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汽油

来源:科学揭秘 作者:小慧 时间:2020-06-29 10:39:24

 汽油

汽油的英文名为Gasoline(美)/Petrol(英),外观为透明液体,可燃,馏程为30℃至220℃,主要成分为C5~C12脂肪烃和环烷烃类,以及一定量芳香烃,汽油具有较高的辛烷值(抗爆震燃烧性能),并按辛烷值的高低分为89号、90号、92号、93号、95号、97号、98号等牌号,2012年1月起,汽油牌号90号、93号、97号修改为89号、92号、95号。汽油由石油炼制得到的直馏汽油组分、催化裂化汽油组分、催化重整汽油组分等不同汽油组分经精制后与高辛烷值组分经调和制得,主要用作汽车点燃式内燃机的燃料。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,发动机尾气,汽油在2B类致癌物清单中。

发展历史

19世纪中,人们还没有认识到汽油的重要性,当时大量使用的是点灯用煤油。那时的石油炼制依赖简单的蒸馏过程,将石油中沸点不同的成分分离出来。煤油组分的沸点较高,点灯时使用安全,成为原油炼制的主要产品,而汽油和其他成分则往往被当作燃料烧掉。到了19世纪中后期,创制成功使用汽油的内燃机, 1886年汽油机作为汽车动力运行成功,由此,汽油的重要性与日俱增。但采用蒸馏法,仅能从原油中提炼出20%的汽油。1911年,美国标准石油公司解决了汽油收率低的问题,采用威廉姆·伯顿和罗伯特·哈姆福瑞斯发明的热裂化工艺,将重质的瓦斯油加热裂化为轻质的汽油等馏分,从而整体提高了汽油收率,热裂化工艺在1913年获得了美国专利授权。随后的催化裂化工艺比热裂化工艺进一步提高了汽油收率,而且辛烷值更高。

理化性质

汽油在常温下为无色至淡黄色的易流动液体,很难溶解于水,易燃,馏程为30℃至205℃,空气中含量为74~123克/立方米时遇火爆炸。汽油的热值约为44000kJ/kg(燃料的热值是指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量)。物化性质具体如下:

【化学式】五碳至十二碳烃类(碳氢化合物)混合物

【水溶性】不溶于水

【密度】0.70-0.78 g/cm^3

【外观】透明

【气味】芳香味

【安全性描述】易燃

【热值】44000 kJ/kg

重要特性

汽油重要的特性为蒸发性、安定性、抗爆性、腐蚀性和清洁性。

蒸发性

汽油在发动机气缸内,必须要迅速气化并与空气形成均匀 的可燃混合气,这主要是由汽油的本身蒸发性所决定。 反映蒸发性的主要指标是馏程和饱和蒸气压。

①馏程能大体上表示汽油的沸点范围和蒸发性能,一般用馏程 的10%、50%、90%点馏出温度和终馏点来反映不同工作条件下汽油的汽化性能。我国车用汽油质量标准要求10%馏出温度≯70℃、50%馏出温度≯120℃、90%馏出温度≯190℃,终馏点≯205℃。

②饱和蒸气压是衡量汽油在汽油机燃料供给系统中是否易于产生气阻的指标,同时还可相对地衡量汽油在储存运输中的损耗倾向。蒸气压越大,蒸发性越强,易于冷启动;同时产 生气阻倾向增大,蒸发损失增大。

安定性

汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性,简称安定性。评定汽油安定性的指标分为碘值、实际胶质、诱导期。

指汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧的能力。车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与化学组成有关。带支链的烷烃以及烯烃、芳烃通常具有优良的抗爆性。规定异辛烷的辛烷值为100,抗爆性好;正庚烷的辛烷值为0,抗爆性差。汽油辛烷值由辛烷值机测定。高辛烷值汽油可以满足高压缩比汽油机的需要。汽油机压缩比高,则热效率高,可以节省燃料。提高汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油组分,但也通过添加MTBE等抗爆剂来实现。汽油的牌号是按辛烷值划分的。

抗爆性

衡量燃料是否易于发生爆震的性质称为抗爆性,汽油抗爆性通过辛烷值(RON)表示。汽油的辛烷值越高,抗爆性就越好。对同族烃类,碳数小,抗爆性好,辛烷值高。碳数相同的各族烃,辛烷值由大到小的顺序为芳香烃>异构烷烃和异构烯烃>正构烯烃及环烷烃>正构烷烃。同一原油的不同直馏馏分,馏分越轻,辛烷值越高; 不同原油沸程相同的馏分,化学组成不同,辛烷值不同。

腐蚀性

汽油腐蚀性与硫及含硫化合物、有机酸、水溶性酸或碱有关。

清洁性

汽油常常含有机械杂质和水分。机械杂质会造成油路堵塞,磨损加剧等严重后果。水分混入汽油中,会加速汽油的氧化,并与汽油中低水分子有机酸生成酸性水溶液而腐蚀金属,低温时易结冰形成冰粒堵塞油路。所以车用汽油中应严格控制机械杂质和水分混入。

制备方法

汽油生产配套装置为常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、柴油加氢改质、焦化汽油加氢精制、催化裂化汽油加氢脱硫、连续催化重整(简称重整)、苯抽提和MTBE等装置。

主要用途

汽油是用量最大的轻质石油产品之一,是引擎的一种重要燃料。

根据制造过程,汽油组分可分为直馏汽油、热裂化汽油(焦化汽油)、催化裂化汽油、催化重整汽油、叠合汽油、加氢裂化汽油、烷基化汽油和合成汽油等。

汽油主要用于交通运输工具的动力燃料。橡胶、油漆、染料、印刷、制药、粘合剂等工业用汽油作溶剂。机器部件和衣物的清洗去污以及电镀产品的前处理用汽油做去油剂。

汽油牌号

我国车用汽油有含铅和无铅两种。其牌号均是按照研究法辛烷值(RON)划分的,汽油牌号中的数字就是辛烷值。不论是有铅汽油还是无铅汽油,都以研究法辛烷值来划分油料牌号,只要油料牌号相同,其抗爆性是相同的。只不过有铅汽油采用四乙基铅为抗爆剂,而无铅汽油采用无铅抗爆剂,对环境污染小。随着新的汽车排放控制标准的实施,对汽车燃料的品质要求发生很大的变化。

我国国(IV)的汽油牌号有3个,分别为90号、93号、97号。国(V)分别为89号、92号、95号(附录中有98号)。选择汽油主要根据汽车使用说明书的要求,以正常条件下发动机不发生爆燃为前提,选择适当牌号的车用汽油。传统强调的按压缩比的高低选择汽油的关系已越来越模糊,因为影响发动机爆燃的因素除压缩比外,还有其他因素,且当今汽车发动机结构正在不断趋于完善,电控系统可自动调节点火提前角,使发动机的点火提前角工作在最佳值,消除了爆震。

环境影响

健康危害

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。

慢性中毒、引发呼吸道黏膜的炎症、急性中毒等。

①汽油为麻醉性有毒物质,对中枢神经系统有麻醉作用。轻度中毒症状有共济失调、头晕、恶心呕吐等。

②重度中毒则为吸入高浓度汽油蒸气后,表现为中毒性脑病,少数可产生脑水肿,出现颈项强直、面色潮红、脉搏波动和呼吸浅快;吸入极高浓度汽油后可引起突然意识伤失,反射性呼吸停止而死亡。

③平时注意驾驶室底部密封以减少发动机的汽油向驾驶室扩散外,还应注意行车时多打开专车窗,通风换气,降低驾驶室内的汽油浓度。

④汽油对皮肤有去脂作用,司机在修理汽车时,经常接触汽油,很容易引起皮肤干燥皲裂、角化和慢性皮炎;用嘴吸汽油又容易引起急性肺炎。因此,司机在接触汽油后,应及时将接触部位清洗干净,以便减少汽油对皮肤的损害,更要杜属绝用嘴吸汽油的不良习惯。

毒理学资料及环境行为

毒性:属低毒类。

急性毒性:LD50 67000mg/kg(小鼠经口);LC50103000mg/m^3,2小时(小鼠吸入)

刺激性:人经眼:140ppm(8小时),轻度刺激。

亚急性和慢性毒性:大鼠吸入3g/m^3,12-24小时/天,78天(120号溶剂汽油),未见中毒症状。大鼠吸入2500mg/m^3,130号催化裂解汽油,4小时/天,6天/周,8周,体力活动能力降低,神经系统发生机能性改变。

危险特性:极易燃烧。其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。

燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。

环境标准

中国(GBZ 1-2010)车间空气中有害物质的最高容许浓度 350mg/m3[溶剂汽油]

产品标准

汽油质量的主要控制指标包括:抗爆性(研究法辛烷值、马达法辛烷值、抗爆指数)、硫含量、蒸汽压、烯烃含量、芳烃含量、苯含量、腐蚀、馏程等。

中国炼油工业在14年间完成了车用汽油、车用柴油从国Ⅱ到国Ⅵ的升级, 实现了车用汽油超低硫、低烯烃、低芳烃、低苯的要求。

2019年起全国通用车用汽油国VIA标准。烯烃含量是车用汽油中的环保指标之一,为进一步减少汽车污染物排放,国VIA标准将烯烃含量指标限值18v%降为15v%,降低了3v%。苯对人体健康具有潜在风险,对车辆排放控制系统也会产生不利影响。国VIA标准苯含量指标限值1v%降低为0.8v%。

预计2023年将实施车用汽油国VIB标准。

应急处理

泄漏应急处理

迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入,切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。或在保证安全的情况下,就地焚烧。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

防护措施

呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。

眼睛防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。

身体防护:穿防静电工作服。

手防护:戴防苯耐油手套。

其它:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。 

急救措施

皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:给饮牛奶或用植物油洗胃和灌肠。就医。

灭火方法:喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳。用水灭火。

乙醇汽油

在各种可以替代汽油的物质中,甲醇和乙醇是最有希望的燃料,它们可从天然气、煤或植物中转化而来。乙醇汽油污染物排放少,对保护环境有利,在点燃式发动机中,它们的动力性能接近一般汽油。2017年9月, 发改委等十五部委曾联合印发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》, 明确指出, 到2020年, 我国将要全面推广和使用乙醇汽油。

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