汽油、柴油、航空煤油与润滑油是重要的石油产品,请分析说明四类油品的理想组分,并简要说明原因?
题目解答
答案
解析
本题主要考查对汽油、柴油、航空煤油与润滑油这四类重要石油产品理想组分的理解,解题思路是分别分析每类油品理想组分的特点以及这些特点为何使其成为理想组分。
汽油
汽油的主要性能要求是抗爆性好,能在发动机中平稳燃烧。多支链的异构烷烃具有较高的辛烷值,辛烷值是衡量汽油抗爆性的指标,辛烷值高意味着汽油在发动机内燃烧时不易产生爆震现象,能保证发动机的正常运行。同时,多支链的异构烷烃燃烧完全,能充分释放能量,提高发动机的效率。而且其安定性好,在储存和使用过程中不易发生化学反应而变质,并且在汽油质量标准中没有任何限制,所以多支链的异构烷烃是汽油的理想组分。
柴油
柴油在发动机中需要良好的燃烧性能和低温流动性能。少支链的异构烷烃具有较高的十六烷值,十六烷值是衡量柴油自燃性能的指标,十六烷值高表示柴油在压缩过程中更容易自燃,抗爆性好,能使发动机启动迅速、燃烧稳定。此外,少支链的异构烷烃凝点低,在低温环境下仍能保持较好的流动性,保证柴油能够顺利输送到发动机中。同时,它燃烧完全,能提高能源利用效率,安定性好,在储存和使用过程中性质稳定,在柴油质量标准中也没有限制,因此少支链的异构烷烃是柴油的理想组分。
航空煤油
航空煤油用于航空发动机,对其启动性能、燃烧稳定性和热值等方面有较高要求。
- 环烷烃:环烷烃易于启动,能使航空发动机在短时间内达到正常工作状态。其燃烧极限宽,意味着在较宽的混合气浓度范围内都能稳定燃烧,保证发动机在不同飞行条件下都能正常工作。燃烧稳定可以避免发动机出现抖动、熄火等问题,提高飞行安全性。而且环烷烃的质量热值与体积热值均较大,能为飞机提供更多的能量,延长飞机的续航里程。同时,环烷烃的安定性好,在储存和使用过程中不易变质,所以环烷烃是航空煤油的理想组分之一。
- 异构烷烃:异构烷烃同样易于启动,能使发动机快速达到工作温度和压力。燃烧极限宽和燃烧稳定的特点与环烷烃类似,能保证发动机在各种飞行工况下都能稳定运行。燃烧完全可以提高能源利用效率,减少废气排放。积炭倾向低可以避免在发动机燃烧室内形成积炭,影响发动机的性能和寿命。辉光值高意味着在燃烧过程中能产生明亮的火焰,便于飞行员观察发动机的工作状态。安定性好保证了其在储存和使用过程中的稳定性,因此异构烷烃也是航空煤油的理想组分。
润滑油
润滑油的主要作用是减少机械部件之间的摩擦和磨损,同时要保证在不同温度下都能正常工作。少环长侧链的环状烃和少分支的异构烷烃具有较高的粘度指数,粘度指数是衡量润滑油粘度随温度变化程度的指标,粘度指数高表示润滑油的粘度随温度变化较小,粘温性能好。在低温环境下,润滑油能保持较好的流动性,减少机械部件的启动阻力;在高温环境下,润滑油能保持足够的粘度,形成有效的润滑膜,减少磨损。同时,它们的氧化安定性好,在高温和氧气的作用下不易发生氧化反应,能延长润滑油的使用寿命,所以少环长侧链的环状烃和少分支的异构烷烃是润滑油的理想组分。