏期,所以在致癌物质存在的情况下并不是迅速让人生病,虽然一旦检测出癌细胞,往往会成为不治之症,因为这时候人会逐渐走向癌症发展扩散的不归路。这是因为癌症是一些化学键键能相对较高的物质能够破坏人们的遗传物质的遗传密码、转译、氨基酸合成蛋白质的生物化学键能,更改了正常的蛋白质合成过程,结果导致癌细胞畸形的合成畸形的蛋白质而人正常的免疫系统无法阻止这样的改变。人正常的免疫系统往往是蛋白质角度形成免疫蛋白和各种酶,人的遗传物质则是依靠DNA的双螺旋稳定结构,这种DNA的双螺旋结构是亿万年来所有生物共同选择的一种遗传物质存在形式。而选择这种结构的原因就是复制的准确性和键能的强大和稳定性。但是终归这种键能也不是强大到无可破坏的地步。而现在的各种化学物质,特别是致癌物质之所以能够导致动物体发生癌变,关键的原因就是破坏了DNA双螺旋结构或者转译、氨基酸合成蛋白质的这几个必要的过程中。时间往往是最终突破DNA本身完整结构的条件。一旦遗传密码被改变,那么就产生了错误指令,形成不正常的蛋白质合成过程,而正常的蛋白质的合成就或者无法进行,或者病变的指令让正常细胞得不到足够的物质合成正常细胞,于是癌细胞扩散的生长。其它化学、生物性的病变没有生长过程。正常的蛋白质合成过程,毕竟生物键能相比现在合成物质的化学键能还是脆弱的,原子键能就更强,结果人们也发现并利用键能拆合制造了核武器(裂变和聚变反应)。二、汽油抗爆剂MTBE和癌症问题现在汽油添加剂和抗爆剂MTBE甲基叔丁醚的添加让人们非常担心对人身体的影响。首先这些抗爆剂的添加除了致癌作用强烈之外,空气和水两种途径都有可能人出现问题。在敞开的空间这样的危害还相对较轻,如果是封闭的空间,那么就可能有非常严重的后果。亚洲和欧洲在MTEB问题上还没有禁止的举动,美国已经有禁止使用的法令。过去,中国和美国都是使用MTBE的大国,而现在,中国的MTBE的添加已经是非常严重,2011年价格从7000元增加到9000元。其中人们对高标号汽油的认识误区导致了MTBE的滥用。欧洲虽然没有禁止MTBE,但是却早已经流行了柴油汽车。欧洲柴油轿车和汽油轿车的数量平分天下。然而,封闭空间在欧洲和亚洲都是有的。例如地下停车场。北京出台了以下的政策:“昨天起到2012年1月7日,北京市地方标准《车用汽油》和《车用柴油》在市质监局网站公开征集意见,车用汽油和柴油的硫含量将再次降低,市民常见的“90号、93号、97号”汽油牌号也拟修改为“89号、92号、95号”。”

汽柴油基础知识

 

n1 车用汽油

●车用汽油质量标准

●车用汽油质控项目的检测方法及意义

n2 柴油

●轻柴油和车用柴油质量标准

●轻柴油和车用柴油质控项目的检测方法及意义

n3 汽柴油的储运与质量控制

●汽柴油贮运、使用中易出现的问题

●建立完善的验货制度,降低质量风险

 

车用汽油

车用汽油是一种重要的发动机燃料,消耗量巨大,我国2008年汽油总产量达6348万吨。

车用汽油均按辛烷值划分牌号,我国车用汽油按研究法辛烷值(RON) 分为90号、93号及97号三个牌号,它们分别适用于压缩比不同的各种型号汽油机。

车用汽油特性:

具有较高的辛烷值和优良的抗爆性;

具有良好的蒸发性和燃烧性,能保证发动机运转平稳、燃烧完全、积炭少;

具有较好的安定性,在贮运和使用过程中不易出现早期氧化变质,对发动机部件及储油容器无腐蚀性。

 

 

 

GB 17930 -2006 车用汽油

DB 44/345-2006 车用汽油

正在修订的车用汽油国家标准GB 17930-2010即将发布,过渡期为3年,预计将在2013年在全国实施;

DB 44/694-2009 车用汽油于201061发布实施。

检测项目:辛烷值、抗爆指数、铅含量、馏程、蒸气压、实际胶质、诱导期、硫含量、博士试验或硫醇硫含量、铜片腐蚀、水溶性酸或碱、机械杂质及水分、苯含量、芳烃含量、烯烃含量、氧含量、甲醇含量、锰含量、铁含量。

几种标准的差异比较

汽油使用中常见问题

n敲缸:辛烷值过低

n熄火:供油不畅或含有大量水分

n进气管、汽化器和进气阀产生沉积物:实际胶质高

n金属部件腐蚀:活性硫、酸性物质多

n气阻:轻组分多,饱和蒸气压高

n生成油泥、颜色变深:烯烃等不饱和烃及非烃类物质等不稳定组分多。

 

汽油的标号(研究法辛烷值)

汽油机在运转过程中,有时气缸中可能发出一种尖锐的金属敲击声,这就是爆震。汽油在发动机中燃烧时抵抗爆震的能力称为抗爆性。

研究法辛烷值是表示汽油抗爆性的指标,它是汽油最重要的质量指标。我国车用汽油的标号采用研究法测定的数值,93号汽油表示它的辛烷值不低于93,依此类推。

汽油标号低是汽油机在运转过程中出现敲缸的主要原因。

 

汽油标号的高低只表示汽油的抗爆性能,不等同汽油的质量。标号的选择并非越高越好,应根据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。

每辆车的使用手册上都会标明所使用汽油的标号。压缩比在8.59.5之间的中档轿车一般应使用93号汽油;压缩比大于9.5的轿车应使用97号汽油。目前国产轿车的压缩比一般都在9以上,最好使用93号或97号汽油。

高压缩比的发动机如果选用低标号汽油,会使汽缸温度剧升,汽油燃烧不完全,机车强烈震动,从而使输出功率下降,机件受损。

低压缩比的发动机用高标号油,就会出现滞燃现象,即压到了头它还不到自燃点,一样会出现燃烧不完全现象,对发动机也没什么好处。

 

高档车辆不仅压缩比高,对燃油质量的要求也高。

例如30万元以上的中高档车,就只能加97号汽油,而这里说的97号代表的只是汽油中的辛烷值的大小,并不能说明97号汽油就比93号汽油清洁。

高档汽车对汽油的清洁度要求极高,如果汽油的标号不够,对车辆的影响很快就能表现出来,如加完油后马上出现加速无力的现象;如果汽油杂质过多,对汽车的影响就要一段时间后才能反应出来,因为积炭或胶质增多到一定程度才会影响汽车行驶。

好车用好油!品质好的车辆对油品的要求更高一些,故高档车对低清洁的汽油更敏感。

 

汽油的抗爆性

n车用汽油辛烷值的测定方法主要有两种,即马达法与研究法,所测得辛烷值的英文略语相应为MON/RON

n马达法的试验工况规定为:转速900rmin,冷却水温度100,混合气温度150。马达法的测定条件与汽 车在公路上高速行驶情况相似。

n研究法的试验工况规定为:转速600rmin,冷却水温度100,混合气温度不控制。研究法的测 定条件与汽车在城市低速行驶情况相似。

 

n研究法测定时,由于其发动机的转速较低,混合气温度也较低,条件不如马达法苛刻,所以比较不容易发生爆震,所得到的RON通常就比MON510个单位;

nRONMON两者的差值称为燃料的敏感度,它反映汽油的抗爆性能随发动机工况改变而变化的程度;

nMONRON的平均值称为抗爆指数(ONI),它可以近似地表示汽油的道路辛烷值,现也列为衡量车用汽油抗爆性的指标之一。

 

汽油机压缩比与爆震燃烧的关系

 

n汽油机是否发生爆震燃烧,除取决于汽油抗爆性外,同时也与汽油机的压缩比有密切关系。汽油机的压缩比越大,压缩过程终了时气缸内混合气的温度和压力就越高,这就大大加速了未燃混合气中过氧化物的生成和聚积,使其更容易自燃,因而爆震的倾向增强。

n对于压缩比越大的汽油机就应该选用抗爆性越好的汽油,才不致产生爆震燃烧。也就是说,在压缩比较大的汽油机中需要用辛烷值较高的汽油。

 

提高汽油机的压缩比可以提高气缸内可燃气的爆发压力,从而可提高汽油机的热效率和降低油耗。因此,汽油机是朝着提高压缩比的方向发展的。上世纪20年代,汽车刚出现时,其压缩比只有45,而现在已达到810,相应所需汽油的RON也从低于80提高至90,甚至97

 

反映汽油蒸发性能的指标:  馏程、蒸汽压。

n初馏点和10%的馏出温度,与发动机的启动性能相关;

n50%馏出温度与发动机的加速性能相关;

n90%馏出温度和干点表明汽油汽化完成的程度。

   

油品沸点随气化率增加而不断增加,因此表示油品的沸点应是一个温度范围。按标准规定的设备和方法将汽油试样进行蒸馏,可得到试样的馏出温度和馏出体积分数之间的关系,即称为馏程,在某一温度范围内蒸馏出的馏出物称为馏分。馏分仍是一个混合物,只不过包含的组分数目少一些。温度范围窄的称为窄馏分,温度范围宽的称为宽馏分。

 

10%馏出温度

 

n表示汽油中所含低沸点馏分的多少,对汽油机起动的难易有决定性影响,同时,也与产生气阻的倾向有密切关系。

n10%馏出温度越低,表明汽油中所含低沸点馏分越多、蒸发性越强,能使汽油机在低温下易于起动;但是,该馏出温度若过低,则易产生气阻。

 

50%馏出温度

n它表示汽油的平均蒸发性能,与汽油机起动后升温时间的长短以及加速是否及时均有密切关系。

n汽油的50%馏出温度低,在正常温度下便能较多地蒸发,从而能缩短汽油机的升温时间,同时,还可使发动机加速灵敏、运转平稳。

n50%馏出温度过高,当发动机需要由低速转换为高速,供油量急剧增加时,汽油来不及完全气化,导致燃烧不完全,严重时甚至会突然熄火。

 

我国车用汽油质量标准中要求50%馏出温度不高于120

 

90%馏出温度和终馏点(或干点)

 

n这两个温度表示汽油中重馏分含量的多少。

n温度过高,说明汽油中含有重质馏分过多,不易保证汽油在使用条件下完全蒸发和完全燃烧。这将导致气缸积炭增多,耗油率上升;同时蒸发不完全的汽油重质部分还会沿气缸壁流入曲轴箱,使润滑油稀释而加大磨损。

 

我国车用汽油质量标准中要求90%馏出温度不高于190,终馏点不高于205

   

n汽油的蒸气压是用规定的仪器,在燃料蒸气与液体的体积比为41以及在37.8的条件下测定的。测量方法:GB/T 8017

n国外将此指标称为雷德蒸气压(RVP),它是衡量汽油在汽油机燃料供给系统中是否易于产生气阻的指标,同时还可相对地衡量汽油在储存运输中的损耗倾向。

n我国现行车用汽油(Ⅲ)质量标准中规定从111日至430日使用的汽油饱和蒸气压不高于88kPa;从51日至1031日使用的汽油,饱和蒸气压不高于72kPa

n由于我省平均气温较高,蒸气压要求更为严格。

 

n蒸气压的高低表明了液体气化或蒸发的能力,蒸气压愈高,就说明液体愈容易汽化。

n汽油的蒸气压是衡量汽油挥发性的一个关键指标,它与汽油的蒸发排放和发动机的启动性能有着密切的关系。

n蒸气压太高,会增加汽油的蒸发量,导致空气中的VOCs的增加。夏季温度高,汽油易挥发,要求蒸气压低一些。

n蒸气压太低,汽车可能出现冷启动问题。故应有下线,以不低于40 kPa为宜。

 

汽油的安定性

 

汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性,简称安定性。汽油在贮存和使用过程中会出现颜色变深,生成粘稠状沉淀物的现象,这是汽油安定性不好的表现。

安定性不好的汽油,在储存和输送过程中容易发生氧化反应,生成胶质,使汽油的颜色变深,甚至会产生沉淀。例如,在油箱、滤网、汽化器中形成粘稠的胶状物,严重时会影响供油;沉积在火花塞上的胶质在高温下会形成积炭而引起短路;沉积在进、排气阀门上会结焦,导致阀门关闭不严;沉积在气缸盖和活塞上将形成积炭,造成气缸散热不良、温度升高,以致增大爆震燃烧的倾向。

 

汽油中的不安定组分是汽油变质的根本原因。

汽油中的不安定组分主要有:

烯烃,特别是共轭二烯烃和带芳环的烯烃以及元素硫、硫化氢、硫醇系化合物和苯硫酚、吡咯及其同系化合物等非烃类化合物。

不同加工工艺生产的汽油组分差异较大,其安定性也不同。直馏汽油、加氢精制汽油、重整汽油几乎不含烯烃,非烃类化合物也很少,故安定性较好。而催化裂化汽油、热裂化汽油和焦化汽油中含有较多烯烃和少量二烯烃,也含有较多非烃类化合物,故安定性较差。

 

烯烃和芳烃

烯烃和芳烃是汽油中辛烷值的主要贡献者,但是由于烯烃的化学活性高,会通过蒸发排放造成光化学污染;同时,烯烃易在发动机进气系统和燃烧室形成沉积物。芳烃也可增加发动机进气系统和燃烧室沉积物的形成,并促使COHC排放增加,尤其是增加苯的排放。因此,在汽油标准中对芳烃和烯烃都有严格限值。

 

除不饱和烃外,汽油中的含硫化合物,特别是硫酚和硫醇,也能促进胶质的生成,含氮化合物的存在也会导致胶质的生成,使汽油在与空气接触中颜色变红变深,甚至产生胶状沉淀物。

直馏汽油馏分不含不饱和烃,所以它的安定性很好;而二次加工生成的汽油馏分(如裂化汽油等)由于含有大量不饱和烃以及其他非烃化合物,其安定性就较差。

 

外界条件对汽油安定性的影响

汽油的变质除与其本身的化学组成密切相关外,还和许多外界条件有关,例如温度、金属表面的作用、与空气接触面积的大小等。

(1)温度

温度对汽油的氧化变质有显著的影响。在较高的温度下,汽油的氧化速度加快,诱导期缩短,生成胶质的倾向增大。实验表明,储存温度每增高10,汽油中胶质生成的速度约加快2.42.6倍。

 

(2)  金属表面的作用

汽油在储存、运输和使用过程中不可避免地要和不同的金属表面接触。实验证明,汽油在金属表面的作用下,不仅颜色易变深,而且胶质的增长也加快。在各种

金属中,铜的影响最大,它可该汽油试样的诱导期降低75%,其他的金属如铁、锌、铝和锡等也都能使汽油的安定性降低

 

评定汽油安定性的指标

 

评定汽油安定性的指标有:实际胶质和诱导期。

实际胶质,按照GBT 8019测定。

指在150温度下,用热空气吹过汽油表面使它蒸发至干,所留下的棕色或黄色的残余物。实际胶质是以100mL试油中所得残余物的质量(mg)来表示的。它一般是用来表明汽油在进气管道及进气阀上可能生成沉积物的倾向。

我国车用汽油的实际胶质要求不大于5 mg100mL

诱导期,按照GBT8018测定

把一定量油样放入标准的钢筒中,充入氧气至0.7MPa压力,然后放入100水中。氧化初期,由于反应速度很慢,耗氧较少,氧压基本不变。经过一定时间后,氧化反应加速,耗氧量显著增大,氧压也就明显下降。从油样放入100的水中开始到氧压明显下降所经历的时间称为诱导期,以分钟表示。

实际胶质

实际胶质是用于评定汽油安定性,判断汽油在发动机中生成胶质的倾向,判断汽油能否使用和能否继续储存的重要指标。

当加入的汽油实际胶质过高时,会在燃烧过程中产生胶质、积炭。在油箱、滤网、化油器中形成粘稠的胶状物,严重时会堵塞喷油嘴,中断供油。沉积在火花塞上的胶质沉渣,在高温下形成积炭引起短路。在进气、排气门上结焦,会导致气门关闭不严,甚至卡住气门使之完全失灵。沉积在汽缸盖、汽缸壁和活塞上的积炭,会导致发动机散热不良,产生表面燃烧或爆震现象,降低发动机功率,增加耗油量。严重时冷热车均出现发动机异响,怠速抖动,动力严重不足,甚至发动机无法启动。今年5月发生在海南的问题汽油损坏丰田、别克等品牌汽车的事件就是一个典型例证,经检验发现导致车辆损坏的主要原因正是汽油的实际胶质严重超标。

高温、阳光暴晒、金属催化、空气氧化都会加速汽油的氧化,促进胶质的生成。因此,汽油在贮存和使用过程中应采取避光、降温、降低贮罐中氧浓度和采用非金属涂层等措施。

诱导期是在加速氧化条件下评定汽油安定性的指标之一。它表示车用汽油在贮存时氧化并生成胶质的倾向。

通常认为,汽油的诱导期越长,其生成胶质的倾向越小,抗氧化安定性越好。

但并非所有汽油都这样,不同化学组成的汽油发生氧化形成胶质的过程差别很大。有的汽油形成胶质的过程以吸氧的氧化反应为主,其诱导期可反映油品的贮存安定性。但有的汽油形成胶质的过程以缩合和聚合反应为主,其诱导期就不能真实地反映油品的贮存安定性。

只有诱导期不小于480min,同时实际胶质不大于5 mg100mL的汽油才有良好的储存安定性。

 

腐蚀性主要是指汽油对金属材料的腐蚀。

汽油中的腐蚀性组分主要有:

硫和活性硫化物(如H2SSRSH)、水溶性酸碱等。

活性硫化物在汽油中含量不高,但危害很大。因为活性硫化物具有很强的腐蚀性,常温下可直接腐蚀金属。

评定汽油腐蚀性的指标有:硫含量、硫醇硫含量、博士试验、水溶性酸或碱、铜片腐蚀、机杂及水分。

 

 

 

硫及含硫化合物

 

n硫及各类含硫化合物在燃烧后均生成SO2SO3,他们对金属有腐蚀作用,特别是当温度较低遇冷凝水形成亚硫酸及硫酸后,更具有强烈腐蚀性。这些氧化硫不仅会严重腐蚀高温区的零部件,而且还会与汽缸壁上的润滑油起反应,加速漆膜和积炭的形成。

n元素硫在常温下即对铜等有色金属有强烈的腐蚀作用,当温度较高时它对铁也能腐蚀。汽油中所含的含硫化合物中相当一部分是硫醇,硫醇不仅具有恶臭还有较强的腐蚀性。当汽油中不含硫醇时,元素硫的含量达到0.005%会引起铜片的腐蚀;而当汽油中含有0.001%的硫醇时,只要有0.001%的元素硫就会在铜片上出现腐蚀。

n目前,国内车用汽油质量标准GB 17930-2006    DB 44/345-2006中规定其硫含量不大于0.015%

n为此,在汽油的质量标准中不仅规定了硫含量指标,同时还规定硫醇硫含量不大于0.001%,以及铜片腐蚀试验(503h)为不大于1级。

 

n硫含量是汽油质量的重要参数之一,对发动机的腐蚀和排放会产生重要影响。

n汽油中硫含量过高,会导致汽车尾气催化转化器的催化剂转化效率降低和氧传感器灵敏度的下降,不利于对车辆尾气排放的有效控制。

n常用的检测方法有GB/T 17040石油产品硫含量测定法(能量色散X射线荧光光谱法)、 GB/T 11140石油产品硫含量测定法(X射线光谱法)    SH/T 0689轻质烃及发动机燃料和其它油品的总硫含量测定法(紫外荧光法)、SH/T0253轻质石油产品中总硫含量测定法(电量法)。

 

博士试验和硫醇硫

n博士试验和硫醇硫是表征汽油腐蚀性的指标,主要目的是为了控制汽油中的硫醇含量。

n硫醇硫会引起储罐和发动机的腐蚀,尤其是4个碳以下的硫醇酸性较强,易造成金属的腐蚀。

n博士试验为硫醇硫的定性试验方法,方法号为SH/T 0174。该方法规定了用博士试剂定性检测轻质石油产品如汽油中的硫醇硫,也可定性检测硫化氢。

n硫醇硫含量可用GB/T 1792电位滴定法定量检测。

n有些油品的硫醇硫含量很低(小于0.0004%),博士试验也有可能不通过。这是因为博士试验对不同碳数的硫醇硫的灵敏度不同造成的。正在修订的GB/T 17930-2010标准规定以GB/T 1792法为仲裁法。

水溶性酸或碱

是一项定性试验,按GB/T 259方法测试。主要用于鉴别油品在生产和储运过程中是否受到无机酸或碱的污染。正常生产出的汽油本不应该含有水溶性酸或碱,但是,如果生产中控制不严,或在储存运输过程中容器不清洁,均有可能混入少量水溶性酸或碱。

水溶性酸对钢铁有强烈腐蚀作用,水溶性碱则对铝及铝合金有强烈的腐蚀。因此,汽油的质量指标中规定不允许含有水溶性酸或碱。

 

铜片腐蚀

乙醇汽油

 

早在20世纪20年代,巴西就开始了乙醇汽油的使用。由于巴西石油资源缺乏,但盛产甘蔗,于是形成了用甘蔗生产蔗糖、乙醇的成套技术。目前,巴西是世界上最多使用乙醇汽油的国家,乙醇汽油中乙醇含量已达到20%。

我国车用乙醇汽油执行标准:GB18351-2004

车用乙醇汽油标准GB18351-2004和车用汽油标准GB17930-2006的技术要求相比,有以下特点:(1)增加了乙醇含量。要求乙醇含量在8.0~12.0%(V/V)范围,不得人为加入其它含氧化合物。(2)将原车用汽油中机械杂质及水分定为水分不大于0.20(m/m

车用甲醇汽油

山西是国内最早开展甲醇汽油产业研究和推广的省份。作为煤炭大省,山西有着煤制甲醇的优势,十一五末全省煤制甲醇计划产能达到700万吨,同时也有着寻求更多甲醇应用途径的动力。目前山西已经出台的标准包括M5M15车用甲醇汽油变性燃料甲醇M85M100车用甲醇燃料车用甲醇汽油组分油等。

甲醇汽油的掺混分为高比例和低比例两种,M85标准是高比例掺混标准、需要改造汽车发动机,M15标准是低比例掺混标准、无需改造汽车发动机。国家标准委已经公布了车用燃料甲醇GB/T 23510-2009车用甲醇汽油(M85 GB/T 23799-2009国家标准,分别于2009111日、121日起实施。 M15车用甲醇汽油国家标准正在制定中,计划今年完成。

 

2006年,我国的柴油消费量1.15亿吨。

2007年,我国的柴油消费量1.21亿吨。

2008年,我国的柴油消费量1.32亿吨。

长期以来,我国柴油执行国家标准GB 252轻柴油

随着机动车数量的增加,机动车排放物已经逐渐成为大中城市中心地带空气污染物的主要来源。为了有效控制机动车的污染排放,国家环保局相继出台了GB 18352.2-2001轻型汽车污染物排放限值及测量方法(等一系列相关的排放控制法规。

一些高性能的新型柴油发动机也对柴油的质量提出了更高的要求。2009年,国家出台了车用柴油标准GB 19147-2009 车用柴油

 

GB 252-2000轻柴油

DB 44/346-2006车用柴油

DB 44/695-2009车用柴油

国家标准GB 19147-2009 车用柴油已正式发布, 2010年1月1日执行,过渡期到2011年6月30日

地方标准DB 44/695-2009车用柴油201061日生效,实施日期由政府根据实际情况确定。

检测项目:色度、氧化安定性、十六烷值或十六烷指数、硫含量、10%蒸余物残炭、酸度、馏程、闪点、凝点、铜片腐蚀、灰分、密度、水分、机械杂质、运动粘度、润滑性、多环芳烃、脂肪酸甲酯含量。

 

轻柴油是三轮汽车、低速货车、拖拉机和非车用压燃式发动机等柴油发动机燃料。执行标准:GB 252-2000

同车用汽油一样,轻柴油也有不同的牌号。划分轻柴油的依据是凝固点,凝点采用GB/T 510石油产品凝点测定法进行测定。

目前国内应用的轻柴油按凝固点分为7个牌号:10 #柴油、5 #柴油、0 #柴油、-10 #柴油、-20 #柴油、-35 #柴油和-50#柴油。

选用轻柴油的依据是使用时的温度。柴油汽车主要选用后5个牌号的柴油,温度在4以上时选用0#柴油;温度在4 -5 时选用-10#柴油;温度在-5 -14 时选用-20 #柴油;温度在-14   -29 时选用-35 #柴油;温度在-29 -44 时选用-50 #柴油。

选用柴油的牌号如果低于上述温度,发动机中的燃油系统就可能结蜡,堵塞油路,影响发动机的正常工作。

 

车用柴油

 

适用于压燃式发动机汽车,可满足国家第阶段机动车排放物的要求。执行标准:GB 19147-2009

按凝固点分为6个牌号:5 #柴油、0 #柴油、-10 #柴油、-20 #柴油、-35 #柴油和-50#柴油。

GB 19147-2009车用柴油, 201011实施,过渡期到2011630。规定硫含量不大于0.035(m/m); 增加了多环芳烃含量不大于11%    (v/v),生物柴油(脂肪酸甲酯)含量不大于0.5 %    (v/v)

广东地标车用柴油

 

适用于压燃式发动机汽车,可满足国家第阶段机动车排放物的要求。执行标准:DB 44/346

-2006,与标准GB 19147-2009相当。

按凝固点分为4个牌号:5 #柴油、0 #柴油、-10 #柴油、-20 #柴油。

 

柴油机燃料的使用要求

 

柴油是可用作压燃式发动机燃料的石油轻质馏分,其使用要求主要有:

n①具有良好的雾化性能、蒸发性能和燃烧性能

n②具有良好的燃料供给性能

n③对机件没有腐蚀和磨损作用

n④良好的储存安定性和热安定性

 

柴油使用中常见问题

n敲缸、尾气带黑烟:十六烷值过低

n熄火:供油不畅或油品含有大量水分

n燃烧室结焦积炭:馏分重、多环芳烃、残炭、灰分和硫含量高

n金属部件腐蚀:活性硫含量高、酸性物质多

n气阻:轻组分多

n生成油泥、颜色变深:烯烃等不饱和烃及非烃类物质等不稳定组分多,氧化安定性差。

n喷油泵磨损、寿命减短:润滑性不够

 

n我国多数原油的轻质油含量少,直馏柴油收率低,因而催化裂化柴油在成品柴油中占相当大的比重,还有部分热加工生产的柴油。

n由石蜡基原油和含蜡较多的中间基原油通过常减压蒸馏、采用不同的馏分切割方案,可直接生产10号、0号和10号轻柴油以及各牌号重柴油。35号和50号轻柴油可由含蜡比较少的中间基原油和环烷基原油直接来生产,也可用临氢降凝和加氢裂化等方法生产。

n催化裂化柴油中含芳烃和烯烃较多,一般十六烷值较低、安定性也较差,需与直馏柴油调合或经适当的精制后才能合格。热加工柴油的安定性更差,一般均需通过加氢精制。

 

柴油的燃烧性

 

燃烧性好是指喷入燃烧室内与高温空气形成均匀的可燃混合气之后,能在较短的时间内发火自燃并正常地完全燃烧。

柴油在柴油机中的燃烧与汽油在汽油机中的燃烧是有原则区别的,柴油是靠自燃发火,汽油是靠点火燃烧。也就是说从燃烧角度看,对柴油的要求是自燃点低,容易自燃,而对汽油则要求其自燃点高,难于自燃。

柴油的自燃点过高时,会造成滞燃期过长,着火前气缸中积累燃料太多,急燃期压力升高太猛,因而使燃烧粗暴,导致敲缸,这种情况发生在燃烧阶段的初期。

 

 

十六烷值是衡量燃料在压燃式发动机中燃烧性能的指标,是柴油的重要质量指标。

n十六烷值高,表明该燃料在柴油机中发火性能好,滞燃期短,燃烧均匀且完全,发动机工作平稳, 但十六烷值过高,也将会由于局部不完全燃烧,而产生少量黑色排烟,热功率下降,油耗增加。

n十六烷值低则表明燃料发火困难,滞燃期长,发动机工作状态粗暴。

n不同转速的柴油机对柴油的十六烷值有不同的要求。

高速柴油机的燃料其十六烷值应在4060,一般使用4045的燃料;中速柴油机可使用十六烷值3035的燃料。

对于低速柴油机,即使用十六烷值低于25的燃料,其燃烧也不会发生特殊的困难。

 

n在没有条件直接测定燃料的十六烷值的情况下,可按GB/T 11139馏分燃料十六烷指数计算法SH/T 0694 中间馏分燃料十六烷指数计算法(四变量公式法),利用试样的密度和馏出温度按公式计算得到,用CI表示。

n在不可能用发动机测定十六烷值的情况下,计算十六烷指数是估计十六烷值的有效方法,适合于直馏馏分、催化裂化馏分及二者的混合燃料。

n适合于计算在30-70之间的十六烷值。

n十六烷指数计算法不适用以下情况:

1)加有十六烷值改进剂的燃料

2)纯烃、合成燃料、烷基化物、焦化产品以及从页岩油和油砂中衍生出的馏分燃料。

3)渣油或终馏点在260以下的挥发性产品。

n有争议时,以实测十六烷值为准。

 

柴油的蒸发性

柴油的蒸发性对柴油机工作的影响

n柴油在柴油机气缸中发火和燃烧都是在气态下进行的,因而必须先行汽化并与空气形成可燃混合气后,才能使柴油机起动和正常工作。所以柴油的滞燃期不单是取决于其十六烷值,同时还受其蒸发性的影响。

n柴油机内可燃混合气形成的速度主要由柴油的蒸发速度决定,而柴油蒸发速度的快慢,又由燃烧室内空气温度的高低和柴油馏分的轻重所决定。温度越高,轻馏分越多,则蒸发速度越快。柴油机的转速越快,它的每一工作循环的时间越短,要求柴油的蒸发速度越快,所用的馏分也就应该越轻。

n如柴油的馏分过重,则蒸发速度太慢,从而使燃烧不完全,导致功率下降、油耗增大以及润滑油被稀释而磨损加重。若柴油的馏分过轻,则由于蒸发速度太快而使发动机气缸压力急剧上升,从而导致柴油机的工作不稳定。

n由于柴油机可燃混合气的形成与气缸内的空气运动有关,所以,不同类型燃烧室的柴油机对柴油蒸发性能的要求也有所差异。

我国轻柴油的馏程一般控制在180365范围内。

 

采用馏程评定柴油蒸发性的指标,柴油的馏程按GBT6536规定的方法测定,主要项目是50%90%馏出温度。

50%馏出温度

50%馏出温度越低,说明柴油中的轻馏分越多,柴油机易于起动。我国国家标准规定轻柴油的50%馏出温度不高于300。研究表明,柴油中小于300馏分的含量对耗油量的影响很大,小于300馏分含量越高,则耗油量越小。

柴油中<300馏分含量与耗油量的关系

 

柴油的流动性

1.粘度

粘度对柴油机供油量的大小以及雾化的好坏有着密切的关系。柴油的粘度过小时,容易从高压油泵的柱塞和泵筒之间的间隙中漏出,会使喷入气缸的燃料减少,造成发动机功率下降。柴油的粘度越小,雾化后液滴直径就越小,喷出的油流射程也越短,因而不能与气缸中全部空气均匀混合,会造成燃烧不完全。同时,柴油机的油泵是靠柴油来润滑的,粘度过小时,不能起到润滑作用。柴油的粘度过大会造成供油困难,同时,喷出的油滴的直径过大,油流的射程过长,使油滴的有效蒸发面积减小,蒸发速度减慢,这样也会使混合气组成不均匀、燃烧不完全、燃料的消耗量增大。因此,柴油需要合适的粘度范围。

柴油的粘度大小与柴油的化学组成有关。一般含烷烃较多的石蜡基原油的柴油粘度较小,而环烷基原油的柴油粘度较大。

 

2.低温流动性

柴油在低温下的流动性能,不仅关系到柴油机燃料供给系统在低温下能否正常供油,而且与柴油在低温下的储存、运输等作业能否正常进行有着密切的关系。

柴油的低温流动性与其化学组成有关,其中正构烷烃的含量越高,则低温流动性越差。

我国评定柴油低温流动性能的指标为凝点和冷滤点。

 

(1) 凝点

我国的轻柴油质量标准中规定了按GBT510测定的凝点。凝点是在规定的实验条件下,试样开始失去流动性的温度。因为柴油在凝固之前先已出现石蜡晶体,所以严格说来凝点并不能确切表明柴油实际使用的最低温度。柴油中的芳烃含量高则凝固点低,但十六烷值也低; 烷烃含量高则十六烷值高,加裂柴油十六烷值最高,但凝固点也高。

(2) 冷滤点

冷滤点是指按照SHT0248规定的测定条件,当试油通过过渡器的流量每分钟不足20mL时的最高温度。由于冷滤点测定的条件近似于使用条件,所以可以用来粗略地判断柴油可能使用的最低温度。冷滤点高低与柴油的低温粘度和含蜡量有关。低温下的粘度大或出现的蜡结晶多,都会使柴油的冷滤点较高。

柴油的安定性、腐蚀性和洁净度

1.柴油的安定性

柴油的安定性一般是用加速氧化后的总不溶物(SH/T 0175)10%蒸余物残炭(GB/T 268)来评定。安定性差的柴油在储存中颜色容易变深,甚至产生沉淀。柴油质量标准中规定总不溶物不能大于2.5mg100mL.

10%蒸余物残炭可在一定程度上大致反映柴油在喷油嘴和气缸零件上形成积炭的倾向。柴油质量标准中规定10%蒸余物残炭不大于0.3%

柴油的安定性取决于其化学组成。柴油中含有的多环芳香烃和环烷芳烃、二烯烃、烯烃、硫化物、氮化物等易氧化的物质都是不安定组分,它们易产生胶质和不溶性沉渣,使油品颜色变深,酸值增高,严重时会造成喷油嘴和滤清器堵塞等,并导致气缸中沉积物增加、磨损加剧。

必须通过各种精制方法减少这些化合物的含量。

 

柴油的腐蚀性

 

柴油中含硫化合物对发动机的工作寿命影响很大。所有的含硫化合物在气缸内燃烧后都生成SO2SO3,这些氧化硫不仅会严重腐蚀高温区的零部件,而且还会与气缸壁上的润滑油起反应,加速漆膜和积炭的形成。同时,柴油机排出尾气中的氧化硫还会污染环境。因此,为了保护环境及避免发动机腐蚀,轻柴油的质量标准中规定了硫含量不大于0.2%,车用柴油的含硫量不大于0.035%。从发展来看,随着对环境保护的要求日益严格,柴油的含硫量指标将会进一步降低。  为防止酸腐蚀,在质量标准中还要求轻柴油的酸度不大于7mg(KOH)/100mL。与柴油腐蚀性相关的指标还有铜片腐蚀,标准要求不大于1级。

硫含量、铜片腐蚀的测定方法同汽油。

       

 

n酸度:表明油品中含有酸性物质的指标,是保证油品储运容器和用油设备不受腐蚀的指标之一。采用GB/T 258汽油、煤油、柴油酸度测定法进行检测,以中和100ml试油中的酸性物质所需的KOH毫克数(mg KOH /100mL)表示。

n油品的酸性物质并不是单体化合物,而是酸性物质组成的混合物,所以不能根据反应的当量关系直接求出某一被测物质的量,而是以中和100mL1g 试油中的酸性物质所需消耗的KOH毫克数表示。

n柴油中有机酸的含量用酸度来表示,在轻柴油质量指标中规定其酸度不大于7mg(KOH)100mL

 

柴油的洁净度

影响柴油洁净度的物质主要是水分和机械杂质。精制良好的柴油一般不含水分和机械杂质,但在储存、运输和加注过程中都有可能混入。柴油中如有较多的水分,在燃烧时将降低柴油的发热值,在低温下会结冰,从而使柴油机的燃料供给系统堵塞。而机械杂质的存在除了会引起油路堵塞外,还可能加剧喷油泵和喷油器中精密零件的磨损。

在柴油的质量标准中规定水分含量不大于痕迹,并不允许有机械杂质。一般情况下采用目测法,仲裁时,水分采用GB/T 260石油产品水分测定法,机械杂质采用GB/T 511石油产品和添加剂机械杂质测定法测定。

 

  

柴油的闪点是保证安全性的指标,也是表征柴油轻组分蒸发性的指标。

油品在特定的标准条件下加热至某一温度,令由其表面逸出的蒸气刚够与周围的空气形成一可燃性混合物,当以一标准测试火源与该混合物接触时即会引致瞬时的闪火,此时油品的温度即定义为其闪点。其特点是火焰一闪即灭,达到闪点温度的油品尚未能提供足够的可燃蒸气以维持持续的燃烧,仅当其再行受热而达到另一更高的温度时,一旦与火源相遇方构成持续燃烧,此时的温度称燃点或着火点(Fire PointIgnition Point)。虽然如此,但闪点已足以表征一油品着火燃烧的危险程度,习惯上也正是根据闪点对危险品进行分级。显然闪点愈低愈危险,愈高愈安全。

 

  

n灰分是试油在规定条件下,经燃烧后,再将其固体残渣高温煅烧所剩下的不燃物质。主要是试油中少量的有机酸盐、有机金属化合物和无机盐经燃烧和高温灼烧后形成的金属氧化物。

n灰分采用GB/T508石油产品灰分测定法进行测定,以质量百分数表示。

n柴油灰分如果超标,则燃烧后,灰分进入积炭将增加积炭的坚硬性,使气缸套和活塞环的磨损增大。

n柴油的质量标准中规定灰分不大于0.01%(质量分数)。

  

n色度采用GB/T6540石油产品颜色测定法进行测定,以色度号表示。

n在生产过程中,石油产品的颜色可以判断油品的精制深度,以便控制产品质量;在储运过程中监控油品颜色变化可以衡量油品的安定性。

n对于同一原油加工的产品,可用颜色作为精制深度和安定性的评价标准之一,但对于用不同原油生产的同一馏分,不能单纯用颜色来评判油品质量的优劣。

n轻柴油的质量标准中规定色度不大于3.5号。

车用柴油特有指

与轻柴油相比,车用柴油增加了多环芳烃含量和润滑性要求,规定多环芳烃含量不大于11%    (v/v),磨斑直径不大于460um

多环芳烃含量采用 SH/T 0606中间馏分烃类组成测定法(质谱法)进行测试。限制多环芳烃含量是基于达到排放要求的需要而制定的。

磨斑直径采用 SH/T 0765 柴油润滑性评定法(高频往复试验机法)进行测试。油品中某些分子量较大的硫化物是很好的天然润滑剂,硫含量的大幅度降低也降低了柴油的润滑性。某些车用柴油的润滑性变差,会引起柴油泵和喷嘴的磨损,因而,车用柴油规定了磨斑直径不大于460um的要求,必要时,需加入柴油润滑剂。

 

车用柴油特有指

GB 19147-2009还增加了脂肪酸甲酯含量不大于0.5 %    (v/v)的要求。

试验方法为GB/T 23801 中间馏分中脂肪酸甲酯含量的测定 红外光谱法

这是由于目前国内生物柴油来源十分复杂,产品质量良莠不齐,为防止发生对车辆使用产生负面影响,规定现行的车用柴油不含生物柴油调合组分。

汽柴油的储存、运输与质量控制

汽柴油贮运、使用中易出现的问题

 

n(1)蒸发。蒸发是液体在任何温度下都可能进行的表面气化现象,油料在储存中轻质成分会不断蒸发,蒸发的直接结果是造成油料数量上的损失,严重的蒸发损失还会引起质量变化。蒸发损失越大,引起的质量变化就越大。蒸发还会引起大气污染。

与蒸发损失关系最大的是饱和蒸气压,饱和蒸气压越大,越容易造成蒸发损失。

储存条件对蒸发损失也有较大的影响,主要因素包括:温度和温差大小,表面积大小,液面上空间大小及收发油次数的多少。

汽柴油贮运、使用中易出现的问题

n(2)氧化。油料在储存中难免要与空气中的氧接触,特别是在温度较高和有金属的催化作用下都会发生氧化反应,引起油料氧化变质,使油品很多性质发生变化。例如,汽油、煤油和柴油在储存中会生成胶质和沉淀,使油的颜色变深,实际胶质和酸度()增大。促使氧化的外界因素主要是温度、日光、与金属接触及与氧接触面的大小等。

n(3)水分。油品中的水分来自外界混入的雨雪或其它方面,也可能是烃类自动从大气中吸收得到的。油品能从大气中吸收微量水分,引起油品质量下降。汽油、煤油和柴油中的低分子酸等会溶于水中,引起设备严重腐蚀。

汽柴油贮运、使用中易出现的问题

n(4)污染。油品在储运过程中可能出现的污染有:机械杂质、水分和混油污染。机械杂质和水分污染主要是在运输、收发过程中,油品所接触的设备及管线洗刷不净或保护不妥所造成的。例如雨雪天在没有防雨雪措施下发放油品,或储油容器封装不严都会使雨雪或风沙进入油品。机械杂质混入油品中会增加设备的磨损,甚至引起摩擦面的拉伤等事故。混油污染主要是管理不善或操作失误所引起的。例如在收发油过程中开错阀门,容器中存油未清除干净,同一管线和油泵输送不同油品以及油库区内阀门不严,造成一个油罐内油品流入另一个油罐,引起大量油品相混等。

完善质量保证措施

 

n建立完善严格的采购验货制度

n贮存中的汽柴油质量保证措施

n汽柴油运输过程中的质量保证措施

建立完善严格的采购验货制度

*定期评审供应商,选择质量保证、诚信好的供货商。

★要求供货商必须从合法渠道进货,并提供有效的检验报告,最好是由社会第三方检验机构出具的具有法律效力的检测报告。

★收入油品时应采样化验,合格后方可收入。建议由供求双方共同采取两份样品,一份用于验货检验,一份用于出现争议时的复查或仲裁。

★即使不能对每批货物都进行检测,仍建议对每批货物采取样品,以便出现质量纠纷时的调查分析。

★采取的样品应有代表性,可按GB/T 4756的要求根据实际情况制定样品抽取方案。

贮存中的汽柴油质量保证措施

(1)防止蒸发和氧化变质。油料在储存中,蒸发和氧化与温度的变化有密切关系。温度高,蒸发和氧化的速度快,温度低则速度慢。其次,蒸发和 氧化与空气接触情况有关,蒸发空间越大(如油罐装油不满)蒸发越多;空气流通越快越易蒸发和氧化。此外,日光的照射、接触金属等都会促进油料的氧化,但主要的影响因素还是温度和接触空气的氧化。在储存中为了延缓其质量变化,应采取以下措施:

n降低温度,减少温差;

n合理安排作业时间,减少油品蒸发;

n尽量装满至安全容量,减少气体空间;

n减少与空气接触,尽量密封储存;

n容器壁涂防护材料,减少燃料与金属的接触;

n定期清洗油罐,排除水分、杂质和沉渣。据调查,今年5月出现的海南问题汽油实际胶质超标的一个重要原因就是长期未清理油罐。

贮存中的汽柴油质量保证措施

(2)防止水分及杂质的混入。采取措施如下:

保持油罐和其他储油容器及抽注工具的清洁;

容器要密封,风雨天要特别注意防护;

定期检查油料洁净性和排除罐底积水;

④清洗油罐和管线后要把残液清除干净。

(3)防混油。采取措施如下:

◆①应尽可能做到专油专用容器、管线及抽灌器材,必须禁止不同品种、不同牌号的油料相混。若不能保证容器专油专用,则须彻底清洗干净后再装入其它油品。

②严格执行阀门操纵挂牌制度,防止错开或忘关阀门;

执行放空制度;

正确使用和维护阀门,确保严密性。

汽柴油运输过程中的质量保证措施

油品在运输中的关键是要避免不同油品混装混运。

n油车应专用,不能用装过汽油的罐车装运柴油,也不能用装过柴油的罐车装运汽油,更不能用装过重质燃料油、润滑油等性质差异更大的罐车装运汽柴油。

n若无法避免,则应彻底清洗后再装运。因为油品的性质各异且用途各不同,一旦发生混油将会使油品质量下降,甚至不合格。如柴油中混入少量汽油,会使闪点大大下降,严重时还会影响粘度。如润滑油或柴油混入汽油,则会造成硫含量、实际胶质和残留超标。

 

加油注意事项

▲往油罐或汽车中加油前应问清油品的品种、型号和规格。

▲绝对不能往柴油车中加汽油,也不能往汽油车中加柴油。

高档柴油车应使用车用柴油,即国或粤国柴油,而不是轻柴油。

▲应按汽车的说明选择汽油的标号,而不要随意改变。