
柴油屬于輕質石油產品,是在 260 至 350℃的溫度區間內從石油中提煉所得,也能夠通過頁巖油加工以及煤液化來制取,主要由碳、氫以及部分氧構成。今天簡要為您介紹一些有關柴油的基礎常識。
柴油依照餾分的輕重被分為重柴油和輕柴油兩種,其中重柴油適用于轉速在 1000r/min 以下的中、低速柴油機,輕柴油則適用于轉速在 1000r/min 以上的高速機。柴油的顏色呈茶黃色或者棕褐色,搖晃產生的氣泡較小,手感較為潤滑,揮發速度較慢。
在國家標準 GB252 - 2000 中被稱作輕柴油,深圳市技術標準 SZJG13 - 2007 則稱為含清凈劑車用柴油,它們最根本的區別在于硫含量的不同,輕柴油的硫含量不大于 0.2%,車用柴油的硫含量不大于 0.035%。
一、規格及用途
輕柴油按照凝點能夠劃分為 10#、5#、0#、-10#、-20#、-35# 和 - 50# 等 7 個牌號,依據 GB252 和 GB19147 標準的要求,選用柴油牌號應當遵循以下原則:
(1)10 號輕柴油適用于配備有預熱裝置的柴油機;(2)5 號輕柴油適用于危險率為 10% 的最低氣溫在 8℃以上的地區使用;(3)0 號輕柴油適用于危險率為 10% 的最低氣溫在 4℃以上的地區使用;(4)-10 號輕柴油適用于危險率為 10% 的最低氣溫在 -5℃以上的地區使用;(5)-20 號輕柴油適用于危險率為 10% 的最低氣溫在 -14℃以上的地區使用。
二、性能指標及要求柴油的主要指標
主要指標包括燃燒性、揮發性、流動性、安定性和腐蝕性等。
1、燃燒性(著火性):柴油燃燒性的高低直接影響到柴油機的運轉。十六烷值是體現柴油在發動機中著火和燃燒性能的重要指標。柴油的十六烷值直接影響燃料在柴油機中的燃燒過程。柴油的十六烷值高,其自燃點低,在柴油機氣缸中容易自燃,發動機運行平穩。柴油的十六烷值如果過低,燃料著火困難,會出現不正常燃燒,降低發動機的功率。但柴油的十六烷值也不宜過高,如果過高,柴油不能完全燃燒,耗油量增大。柴油的十六烷值與其化學組成有關。正構烷烴的十六烷值最高,環烷烴次之,多環芳香烴的十六烷值最低。一般車用柴油的十六烷值應在 45 至 60 的范圍內。
2、揮發性:要使發動機啟動和正常工作,要求柴油具有良好的揮發性。但揮發性也不能太強,因為蒸發速度過快,燃燒時會積聚大量柴油,使發動機工作不穩定。同時,揮發性強,即餾分輕,粘度必然小,不僅會增大噴油泵磨損,而且降低噴霧質量,使燃燒過程惡化。這就是說,柴油的揮發性過強或過差、即餾分過輕或過重都不合適。柴油的揮發性主要用餾程和閉口閃點來評定。
(1)餾程 50%回收溫度:該溫度越低,表明柴油中輕質組分越多,揮發性越好,使柴油易于啟動。標準中規定 50%回收溫度不高于 300℃。90%回收溫度和 95%回收溫度:該溫度越低,表明柴油中重質組分越少,可以提高柴油的燃燒性能和柴油機的動力性能,降低油耗,減少機械磨損。標準中規定 90%回收溫度和 95%回收溫度分別不高于 355℃和 365℃。
(2)閃點 柴油閃點既是控制柴油揮發性的項目,也是保障柴油安定性的項目。一般認為輕質燃料在儲運時,其閃點高于 35℃就是安全的。標準中規定 0 號柴油的閃點不低于 55℃。
3、流動性:柴油的流動性主要由粘度、凝點、冷濾點來表示。
(1)粘度 是柴油重要的使用性能項目,它與柴油的供應量、霧化性、燃燒性和潤滑性均有密切的關系。高速柴油機在運行時,噴油時間每次只有 0.001 至 0.002 秒,要在如此短的時間內使噴入的柴油氣化自燃,霧滴直徑不能超過 0.025mm,才能保證完全燃燒。霧化好壞取決于粘度,粘度過大則霧滴大,與空氣混和不均勻,燃燒不完全形成積炭;如果粘度過小,霧化雖好,但噴射角大而近,也不能與空氣混和完全,同時對噴油嘴等部件的潤滑性能變差,增大磨損。標準中要求 0 號輕柴油在 20℃時的運動粘度在 3.0 至 8.0mm2/s,只有在這個范圍內,才既能保證柴油對發動機燃油供應系統有較好的潤滑性,保證柴油有較好的霧化性能和供應量,從而使柴油有較好的燃燒性能。
(2)凝點、冷濾點是評定柴油低溫流動性兩個主要指標,我國柴油就是按凝點劃分牌號的,凝點是柴油不能流動的最高溫度。但實際使用中,在柴油完全凝固前,便有蠟結晶析出,結晶達到一定尺寸,就可能造成過濾器濾網堵塞,使柴油并未達到凝點前便不能使用。在規定條件下柴油不能通過濾網的最高溫度,叫柴油的冷濾點。冷濾點與柴油的使用性能有良好的對應關系,各牌號柴油的實際使用溫度范圍就是按冷濾點來劃分的。
4、安定性:柴油的安定性對發動機的影響與汽油類似。柴油安定性差,容易氧化變質,顏色加深變黑,沉淀物和膠質增大,堵塞過濾器,容易在燃燒室內形成大量積炭,柴油噴射系統形成漆膜并使活塞環粘結和加大磨損,對柴油的儲存和使用有很大影響。柴油的安定性指標主要用 10%蒸余物殘炭和總不溶物表示,同時色度的大小及變化也能夠反映出柴油安定性的好壞。
5、腐蝕性:柴油的腐蝕性基本同汽油腐蝕性一樣,它通過硫含量、酸度、銅片腐蝕三個指標加以控制。
(1)酸度 酸值、酸度表示石油產品中酸性物質的總和。通常,柴油用酸度來表示。酸度大的柴油不僅腐蝕機件,而且會增加噴油嘴和燃燒室的結焦和積垢。國家標準規定柴油的酸度不大于 7㎎KOH/100ml。
(2)腐蝕試驗 腐蝕試驗是鑒定油品對一種或幾種金屬的腐蝕作用的一種定性的試驗,目的是檢驗油品中是否含有對金屬產生腐蝕作用的硫醇、活性硫或游離硫及酸性物質、堿性物質和水分等物質。國家標準規定銅片腐蝕不大于 1 級。
(3)硫含量 硫含量是指存在于油品中的硫及其衍生物的含量,是保證用油的機械不受腐蝕和操作人員不致損害健康以及防止環境污染的指標。燃料中硫含量較多時,活性硫可以腐蝕油品的儲運設備和機械的供油系統;非活性硫燃燒后形成 SO2 和 SO3,遇水形成亞硫酸和硫酸而腐蝕機械,而 SO2 和 SO3 排入大氣會造成污染。標準中規定柴油的硫含量不大于 0.2%,車用柴油不大于 0.05%。
6、密度:石油的密度隨著其組成中的碳、氧、硫的含量的增加而增大。由于密度隨溫度的升高而減小,我國一般用 20℃下測定的密度,稱為標準密度,柴油的標準密度通常為 0.81 至 0.86 克 / 毫升。視密度是指在實驗溫度(環境溫度)下的密度,一般客戶在接收油品測的密度為視密度。柴油密度過小,會使發動機發生爆震,耗油量增大;密度過大,則柴油不能充分燃燒,并在汽缸內和噴嘴上形成積炭,造成汽缸的磨損和堵塞油路,使耗油量增大。
7、水分和機械雜質:水分和機械雜質是大多數石油產品的重要質量指標。油品在儲運過程中可能由于種種原因混入水分和機械雜質,對于油品的使用是有害的。會堵塞供油系統的管線和過濾器,增加用油機械設備的磨損等。柴油中含水時,不僅設備增加腐蝕和降低效率,而且會使燃料過程惡化。在低溫情況下,燃料中的水分會結冰堵塞發動機油路,影響供油。
8、色度:色度是表示柴油顏色的指標,國家標準中規定輕柴油的色度不大于 3.5。柴油的色度跟原油品質、煉油工藝、精制程度都有關系。不同煉廠出品的柴油顏色會有較大差異。
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