4.残炭值和沥青分燃油在隔绝空气条件下加热于馏，最后形成的焦炭残余物称为残炭。残炭占试验油质量的百分数即残炭值。它表示燃油在燃烧过程中形成炭渣的倾向，由于加热设备、操作条件不同，有康氏法、瑞氏法之分，我们通常所说的残炭一般是指康民残炭值。从产生结炭以致发生机械故障的角度出发，更应重视的还是燃油的沥青分。即沥青占燃油质量的百分数。大部分重油的沥青分少于残炭值的2/3，限定了残炭值也就限定了沥青分，所以在燃油品质的指标中有时并不列出沥青分。沥青是多环芳香烃，分子量很大，高达10002000以上，碳、氢总原子量的比C/H值为10～17，其中还含有硫、氮、氧、钒和镍等元素，分子结构十分复杂。沥青以悬浮分散形状存在于燃油中，是一种胶质分子团，它的假想结构如补图5-3所示。一沥将分子团一很高的核送层域小二H号相网连续相（油）补图5-3沥青胶质分子团的假想结构分子团有一个C/H值非常高的核，核的外周被一层层C/H值逐次减小的烃包围着，其最外层的C/H值与连续相油的C/H值相等，因此呈平衡状态而悬浮于连续相油中。当油的C/H值小于沥青胶质分子团最外层的C/H值时，平衡被破坏而析出淤渣，使燃油的贮藏稳定性变差。悬浮于油中的沥青不易被分离机分离。沥青在油中悬浮或析出沉淀决定于油种和加热温度。烷烃油的C/H值比沥青分子团最外层的C/H值小，因此沥青在烷烃油中最容易自油中析出而沉淀，其次是环烷烃油，在芳香烃油中则较稳定。沥青分随原油产地的不同而有很大差别，详见后述及补表5-1
4．残炭值和沥青分 燃油在隔绝空气条件下加热干馏，最后形成的焦炭残余物称为残炭。残炭占试验油质量 的百分数即残炭值。它表示燃油在燃烧过程中形成炭渣的倾向，由于加热设备、操作条件不 同，有康氏法、瑞氏法之分，我们通常所说的残炭一般是指康氏残炭值。 从产生结炭以致发生机械故障的角度出发，更应重视的还是燃油的沥青分。即沥青占燃 油质量的百分数。大部分重油的沥青分少于残炭值的 2/3，限定了残炭值也就限定了沥青分， 所以在燃油品质的指标中有时并不列出沥青分。 沥青是多环芳香烃，分子量很大，高达 1000～2000 以上，碳、氢总原子量的比 C/H 值 为 10～17，其中还含有硫、氮、氧、钒和镍等元素，分子结构十分复杂。沥青以悬浮分散 形状存在于燃油中，是一种胶质分子团，它的假想结构如补图 5-3 所示。 分子团有一个 C/H 值非常高的核，核的外周被一层层 C/H 值逐次减小的烃包围着，其 最外层的 C/H 值与连续相油的 C/H 值相等，因此呈平衡状态而悬浮于连续相油中。当油的 C/H 值小于沥青胶质分子团最外层的 C/H 值时，平衡被破坏而析出淤渣，使燃油的贮藏稳 定性变差。悬浮于油中的沥青不易被分离机分离。沥青在油中悬浮或析出沉淀决定于油种和 加热温度。烷烃油的 C/H 值比沥青分子团最外层的 C/H 值小，因此沥青在烷烃油中最容易 自油中析出而沉淀，其次是环烷烃油，在芳香烃油中则较稳定。沥青分随原油产地的不同而 有很大差别，详见后述及补表 5-1
世界主要石油产地燃油质盘指标补表 5-1油种性能指标中东北非美国东海岸委内瑞拉美国西海岸0.r5比重，60°F时0.9690.9700.961.006闪点，闭式，“F200182210200185倾点，F55110153030汕点，F6011520-3粘度，RedI/100°F，秒36003200390033003650000C882794960806运动粘度，100°F，匾斯884<0.10.050.60.2水分，%<0.1u0.020.090.080.110.06灰分，%9.010.28.0康氏残炭，%9.211.0沥青，%2.46.58.012.03.6硫分，%4.01.82.41.71.6钒含僵，Ppm504023046016070406030钠含盘，Ppm低热值，BTU/1b18260182101836018200183005.硫含量燃油中含硫对柴油机是十分有害的。首先，硫在气缸中燃烧生成SO2，而SO2中约1~5%又被氧化成SO，氢燃烧后则生成水蒸汽。若气缸壁的温度高手它们的露点，这些燃烧产物不会凝结而随废气排至大气，因而不致造成危害。若气缸壁的温度低于它们的露点（在气缸中压力较高的条件下，燃烧产物的露点约为150～170℃）则SO2、SO与H2O就会凝结生成亚硫酸和硫酸附在气缸壁上，硫酸对金属有强烈的腐蚀作用。所以，当使用硫含量高的燃油时，气缸壁和活塞环的腐蚀磨损增加，同时排气阀杆、废气涡轮、排气管等都会产生腐蚀。其次，硫分在燃油中是以硫化氢（H2S）和硫醇（RSH）等硫化物的形式存在的，在液态下它们对燃油系统的管壁、容器、喷油泵和喷油器就有腐蚀作用。再次，硫的燃烧产物，特别是SO3，能使碳氢化合物加速聚合，促进炭渣的生成，致使气缸中的结炭既多又硬，且附在金属表面上不易除去。轻柴油是石油的蒸馏产品，硫含量很低。重柴油是重馏分，硫含量比轻柴油多一些。重油中因混合有渣油，硫分可能很高，有时竞达3～4%。重油中硫含量多寡随原油产地的不同会有很大的差异。6.钒含量钒的含量一般用其质量占燃油质量的百万分之几（ppm）来表示。钒是燃油中非常有害的成分。如果燃油中同时含有钠，钒和钠经燃烧后生成的钒、钠的氧化物及由这些氧化物生成的盐和聚合物。它们有的熔点较高（高达900℃），有的熔点较低（低至535℃，甚至更低），当燃烧室壁、排气阀的表面温度过高而超过这些燃烧产物的熔点时，这些物质就熔化附着在金属表面上，对钢铁的保护膜起破坏作用，使基体金属继续裸露而不断受到腐蚀，并沿金属晶界快速氧化穿透金属造成严重腐蚀。所以应将排气阀温度控制在450℃以下。钒和钠燃烧
5．硫含量 燃油中含硫对柴油机是十分有害的。首先，硫在气缸中燃烧生成 SO2，而 SO2 中约 1～ 5％又被氧化成 SO3，氢燃烧后则生成水蒸汽。若气缸壁的温度高于它们的露点，这些燃烧 产物不会凝结而随废气排至大气，因而不致造成危害。若气缸壁的温度低于它们的露点（在 气缸中压力较高的条件下，燃烧产物的露点约为 150～170℃）则 SO2、SO3 与 H2O 就会凝 结生成亚硫酸和硫酸附在气缸壁上，硫酸对金属有强烈的腐蚀作用。所以，当使用硫含量高 的燃油时，气缸壁和活塞环的腐蚀磨损增加，同时排气阀杆、废气涡轮、排气管等都会产生 腐蚀。 其次，硫分在燃油中是以硫化氢（H2S）和硫醇（RSH）等硫化物的形式存在的，在液 态下它们对燃油系统的管壁、容器、喷油泵和喷油器就有腐蚀作用。 再次，硫的燃烧产物，特别是 SO3，能使碳氢化合物加速聚合，促进炭渣的生成，致使 气缸中的结炭既多又硬，且附在金属表面上不易除去。 轻柴油是石油的蒸馏产品，硫含量很低。重柴油是重馏分，硫含量比轻柴油多一些。重 油中因混合有渣油，硫分可能很高，有时竟达 3～4％。重油中硫含量多寡随原油产地的不 同会有很大的差异。 6．钒含量 钒的含量一般用其质量占燃油质量的百万分之几（ppm）来表示。钒是燃油中非常有害 的成分。如果燃油中同时含有钠，钒和钠经燃烧后生成的钒、钠的氧化物及由这些氧化物生 成的盐和聚合物。它们有的熔点较高（高达 900℃），有的熔点较低（低至 535℃，甚至更低）， 当燃烧室壁、排气阀的表面温度过高而超过这些燃烧产物的熔点时，这些物质就熔化附着在 金属表面上，对钢铁的保护膜起破坏作用，使基体金属继续裸露而不断受到腐蚀，并沿金属 晶界快速氧化穿透金属造成严重腐蚀。所以应将排气阀温度控制在 450℃以下。钒和钠燃烧
生成物的组成及其熔点高低受燃油中钒、钠含量比值的影响很大。补图5-4为重油含钒灰分的软化温度和对钢的腐蚀速度与V2O5、Na2O质量之比的关系。米1400+好草家120060025001000400800600300n20040012000-.100600：268105484V2Os/Na20含量比补图5-4灰成分对腐蚀速率的影响曲线1为700℃时钢6小时的腐蚀量，曲线2为软化温度。可见，当重油灰分中V20s/Na20值在3左右时，钒、钠燃烧生成物的熔点最低（达400℃不到），腐蚀性最强，V20s/Na20值远离3，钒、钠燃烧生成物的熔点明显变高、腐蚀性明显减少。在炼油过程中很不希望有盐水，因此，燃油出厂时含钠量是很少的。但船用燃油在运输、贮存过程中很容易混入海水（压载舱燃油舱的转换，洗舱和泄漏），使含钒量高的燃油产生严重的高温腐蚀。7.铝十硅含量原油中自然含有的铝、硅元素含量是很少的。如在燃油中含有大量的铝、硅，往往是催化裂化渣油带来的氧化铝及硅酸盐催化微粒。催化微粒进入柴油机就会大大加剧气缸套、活塞环的磨损。因此必须限制其含量。催化微粒含量往往以铝十硅含量，即铝十硅的质量占燃油质量的百万分之几（ppm）来表示
生成物的组成及其熔点高低受燃油中钒、钠含量比值的影响很大。补图 5-4 为重油含钒灰分 的软化温度和对钢的腐蚀速度与 V2O5、Na2O 质量之比的关系。 曲线 1 为 700℃时钢 6 小时的腐蚀量，曲线 2 为软化温度。可见，当重油灰分中 V2O5/Na2O 值在 3 左右时，钒、钠燃烧生成物的熔点最低（达 400℃不到），腐蚀性最强，V2O5/Na2O 值远离 3，钒、钠燃烧生成物的熔点明显变高、腐蚀性明显减少。 在炼油过程中很不希望有盐水，因此，燃油出厂时含钠量是很少的。但船用燃油在运输、 贮存过程中很容易混入海水（压载舱 燃油舱的转换，洗舱和泄漏），使含钒量高的燃油产生 严重的高温腐蚀。 7．铝＋硅含量 原油中自然含有的铝、硅元素含量是很少的。如在燃油中含有大量的铝、硅，往往是催 化裂化渣油带来的氧化铝及硅酸盐催化微粒。催化微粒进入柴油机就会大大加剧气缸套、活 塞环的磨损。因此必须限制其含量。催化微粒含量往往以铝＋硅含量，即铝＋硅的质量占燃 油质量的百万分之几（ppm）来表示
8.灰分灰分包括燃油净化处理没除掉的固体粒子、水溶性金属盐和油溶性金属有机化合物燃烧后生成的金属氧化物和金属盐等。它们的危害主要是起作磨料的作用，加剧了气缸的磨料磨损。当然，其中催化微粒的磨料磨损作用特别强烈，钒和钠的部分燃烧产物还如前所述对高温零件有腐蚀作用，因此重油质量指标要求专门标出钒含量和铝含量。】三、柴油机的燃油柴油机所使用的燃油，主要来自石油产品。少量来自贞岩产品，它们都是天然产物。1石油系液体燃料的分类及基本组成石油系液体燃料按原油在蒸馏炼制过程中的馏出温度的高低，大致可分为汽油、煤油、轻柴油、重油及渣油等。其中渣油为前几种油馏出后的原油剩余物。各种不同燃料之间最本质的区别是所含各族烃类的百分数不同及馏程不同，这决定了它们在一系列物理化学性质上的差别，进而影响到它们对着火、燃烧和发动机性能的本质性影响。几种燃油的闪点和自燃点的数据列于表5-1中。从表中可以看到，燃油的闪点愈低、自燃点愈高。因此，汽油适用于点燃式发动机，而柴油机适用于压燃式发动机。燃油的闪点和自燃点表5-1〖由于原油产地的不同，即使馏程相同，所得燃油产品中的烃族组分仍有很大差别，表5-2给出了我国主要油田轻柴油烃族组分比较情况。故同一种类的燃油，由于产地不同，它们各自的性能仍有差别，这会给柴油机的性能带来影响。我国主要油田轻柴油烃族组分比较表5-2>2.柴油机燃油【柴油机所使用的燃油有轻柴油、重柴油、船用柴油及船用燃料油，其中船用燃料油是由渣油、重油与重柴油调制而成。表5-3给出了它们的理化指标，以了解各种柴油机燃油之间性能的区别。船舶燃油指标表5-3】【船用燃油大体上可分为四类：船用轻柴油MGO（MarineGasOil），船用柴油MDO（MarineDieselOil），中间燃料油IFO(IntermediateFuelOil）和船用燃料油MFO（MarineFuelOil)，船用轻柴油用作应急发电机和救生艇柴油机的燃油。船用柴油老船用作副柴油机和主机机动操纵时的燃油。中间燃料油是由重柴油和燃料油混对而成的，用作主副柴油机的燃油。船用燃料油基本上为渣油，用作新型低、中速主机的燃油及船用锅炉燃油。通常所说的重油是指混对有渣油的燃油，即包括了船用燃料油和中间燃料油。至于燃油的具体分级和质量指标，原先各个国家，石油公司有各自的标准。在燃油价格上涨，渣油质量大大下降之后，各国船东对船用燃油质量十分重视，因而对能在国际间通用的船用燃油标准的需要也十分迫切。英国船用燃油标准（BSMA100）于82年公布，国际
8．灰分 灰分包括燃油净化处理没除掉的固体粒子、水溶性金属盐和油溶性金属有机化合物燃烧 后生成的金属氧化物和金属盐等。它们的危害主要是起作磨料的作用，加剧了气缸的磨料磨 损。当然，其中催化微粒的磨料磨损作用特别强烈，钒和钠的部分燃烧产物还如前所述对高 温零件有腐蚀作用，因此重油质量指标要求专门标出钒含量和铝含量。】 三、柴油机的燃油 柴油机所使用的燃油，主要来自石油产品。少量来自页岩产品，它们都是天然产物。 1．石油系液体燃料的分类及基本组成 石油系液体燃料按原油在蒸馏炼制过程中的馏出温度的高低，大致可分为汽油、煤油、 轻柴油、重油及渣油等。其中渣油为前几种油馏出后的原油剩余物。 各种不同燃料之间最本质的区别是所含各族烃类的百分数不同及馏程不同，这决定了它 们在一系列物理化学性质上的差别，进而影响到它们对着火、燃烧和发动机性能的本质性影 响。 几种燃油的闪点和自燃点的数据列于表 5-1 中。从表中可以看到，燃油的闪点愈低、自 燃点愈高。因此，汽油适用于点燃式发动机，而柴油机适用于压燃式发动机。 燃油的闪点和自燃点 表 5-1 〖 由于原油产地的不同，即使馏程相同，所得燃油产品中的烃族组分仍有很大差别，表 5-2 给出了我国主要油田轻柴油烃族组分比较情况。故同一种类的燃油，由于产地不同，它 们各自的性能仍有差别，这会给柴油机的性能带来影响。 我国主要油田轻柴油烃族组分比较 表 5-2〗 2．柴油机燃油 〖 柴油机所使用的燃油有轻柴油、重柴油、船用柴油及船用燃料油，其中船用燃料油是 由渣油、重油与重柴油调制而成。表 5-3 给出了它们的理化指标，以了解各种柴油机燃油之 间性能的区别。 船舶燃油指标 表 5-3〗 【 船用燃油大体上可分为四类：船用轻柴油 MGO（Marine Gas Oil），船用柴油 MDO （Marine Diesel Oil），中间燃料油 IFO（Intermediate Fuel Oil）和船用燃料油 MFO（Marine Fuel Oil），船用轻柴油用作应急发电机和救生艇柴油机的燃油。船用柴油老船用作副柴油机和主 机机动操纵时的燃油。中间燃料油是由重柴油和燃料油混对而成的，用作主副柴油机的燃油。 船用燃料油基本上为渣油，用作新型低、中速主机的燃油及船用锅炉燃油。通常所说的重油 是指混对有渣油的燃油，即包括了船用燃料油和中间燃料油。 至于燃油的具体分级和质量指标，原先各个国家，石油公司有各自的标准。在燃油价格 上涨，渣油质量大大下降之后，各国船东对船用燃油质量十分重视，因而对能在国际间通用 的船用燃油标准的需要也十分迫切。英国船用燃油标准（BS MA100）于 82 年公布，国际
内燃机协会CIMAC也于82年公布其标准，后来进一步得到国际标准化组织ISO的认可。1987年国际标准化组织公布了船用油料的质量标准。补表5-2列出了现在国际通用的船用燃油标准。船用燃料油标准补表5-2特性界限RMARMH RMK RML测试方法RMBRMCRMDRME RMFRMGRMHRMIRMH RMKRML455510425534454510551S03675或991.01010.9911010.0最大值975.0981.0985.0991.0991.01010密度（15℃，kg/m）ISO12185500最大值400404180180380380500500700700700IS03104粘度(50℃，mm2/s(cSt))35.045.055.0IS03104最大值10.015.025.粘度(100,mm2/s(eSt)最小值606060aIS02719闪点（)602430303030倾点(C)冬季最大值030ISO30162430303夏季最大值630IS0301630最大位1022141418220-1SO10370残碳含量（w1%）52E0.200.100.150.200.20IS06245灰份含量（wt%）最大值0.101141.01.0最大值0.50.81.0IS03733水含量(vo1%)1.05.05.0SO8754硫含量（wl%）最大值3.54.05.05.06006001S014597最大值150锐含量（ppm，mg/kg）3003508080IS010307-2铝+硅含量（ppm，mg/kg）最大值80802我国将燃油分为轻柴油、重柴油和重油（燃料油）三类。我国原来只生产锅炉用重油，近年来也开始生产柴油机用重油。】3.国产柴油机燃油的规格与选用1）轻柴油我国生产的轻柴油由国家标准GB252-81规定。轻柴油产品按凝点不同分为10号、0号、-10号、-20号及-35号五个等级，也就是说它们的凝点分别高于10℃、0℃、-10℃、-20℃和-35℃。所以选用轻柴油要根据当地冬天最低环境温度而定，一般最低环境温度应高出凝点温度5℃以上。轻柴油是质量最好、价格最贵的柴油机燃料，适用于高速、中速大功率柴油机。救生艇柴油机一般选用-10号轻柴油，应急发电柴油机和高速发电柴油机可用0号轻柴油。2）重柴油按国家标准GB445-77规定，重柴油按凝点不同分为10号、20号及30号三个牌号，其代号分别为RC-10、RC-20和RC-30。重柴油的主要特点是凝点高。使用重柴油的柴油机应有预热设备，低速及民用中速大功率柴油机由于经济关系，一般都燃用价格低廉的重柴油。一般10号重柴油适用于5001000r/min的中速机，20号重柴油适用于300~700r/min
内燃机协会 CIMAC 也于 82 年公布其标准，后来进一步得到国际标准化组织 ISO 的认可。 1987 年国际标准化组织公布了船用油料的质量标准。补表 5-2 列出了现在国际通用的船用 燃油标准。 我国将燃油分为轻柴油、重柴油和重油（燃料油）三类。我国原来只生产锅炉用重油， 近年来也开始生产柴油机用重油。】 3．国产柴油机燃油的规格与选用 1）轻柴油 我国生产的轻柴油由国家标准 GB252-81 规定。轻柴油产品按凝点不同分为 10 号、0 号、-10 号、-20 号及-35 号五个等级，也就是说它们的凝点分别高于 10℃、0℃、-10℃、-20℃ 和-35℃。所以选用轻柴油要根据当地冬天最低环境温度而定，一般最低环境温度应高出凝 点温度 5℃以上。 轻柴油是质量最好、价格最贵的柴油机燃料，适用于高速、中速大功率柴油机。救生艇 柴油机一般选用-10 号轻柴油，应急发电柴油机和高速发电柴油机可用 0 号轻柴油。 2）重柴油 按国家标准 GB445-77 规定，重柴油按凝点不同分为 10 号、20 号及 30 号三个牌号，其 代号分别为 RC-10、RC-20 和 RC-30。重柴油的主要特点是凝点高。使用重柴油的柴油机应 有预热设备，低速及民用中速大功率柴油机由于经济关系，一般都燃用价格低廉的重柴油。 一般 10 号重柴油适用于 500～1000r／min 的中速机，20 号重柴油适用于 300～700r／min