汽车运行材料 绪论

棕黑色、红褐色等等，甚至还有透明的石油。 密度大多在0.80～0.98g/cm3之间。下图是透 明和黑色石油的实物照片。
a) 透明的石油
石油的颜色
b) 黑色的石油
石油的颜色取决于它本身所含胶质、沥青质
的含量，石油的颜色越浅其油质越好，透明的石
油可直接加在汽车油箱中代替汽油。 石油的成因目前有两种说法：
在炼油厂的实际生产工艺流程中，往往把
常压蒸馏和减压蒸馏组合进行，称为常减压蒸 馏。
常减压蒸馏是炼油厂的第一道工序，通过 它可以直接从原油中提取石脑油、汽油、煤油 、轻柴油及燃料油。
常减压蒸馏的流程如图所示
常减压蒸馏的流程图
常减压蒸馏塔的实物照片如图所示
常减压蒸馏塔
利用蒸馏法获得的汽油、柴油的生产率较
1.石油的预处理的目的是脱盐脱水，这个 过程一般是在两级脱盐罐中进行的。
2.石油的提炼是在炼油厂蒸馏塔中进行的
炼油厂包括三种类型：燃料油，燃料—润滑油 ，燃料—化工 。
3.石油经过加工提炼，可以得到的产品大 致可分为四大类：①石油燃料；②润滑油和润 滑脂；③蜡、沥青和石油焦；④溶剂和石油化 工产品。
硫、氧、氮等非烃类化合物和烯烃很少，因而产品性 质比较安定。
加氢裂化的产品有汽油、柴油、润滑油等。 加氢裂化的汽油抗爆性好，腐蚀性低；加氢裂化 的柴油发火性能好，凝点也低；加氢裂化的润滑油粘 温性能好。 加氢裂化装置的实物照片如下图所示。加氢裂化 不如催化裂化方法应用普遍。
大庆炼油厂年处理能力 300 kt 加氢裂化装置
馏方法制取油品。蒸馏分离出来的各种成分，
叫做馏分。一般情况下，蒸发温度为35～200 ℃的馏分为汽油；蒸发温度为200～350℃的馏 分为煤、柴油；蒸发温度为350～500℃的馏分 为润滑油。烷烃、环烷烃和芳香烃中的碳原子 个数少、分子量小和环数少的烃都分布在低沸 点馏分中；反之则分布在高沸点馏分中。
第二节 石油产品提炼的基本方法
现代石油工业最早诞生于美国宾西法尼亚 州的太特斯威尔村。1858年乔治 . 比尔斯请德 雷克上校带人打井，1859年8月27日在钻井69英 尺时，终于获得了石油。从此，利用钻井获得 石油、利用蒸馏法炼制燃油的技术真正实现了 工业化，现代石油工业诞生了。 石油的加工包括石油的预处理和石油的提炼
八、石油产品的精制
通过石油炼制方法得到的石油产品大多数为 半成品，其中还含有硫化物、氧化物、氮化物、 胶质以及不饱和烃等杂质，因此，还需对这些半 成品进行精制加工，以除去其中的非理想组分。
常用的精制方法有：电化学精制、加氢精制 、溶剂精制、白土补充精制、加氢补充精制、脱 硫醇精制、溶剂脱蜡、尿素脱蜡、分子筛脱蜡、 微生物脱蜡等。
☆车用燃料 为汽车提供动力的可燃性物质， 燃烧 时产生热能，通过能量转换装置转换成机械能驱 动汽车行驶，目前主要的车用燃料是汽油和轻柴 油；在一些特殊情况下，汽车也可使用代用燃料
☆润滑材料 用于汽车各相对运动零件表面间的润 滑介质，具有减小摩擦阻力，保护摩擦表面的功 能，起到密封、散热和清洗的作用。
第一节 石油的化学组成
石油的化学成分比较复杂，是由分子大小 和化学结构不同的烴类和非烴类物质组成的复 杂混合物！
石油的元素组成：主要有碳、氢、硫、氧、 氮五种，其中碳约占 83%～87%，氢约占11%～ 14%，氧、硫、氮约占 0.5 %～5 %。此外,石油 中还有极微量的氯、碘、磷、砷、硅、钠、钾、 钙、铁、铜、镁、铝、镍、钒等元素。
石油的烴类和非烴类组成。碳氢化合物常被
称为烴。按照其结构不同，烴主要分为烷烴、环 烷烴、芳香烴和不饱和烴。 一、烷烃
烷烃是链状饱和烃，分子通式是CnH2n+2 。 烷烃按其结构又可分为正构烷烃和异构烷烃。凡 是烷烃分子中的主碳链上没有碳支链的称为正构 烷烃，有支链结构的称为异构烷烃。
在常温下，碳1到碳4是气体，碳5到碳16是 液体，碳16以上是固体。固态烷烃在燃油中呈溶 液状态存在。
层塔盘中可获得煤油馏分，在下部盘中可获得柴油馏 分。塔底部残留的不能蒸发的残油（重油馏分），称 为塔底油，由塔底部流出后进入减压蒸馏系统。
2.减压蒸馏是指在减低蒸馏塔内压力的条件下对
常压蒸馏时得到的重油进行蒸馏。如果将重油采用常 压蒸馏，必须要提高加热温度，这样将导致重油分子 发生裂解，影响制取润滑油的馏分组成，因此，必须 适当采用减压降沸的蒸馏方法。方法是：将塔底油在 管式炉中加热到400℃以上，送入减压蒸馏塔中，塔内 保持1.33kPa的压力，使重油蒸发成气体，并在上中下 高度不同的各层塔盘中冷凝，即可分别获得轻质润滑 油馏分、中质润滑油馏分和重质润滑油馏分，这些油 统称为馏分油。最后，从减压蒸馏塔底部流出的是减 压渣油。
含硫化合物包括硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物
、环硫醚等。 2.含氧化合物 包括酸性氧化物和中性氧化物。 3.含氮化合物 石油中的含氮化合物可分为碱性和非碱性两类。 4.胶质和沥青质
胶质是树脂状黏稠物质，呈深黄色至棕色。 沥青质是非晶状粉末，呈深褐色或黑色。 六、烃类分布规律
石油是混合物，没有固定的沸点，采用蒸
二、环烷烃 环烷烃是一种环状饱和烃，分子通式为CnH2n
在燃油中，大都是单环的五碳环和六碳环。 环烷烃的化学性质比较稳定，不易氧化变质，
抗爆性比正构烷烃高，与大部分异构烷烃的抗爆 性相当。环烷烃的凝点低，润滑性较好，是汽油 和润滑油的良好成分。 三、芳香烃
芳香烃是以苯环为基础组成的化合物，有单苯 环、双苯环组成的芳香烃，还有三苯环、四苯环 组成的芳香烃、带侧链的芳香烃、由环烷烃和芳 香烃混合组成的芳香烃等。分子通式为CnH2n-6、
异辛烷是车用汽油的理想调和组分，可使 调和汽油的研究法辛烷值高达92～95，并且具 有良好的挥发性和燃烧性，还不含有烯烃。所 以，烷基化对生产高辛烷值汽油具有重要意义。 七、延迟焦化法
延迟焦化是为了充分利用能源以得到更多 的轻质油，对减压渣油等重质油品进行深度加 工的一种方法。
所谓延迟焦化，就是通过缩短减压渣油在高温 （500℃左右）炉管内的停留时间，使减压渣油 在炉管内来不及结焦的条件下进入焦炭塔。在 焦炭塔中，减压渣油在高温下进行充分反应， 一方面由大分子烃裂化分解成小分子烃，直至 成为气体，另一方面缩合成为石油焦，这样就 避免了减压渣油在加热炉管内大量结焦的出现， 从而使装置的运转周期得到延长。延迟焦化的 产物主要是汽油、柴油、裂化原料油和石油焦 等。
小，一般在25%～35%之间，这远不能满足燃料 日益增长的需求。因此，必须对重质油品进行 二次加工从而获得更多更好的燃油。二次加工 法有热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、 烷基化和延迟焦化等方法。
二、热裂化法
热裂化法是利用重质烃类在高温、高压下 可发生裂解的性质，将一些大分子烃类分裂成 为一些小分子烃类，从而获得更多汽油、柴油 的一种加工方法。热裂化产品有裂化气、汽油、 柴油和渣油等。裂化气的产率约为10％，汽油 的产率为30％～50％，柴油的产率约为30％， 渣油的产率约为30％。对这些热裂化产品，由 于含有较多不饱和烃，使得性质不稳定，易发 生变质，所以热裂化方法已逐渐被淘汰。
催化裂化是目前普遍采用的炼制方法，其工艺流程如图：
四、加氢裂化法
加氢裂化法是在高温（370～430℃）和高压（10 ～15Mpa），在钨、钼、镍等催化剂作用下,加入氢气， 对原料进行加氢、裂化和异构化，从而使重质油转变 成饱和的轻质油的一种炼制方法。
加氢裂化同催化裂化相似，除了大分子烃转变成小 分子烃外，也发生分子结构的改变，从而使裂化产品 中的不饱和烃大为减少，而异构烷烃和环烷烃的含量 大大增加。另外,加氢裂化还可以将原料油中的硫、氧、 氮等非烃类化合物转化为易于脱除的水、氨、硫化氢 等，所以加氢裂化产品含异构烷烃和环烷烃较多，含
☆各种工作液 主要包括汽车制动液、防冻液、液 力变扭器液、减震器液和电解液。
汽车运行材料大多都是石油产品。这些 材料有的直接来源于石油，有的以石油为原 材料加工而成。据统计，全世界石油产品的 46％都被汽车所消耗。因此，认识和了解石 油对研究运行材料具有重要作用。
一 油的基本知识
石油在国民经济中占有及其重要的地位，
① 无机论 即石油是在基性岩浆中形成的； ② 有机论 即各种有机物如动物、植物、特 别是低等的动植物，像藻类、细菌、蚌类、鱼 类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、三角洲、 湖泊等地，在很多物理化学作用下最后逐渐形 成为石油。
最早提出“石油”一词的是公元977年中
国北宋编著的《太平广记》。最早给石油以科 学命名的是在我国宋代著名科学家沈括编著的 《梦溪笔谈》中，把历史上沿用的石漆、石脂 水、火油、猛火油等名称统一正式命名为“石 油”。在石油一词出现之前，国外称石油为 “魔鬼的汗珠”、“发光的水”等。
九、石油产品的调和
1.燃油的调和 各种炼制方法得到的燃油馏分，成本不同，
质量档次也不同，为保证出厂燃油既符合质量标 准，又能降低生产成本，一般要将各种方法得到 的燃油馏分进行调和。同时，为满足现代内燃机 的工作需求和排放标准的要求，还得向燃油中加 入多种添加剂或其他提高燃油性能的组分。这一 工艺工程就是燃油的调和过程。 2.润滑油的调和
石油分馏生产过程示意图
石油提炼的基本方法:
一、蒸馏法 蒸馏法分为常压蒸馏和减压蒸馏
1.常压蒸馏是根据组成石油的各类烴分子的沸点 不同，利用加热、蒸发、分馏、冷凝等步骤对石油进 行的直接分馏。常压蒸馏可以直接从石油中得到汽油、 煤油和柴油。其蒸馏流程是：首先用油泵将石油打入 管式加热炉中加热到350℃～360℃，使之变成油蒸 气，然后送入常压蒸馏塔中。塔顶上获得的石油气体 ，是良好的化工原料。蒸馏塔的不同位置上安装着隔 板，这些隔板称为塔盘，油蒸气在塔盘中冷凝结成液 体。在蒸馏塔的上层塔盘中可以获得汽油馏分，在中
五、催化重整法 是指对直溜汽油的馏分，在催化剂作用下，
使其烃分子结构进行重排形成新分子结构，从 而获得高辛烷值和安 定性好的汽油组分的 工艺。催化重整按所 用催化剂种类的不同 ，分为铂重整、铂铼 重整、铂锡重整以及 多金属重整等。