1、汽車運行材料 緒 論 這門課的意義？面臨的問題：汽車多，能源消耗大，環境受影響研究和認識運行材料，正確合理使用，節約能源，減少污染，提高汽車性能汽車運行材料 是指車輛運行過程中，使用周期較短，消耗費用較大，對車輛使用性能有較大影響的一些非金屬材料。車用燃料1.包括：汽油、柴油、車用替代燃料（甲醇、乙醇、天然氣）等。2.影響：動力性、排放性。3.特點：成本高，占運行成本的1/3。車用潤滑油料1.包括： 發動機潤滑油、車輛齒輪油、車用潤滑脂等。2.影響： 潤滑性能、低溫流動性影響汽車件的有效潤滑，運動黏度影響汽車的效率傳遞。車用工作液包括：液力傳動油、汽車制動液、液壓系統油、汽車玻璃清洗液等。影響

2、：消耗費用低，但對汽車性能，如行駛安全性、行駛舒適性等有顯著影響，汽車輪胎 汽車行駛系統中的主要組成部分之一。 對汽車的行駛安全性和使用經濟性有重要影響。 主要研究汽車運行材料的使用性能、評定指標（或方法）、分類（或品種）、規格（或牌號）、質量標準（或技術要求）、合理選用以及使用注意事項。二、主要研究內容石油的基本知識汽車運行材料中的兩大組成部分燃料和潤滑材料都是石油產品，每年全世界石油產量的50 60都被汽車消耗掉了。石油是不可再生的能源，節約使用燃料和潤滑材料，就等于間接的節約了石油資源。在研究燃料和潤滑材料之前，需要先了解一些石油的基本知識。 a)深棕色的石油 b)黑色的石油石油的顏色1

3、.石油的物理性質石油有特殊氣味密度多在0.80-0.98凝點差異較大石油的元素組成 主要元素：碳、氫、硫、氧、氮，碳、氫為主要元素，二者總占96%-99%，且C/H在6-7.5之間。其他元素（0.003%以下）：鐵、鉀、鈉、鋁等金屬元素；氯、碘、磷、硅等非金屬元素。 石油的烴類組成烴：由碳和氫兩種元素組成的碳氫化合物。石油的烴類組成：烷烴、環烷烴、和芳香烴三類，少數石油含有烯烴。（1）烷烴：開鏈飽和烴，CnH2n+2 常溫常壓下，碳原子數從1-4是氣體； 碳原子數從5-16是液體，汽油和煤油的主要組成部分； 碳原子數大于17是固體，存在于柴油和潤滑油餾分中。異辛烷C8H18 ： 正辛烷C8H1

4、8 ：烷烴有正構烷烴和異構烷烴之分，碳鏈呈直鏈為正構烷烴，帶側鏈或支鏈為異構烷烴。正構烷烴：結構不穩定，易被燃機空氣氧化成過氧化物，發火性能好，是壓燃式發動機燃料的良好成份。異構烷烴：結構緊湊穩定，不易被燃機空氣氧化成過氧化物，發火性能差，是點燃式發動機燃料的良好成份。（2）環烷烴：環狀飽和烴，CnH2n 環己烷C6H12 高溫下的發火性質介于正構烷烴和異構烷烴之間，熱值略小，凝點低，潤滑性好，是汽油和潤滑油的良好成分。 （3）芳香烴：分子中具有苯環結構的烴，CnH2n-6、CnH2n-12和 CnH2n-18 （苯、甲苯、二甲苯、乙苯、 聯苯、萘、蒽等）苯(C6H6) 物理性質：常溫下成液態

5、或固態，具有強烈的芳香氣味，密度小于1。化學性質：由于苯環的存在，芳香烴化學性質穩定，自燃點高，不易被氧化，使得其抗暴性較好，發火性較差，因此芳香烴是壓燃式內燃機燃料的不良成分，是點燃式內燃機燃料的良好成分。（4）烯烴：分子結構中含有碳碳雙鍵的烴 單烯烴的分子通式為CnH2n， 二烯烴的分子通式是CnH2n-2 環烯烴的分子通式是CnH2n-2 、CnH2n-4 乙烯 (CnH2n )丁二烯 (CnH2n-2) 烯烴的辛烷值很高，凝點低，利用它改善汽油的抗爆性和柴油的低溫流動性。 烯烴是生成臭氧和毒性物質的重要來源，要控制汽車燃料中烯烴的含量。5.石油的非烴類組成 含硫化合物、含氧化合物、含氮

6、化合物、膠質和瀝青質、礦物質水分和機械雜質 （1）含硫化合物 活性硫化物 硫（S）、硫化氫（H2S）、低分子硫醇（RSH） 非活性硫化物 硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、環硫醚、二硫 化物（RSSR）、噻吩（C4H4S）及其同系物。（2）含氧化合物 酸性氧化物：環烷酸(CnH2n-1COOH) 、脂肪 酸(CnH2n+1COOH) 、酚類(CnH2n-7OH) 中性氧化物：醛類（R-CHO）、酮類（RCOR) （3）含氮化合物 堿性氮化物：吡啶C5H5N 、喹啉C9H7N 、異喹啉 非堿性氮化物：吡咯C4H5N 、吲哚咔唑（4）膠質和瀝青質（5）礦物質（又叫無機鹽）6.石油的餾分組成 （1）汽

7、油餾分 （2）煤油餾分和柴油餾分 煤油餾分 柴油餾分 （3）潤滑油餾分7.石油的加工石油的加工包括石油的預處理和石油的提煉。（1）石油的預處理 石油預處理的目的是脫鹽脫水（2）石油的提煉 常用的石油煉制方法有：常壓蒸餾、減壓蒸餾、熱裂化、催化裂化、加氫裂化、催化重整、烷基化、延遲焦化。 一次加工：常、減壓蒸餾 二次加工：熱裂化、催化裂化、加氫裂化、催化重整、烷基化、延遲焦化 常壓蒸餾：根據組成石油的各類烴分子的沸點不同，利用加熱、蒸發、分餾、冷凝等步驟對石油進行的直接分餾。通過直接蒸餾得到的石油餾分，稱為直餾產品。直餾產品主要是由烷烴和環烷烴組成，一般不含或含很少量的不飽和烴，所以它的性質比較

8、穩定，不易氧化變質，適于長期儲存。 減壓蒸餾：是指在降低蒸餾塔內壓力的條件下對常壓蒸餾時得到的重油進行蒸餾。 減壓蒸餾塔內壓力是1.33kPa（10毫米汞柱） 在煉油廠的實際生產工藝流程中，往往把常壓蒸餾和減壓蒸餾組合進行，稱為常減壓蒸餾。 石油氣體 常、減壓蒸餾流程 熱裂化：熱裂化是利用500左右的高溫使重油一類的大分子烴受熱分解裂化成小分子烴的加工過程。 熱裂化產品有裂化氣、汽油、柴油和渣油等。裂化氣的產率約為10，汽油的產率約為30 50 ，柴油的產率約為30，渣油的產率約為30，對于上述熱裂化產品，由于含有較多的不飽和烴，使得石油產品的性質不穩定，易發生變質，所以熱裂化方法已逐漸被淘汰

9、。 催化裂化：催化裂化是目前普遍采用的煉制方法。 它是在催化劑作用下、反應溫度為450510，壓力為0.10.2MPa的條件下，對原料油進行裂化、異構化、芳構化、氫轉移等反應，使沸點較高的大分子烴裂化為小分子烴的加工工藝。產品主要有石油氣、汽油和輕柴油。 在這個過程中，由于催化劑的存在，大分子烴會轉變成小分子烴，烴分子結構也會發生改變，使裂化產品中的不飽和烴大為減少，異構烷烴和芳香烴的含量大大增加，所以催化裂化產品比熱裂化產品安定性好，不易發生變質。 加氫裂化：加氫裂化是使重質油輕質化的又一種方法。它是在高溫（370430）和高壓（1015Mpa）在鎢、鉬、鎳等催化劑作用下，加入氫氣，對原料進

10、行加氫、裂化和異構化，從而使重質油轉變成飽和輕質油的一種煉制方法。 催化重整：催化重整是生產高辛烷值汽油的一種加工方法。它是對直溜汽油餾分中的正構烷烴和環烷烴，在催化劑作用下，進行異構化、芳構化、脫氫等反應，使其烴分子結構進行重新排列而轉化為異構烷烴和芳香烴，以此來獲得高辛烷值和安定性好的汽油組分。 烷基化：烷基化是指在催化劑作用下，烷烴與烯烴之間發生化學加成反應。烷基化的主要原料是異丁烷和各種丁烯成分，主要產物是異辛烷。常用催化劑是濃硫酸或氫氟酸。異辛烷是車用汽油的理想調和組分，所以，烷基化對生產高辛烷值汽油具有重要意義。 延遲焦化：延遲焦化是為了充分利用能源，以獲得更多的輕質油，對減壓渣油

11、進行深度加工的一種煉制方法。延遲焦化的產物主要有汽油、柴油、裂化原料油和石油焦等。8.石油產品的精制和調和（1）石油產品的精制電化學精制（酸堿精制）： 電化學精制就是在電場作用下，對油品進行酸洗和堿洗，以除去油中不良成分的精制方法。 酸洗，是指在濃硫酸作用下除去油中的烯烴、二烯烴以及非烴類化合物等組分。 堿洗，是指在氫氧化鈉溶液作用下除去油中的硫化氫、部分硫醇、酚以及環烷酸等組分。加氫精制： 加氫精制是指在一定溫度、壓力和催化劑作用下，利用加氫的方法除去油中的硫、氮、氧、多環芳香烴和重金屬等有害組分，并使不飽和烴轉變為飽和烴的精制工藝。溶劑精制： 溶劑精制是用選擇性好、溶解能力強的溶劑將原料油

12、中的膠質、環烷酸和多環短側鏈芳香烴等不良成分溶解并抽取出來的精制方法。溶劑精制是潤滑油精制過程中最常用的方法之一。白土補充精制： 白土補充精制是利用白土吸附能力強且選擇性好的特點，讓白土與油品充分混合，將油中的膠質、瀝青質、酸渣、殘余溶劑等吸附在微孔表面，并經過過濾得到精制油品的一種加工方法。加氫補充精制： 加氫補充精制是在一定溫度和壓力條件下，使原料油與氫氣混合后，進入載有催化劑的反應器中進行加氫反應，除去油料中的含氧化合物、含氮化合物、含硫化合物以及殘余溶劑，并使不飽和烴加氫飽和的一種加工方法。脫硫醇精制： 脫硫醇精制是將焦化汽油、催化裂化汽油、輕柴油等輕質燃料中帶有惡臭氣味的硫醇除掉的一種精制方法。脫蠟： 脫蠟包括溶劑脫蠟、尿素脫蠟、分子篩脫蠟、微生物脫蠟（2）石油產品的調和 燃油的調和： 各種煉制方法得到的燃油餾分，成本不同，質量檔次也不同，為保證出廠燃油既符合質量標準，又能降低生產成本，一般是將各種方法得到的燃油餾分進行調和。同時為滿足現代內燃機的工作需求和排放標準的要求，一般還要向燃油中加入多種添加劑或其他提高燃油性能的組分，這一工藝過程就是燃油的調和過程。 潤滑油的調和： 經多種精制方法得到的潤滑油餾分往往滿足不了現代發動機等機械的要求，還不能直接使用，通常需要根據潤滑油產品規定的性質要求，