汽油

汽油

燃料
汽油,外觀為透明液體,主要是由C4~C10各族烴類組成,按辛烷值分為90号、93号、97号三個牌号。具有較高的辛烷值和優良的抗爆性,用于高壓縮比的汽化器式汽油發動機上,可提高發動機的功率,減少燃料消耗量;具有良好的蒸發性和燃燒性,能保證發動機運轉平穩、燃燒完全、積炭少;具有較好的安定性,在貯運和使用過程中不易出現早期氧化變質,對發動機部件及儲油容器無腐蝕性。随着國家對環保越來越重視,對汽油質量要求也越來越高。[1]2017年10月27日,世界衛生組織國際癌症研究機構公布的緻癌物清單初步整理參考,發動機尾氣,汽油在2B類緻癌物清單中。
  • 中文名:汽油
  • 外文名:Petrol(英);Gasoline(美)
  • 化學式:五碳至十二碳烴類(碳氫化合物)混合物
  • 水溶性:不溶于水
  • 外觀:透明
  • 危險性描述:易燃
  • 拼音:qì yóu
  • 顔色:黃色透明
  • 密 度:0.70至0.78g/cm³
  • 主要成分:C5-C10
  • 熱值:44000 kJ/kg
  • 氣味:芳香味
  • 用途:航空汽油、車用汽油、溶劑汽油
  • 餾程:30-220℃
  • 引燃溫度:415 - 530℃

發展曆史

在19世紀的大部分時間内,煤油是标準的點燈用燃料。當時的石油冶煉依賴簡單的蒸餾過程,将石油中沸點不同的成分分離出來。煤油的沸點較高,很容易同沸點較低的汽油以及其他雜質分離開來。煤油成為原油煉制的主要産品,而汽油和其他成分則往往被白白燒掉。到20世紀前20年,研究人員發現,内燃機采用汽油這樣的輕型燃料,反而運轉得更好。但采用蒸餾法,僅能從原油中提煉出20%的汽油。盡管美國石油勘探人員在賓夕法尼亞州、印第安納州、奧克拉荷馬州及德克薩斯州打出很多油井,但冶煉汽油的低效率,極大地阻礙了汽車工業的發展。

美國“标準石油公司”的兩名工程師,威廉姆·伯頓(公司副總裁)和羅伯特·哈姆福瑞斯(實驗室主任)解決了提煉汽油的低效率問題。他們對蒸餾法進行了改進,在其标準加熱過程中增大壓力,将煤油“裂解”成汽油。這種“熱裂解”工藝使汽油的冶煉效率增加了一倍,出油率達到40%。

1913年,伯頓獲得了有關這一工藝的專利。美國生産的汽油從此趕上了汽車需求的步伐。随生産技術的發展,汽油品質獲得提高。汽油具有良好的蒸發性和燃燒性,能保證發動機運轉平穩、燃燒完全、積炭少;具有較好的安定性,在貯運和使用過程中不易出現早期氧化變質,對發動機部件及儲油容器無腐蝕性;減少燃料消耗量。市場上所見到的97号、98号汽油産品執行的産品标準均為企業标準。與GB17930-1999标準所屬産品相比,具有更高的辛烷值和優良的抗爆性,用于高壓縮比的汽化器式汽油發動機上,可提高發動機的功率。

汽油作為有機溶液,還可以作為萃取劑使用,作為萃取劑最廣泛的應用為國内大豆油主流生産技術:浸出油技術。浸出油技術操作方法為将大豆在6号輕汽油中浸泡後再榨取油脂,然後經過一系列加工過後形成大豆食用油。

理化性質

汽油為油品的一大類,是四碳至十二碳複雜烴類的混合物,為無色至淡黃色的易流動液體,很難溶解于水,易燃,餾程為30℃至205℃,空氣中含量為74~123克/立方米時遇火爆炸。乙醇汽油含10%乙醇,其餘為汽油。汽油的密度因季節氣候不同會有略微變化,平均如下:

90汽油的平均密度為0.72g/ml;

93汽油的密度為0.725g/ml;

97汽油的密度為0.737g/ml。

閃點:

閃點是表示汽油蒸發和安全性能的指标。閃點過低,則說明汽油中混有輕組分油,發動機工作粗暴,并将對汽油貯存、運輸、使用以及發生交通事故後的安全性帶來極大的安全隐患,因此國家标準嚴格規定的閃點值為≥55℃。

冷濾點:

冷濾點是衡量輕柴油低溫性能的重要指标,具體來說,就是在規定條件下,柴油開始堵塞發動機濾網的最高溫度。冷濾點能夠反映柴油低溫實際使用性能,最接近柴油的實際最低使用溫度。用戶在選用柴油牌号時,應同時兼顧當地氣溫和柴油牌号對應的冷濾點。5号輕柴油的冷濾點為8℃,0号輕柴油的冷濾點為4℃,-10号輕柴油的冷濾點為-5℃,-20号輕柴油的冷濾點為-14℃。

辛烷值:

辛烷值是表示汽油抗爆性的指标,它是汽油最重要的質量指标。中國車用汽油的标号采用研究法測定的數值,93号汽油表示它的辛烷值不低于93#,依此類推。發動機根據壓縮比的不同應選用不同标号的汽油,這在每輛車的使用手冊上都會标明。當加入的汽油标号過低時,會産生爆震、發動機功率下降、車子無力等現象。

分類

根據制造過程,汽油組分可分為直餾汽油、熱裂化汽油(焦化汽油)、催化裂化汽油、催化重整汽油、疊合汽油、加氫裂化汽油、烷基化汽油和合成汽油等。

根據用途可分為航空汽油、車用汽油、溶劑汽油等三大類。主要用作汽油機的燃料,廣泛用于汽車、摩托車、快艇、直升飛機、農林業用飛機等。溶劑汽油則用于橡膠、油漆、油脂、香料等工業。

汽油還可以溶解油污等水無法溶解的物質。可以起到清潔油污的作用。

汽油作為有機溶液,還可以做為萃取劑使用。

重要性能

最重要的性能為蒸發性、抗爆性、安定性和腐蝕性。

蒸發性

汽油在發動機氣缸内,必須要迅速氣化并與空氣形成均勻的可燃混合氣,這主要是由汽油的本身蒸發性所決定。反映蒸發性的主要指标是餾程和飽和蒸氣壓。

①餾程能大體上表示汽油的沸點範圍和蒸發性能,一般用餾程的10%、50%、90%點餾出溫度和終餾點來反映不同工作條件下汽油的汽化性能。我國車用汽油質量标準要求10%餾出溫度≯70℃、50%餾出溫度≯120℃、90%餾出溫度≯190℃,終餾點≯205℃。

②飽和蒸氣壓是衡量汽油在汽油機燃料供給系統中是否易于産生氣阻的指标,同時還可相對地衡量汽油在儲存運輸中的損耗傾向。蒸氣壓越大,蒸發性越強,易于冷啟動;同時産生氣阻傾向增大,蒸發損失增大。

安定性

汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力稱為汽油的氧化安定性,簡稱安定性。評定汽油安定性的指标分為碘值、實際膠質、誘導期。

指汽油在各種使用條件下抗爆震燃燒的能力。車用汽油的抗爆性用辛烷值表示。辛烷值越高,抗爆性越好。汽油抗爆能力的大小與化學組成有關。帶支鍊的烷烴以及烯烴、芳烴通常具有優良的抗爆性。規定異辛烷的辛烷值為100,抗爆性好;正庚烷的辛烷值為0,抗爆性差。汽油辛烷值由辛烷值機測定。高辛烷值汽油可以滿足高壓縮比汽油機的需要。汽油機壓縮比高,則熱效率高,可以節省燃料。提高汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油組分,但也通過添加MTBE等抗爆劑來實現。汽油的牌号是按辛烷值劃分的。

抗爆性

衡量燃料是否易于發生爆震的性質稱為抗爆性,汽油抗爆性通過辛烷值(RON)表示。汽油的辛烷值越高,抗爆性就越好。對同族烴類,碳數小,抗爆性好,辛烷值高。碳數相同的各族烴,辛烷值由大到小的順序為芳香烴>異構烷烴和異構烯烴>正構烯烴及環烷烴>正構烷烴。同一原油的不同直餾餾分,餾分越輕,辛烷值越高;不同原油沸程相同的餾分,化學組成不同,辛烷值不同。

腐蝕性

汽油腐蝕性與硫及含硫化合物、有機酸、水溶性酸或堿有關。

清潔性

汽油常常含有機械雜質和水分。機械雜質會造成油路堵塞,磨損加劇等嚴重後果。水分混入汽油中,會加速汽油的氧化,并與汽油中低水分子有機酸生成酸性水溶液而腐蝕金屬,低溫時易結冰形成冰粒堵塞油路。所以車用汽油中應嚴格控制機械雜質和水分混入。

制備方法

汽油生産配套裝置為常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、柴油加氫改質、焦化汽油加氫精制、催化裂化汽油加氫脫硫、連續催化重整(簡稱重整)、苯抽提和MTBE等裝置。

主要用途

汽油是用量最大的輕質石油産品之一,是引擎的一種重要燃料。

根據制造過程,汽油組分可分為直餾汽油、熱裂化汽油(焦化汽油)、催化裂化汽油、催化重整汽油、疊合汽油、加氫裂化汽油、烷基化汽油和合成汽油等。

汽油主要用于交通運輸工具的動力燃料。橡膠、油漆、染料、印刷、制藥、粘合劑等工業用汽油作溶劑。機器部件和衣物的清洗去污以及電鍍産品的前處理用汽油做去油劑。

汽油牌号

我國車用汽油有含鉛和無鉛兩種。其牌号均是按照研究法辛烷值(RON)劃分的,汽油牌号中的數字就是辛烷值。不論是有鉛汽油還是無鉛汽油,都以研究法辛烷值來劃分油料牌号,隻要油料牌号相同,其抗爆性是相同的。隻不過有鉛汽油采用四乙基鉛為抗爆劑,而無鉛汽油采用無鉛抗爆劑,對環境污染小。随着新的汽車排放控制标準的實施,對汽車燃料的品質要求發生很大的變化。

我國國(IV)的汽油牌号有3個,分别為90号、93号、97号。國(V)分别為89号、92号、95号(附錄中有98号)。選擇汽油主要根據汽車使用說明書的要求,以正常條件下發動機不發生爆燃為前提,選擇适當牌号的車用汽油。傳統強調的按壓縮比的高低選擇汽油的關系已越來越模糊,因為影響發動機爆燃的因素除壓縮比外,還有其他因素,且當今汽車發動機結構正在不斷趨于完善,電控系統可自動調節點火提前角,使發動機的點火提前角工作在最佳值,消除了爆震。

環境影響

健康危害

侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。

    汽油為麻醉性有毒物質,對中樞神經系統有麻醉作用。輕度中毒症狀有共濟失調、頭暈、惡心嘔吐等。重度中毒則為吸入高濃度汽油蒸氣後,表現為中毒性腦病,少數可産生腦水腫,出現頸項強直、面色潮紅、脈搏波動和呼吸淺快;吸入極高濃度汽油後可引起突然意識傷失,反射性呼吸停止而死亡。平時注意駕駛室底部密封以減少發動機的汽油向駕駛室擴散外,還應注意行車時多打開專車窗,通風換氣,降低駕駛室内的汽油濃度。汽油對皮膚有去脂作用,司機在修理汽車時,經常接觸汽油,很容易引起皮膚幹燥皲裂、角化和慢性皮炎;用嘴吸汽油又容易引起急性肺炎。因此,司機在接觸汽油後,應及時将接觸部位清洗幹淨,以便減少汽油對皮膚的損害,更要杜屬絕用嘴吸汽油的不良習慣。汽油具有強烈的揮發性,并且易溶于脂肪。在生産中常常以蒸氣的形式經呼吸道吸入人體,通過血液循環到人的大腦,引起麻醉作用。并對中樞神經系統及末梢神經産生毒害作用,對骨髓造血機能産生不良影響。

毒理學資料及環境行為

毒性:屬低毒類。

急性毒性:LD5067000mg/kg(小鼠經口);LC50103000mg/m3,2小時(小鼠吸入)

刺激性:人經眼:140ppm(8小時),輕度刺激。

亞急性和慢性毒性:大鼠吸入3g/m3,12-24小時/天,78天(120号溶劑汽油),未見中毒症狀。大鼠吸入2500mg/m3,130号催化裂解汽油,4小時/天,6天/周,8周,體力活動能力降低,神經系統發生機能性改變。

危險特性:極易燃燒。其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑能發生強烈反應。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇明火會引着回燃。

燃燒(分解)産物:一氧化碳、二氧化碳。

環境标準

中國(TJ36-79)車間空氣中有害物質的最高容許濃度350mg/m3[溶劑汽油]

中國(待頒布)飲用水源中有害物質的最高容許濃度0.3mg/L

前蘇聯(1975)污水中有機物最大允許濃度3mg/L

産品标準

汽油質量的主要控制指标包括:抗爆性(研究法辛烷值、馬達法辛烷值、抗爆指數)、硫含量、蒸汽壓、烯烴含量、芳烴含量、苯含量、腐蝕、餾程等。

中國煉油工業在14年間完成了車用汽油、車用柴油從國Ⅱ到國Ⅵ的升級,實現了車用汽油超低硫、低烯烴、低芳烴、低苯的要求。

2019年起全國通用車用汽油國VIA标準。烯烴含量是車用汽油中的環保指标之一,為進一步減少汽車污染物排放,國VIA标準将烯烴含量指标限值18v%降為15v%,降低了3v%。苯對人體健康具有潛在風險,對車輛排放控制系統也會産生不利影響。國VIA标準苯含量指标限值1v%降低為0.8v%。

預計2023年将實施車用汽油國VIB标準。

應急處理

洩漏應急處理

迅速撤離洩漏污染區人員至安全區,并進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿消防防護服。盡可能切斷洩漏源。防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。小量洩漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。或在保證安全的情況下,就地焚燒。大量洩漏:構築圍堤或挖坑收容;用泡沫覆蓋,降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器内,回收或運至廢物處理場所處置。

防護措施

呼吸系統防護:一般不需要特殊防護,高濃度接觸時可佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩)。

眼睛防護:一般不需要特殊防護,高濃度接觸時可戴化學安全防護眼鏡。

身體防護:穿防靜電工作服。

手防護:戴防苯耐油手套。

其它:工作現場嚴禁吸煙。避免長期反複接觸。

急救措施

皮膚接觸:立即脫去被污染的衣着,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。就醫。

眼睛接觸:立即提起眼睑,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

食入:給飲牛奶或用植物油洗胃和灌腸。就醫。

滅火方法:噴水冷卻容器,可能的話将容器從火場移至空曠處。滅火劑:泡沫、幹粉、二氧化碳。用水滅火無效。

乙醇汽油

汽車用乙醇汽油标準和GB17930-1999車用無鉛汽油标準的技術要求相比,有以下特點:

(1)增加了乙醇含量。要求乙醇含量在9.0%~10.5%(V/V)範圍,不得人為加入其它含物,但允許加入作為助溶劑的高級醇。(2)将原車用無鉛汽油中機械雜質及水分項目中0.15%(m/m)。

早在20世紀20年代,巴西就開始了乙醇汽油的使用。由于巴西石油資源缺乏,但盛産甘蔗,于是形成了用甘蔗生産蔗糖、醇的成套技術。巴西這個國家是世界上最早用乙醇汽油中乙醇含量已達到20%。

美國是世界上另一個燃料乙醇的消費大國。20世紀30年代在内布拉斯加州地區乙醇汽油就首次面市。1978年含10%乙醇汽油(E10汽油)在内布拉斯加州大規模使用,此後,美國聯邦政府對E10汽油實行減免稅,燃料乙醇産量從1979年的3萬噸迅速增加到1990年的269萬噸。2000年美國燃料乙醇産量達到500萬噸。随着MTBE在美國使用量的減少和最終的禁用,燃料乙醇将成為MTBE最佳含氧化合物的替代産品。預計,到2004年全美國燃料乙醇需求将達到1000萬噸。

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