[发明专利]柴油十六烷值分析方法及仪器

说明书

本发明涉及一种利用热化学的方法测试分析石油产品的规格--柴油十六烷值的分析方法，以及该方法所使用的仪器。

目前，以ASTM-D613方法测定柴油十六烷值的方法是世界上公认的标准方法，它是使用一台专用的单缸发动机，用标准燃料正十六烷和七甲基壬烷的混合物，与待测柴油试样在此发动机中作对比试验，在爆震强度相同的情况下，标准燃料混合物中的正十六烷百分数即为十六烷值。此法的重复性为0.7个十六烷值，重现性为2.6个十六烷值，而且ASTM标准CFR48-F5U单缸发动机价格较贵，而且配件的花费也较多，标准燃料很贵，因此，每测一次柴油十六烷值的费用较高。

我国目前一般用计算法，即在化验室测定柴油的比重、50％馏出温度、苯胺点或是柴油中的族组成，用计算公式算出十六烷指数，而不叫做十六烷值。此种方法受原油性质的影响，产地不同，则原油性质有差异，误差较大，与ASTM标准十六烷值机对比，误差为3-4个十六烷值。

日本公开JP61243352，公开了一种用高频电容器测定燃料中芳烃含量，并与抗爆性相关一测定燃料抗爆性的设备，此法是用电容法测定被测燃料与标准燃料的介电常数来判定芳烃含量，从而确定十六烷值的，芳烃含量高则十六烷值低。事实上十六烷值不仅与芳烃含量有关，还与其也组成有关，正十六烷的十六烷值为100，而七甲基壬烷不是芳烃，其十六烷值为15。此法为间接组成测量，精度不高，而且直到今日未见正式产品问世。

91年9月在北京”石油化工国际展览会”上展出了一台近红外光谱的Guided Wave 300双束光纤分光光度计。提供的资料表明可用于测定汽油的辛烷值和柴油的十六烷值，其连软件价格也较高。

由于原油品种多种夺样，生产柴油的工艺多种多样，要满足十六烷值的规格，须用ASTM-D613的CFR48-F5U测定，但此设备昂贵，而且使用此法不能满足自动调合的要求，因此也不能实现连续的在线测定十六烷值。

计算法误差太大，而且受原油性质的影响。而电容法无正式产品，由于为间接组成测量，其精度不高。

近红外光谱仪价格也很高，用于生产过程在线测量，同样满足不了自动调合的要求。

本发明的目的就在于克服上述现有技术的不足。

本发明的目的在于提供一种需试样少，分析速度快，经济可靠，既可在实验室使用，又可在工业管道上连续测定的十六烷值分析方法及仪器。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

柴油着火前的化学反应是指在高温下的气相氧化过程，它决定于柴油的化学组成，电和外界条件如温度、压力、催化剂、容器壁有密切的关系。

烃类的高温气相氧化往往表现出明显的阶段性，在着火前存在”冷焰”现象，”冷焰”反应时反应热与十六烷值相关，本发明依此原理进行测定分析。

柴油在250-350℃时，与空气接触，空气的流量在80-120ml/min，压力为0.08-0.17MPa，其化学反应热与十六烷值有良好的正相关关系，见表1和表2。

不同的油样不同的温度其相关系数不同，反应的热效应采用量热法测定，用两支铠装的热电偶分别测定反应腔中心的温度及反应园柱本体的温度，二者反相串联获得的温差作为十六烷值的度量，信号由微计算机处理，以峰值或第一个峰面积作为十六烷值的度量。测试前反应腔真空度在650-700mmHg，测试用油样约100ul/次。

表1  286℃  0.115MPa时十六烷值与热效应的关系

    十六烷值    热效应(以热峰信号格数表示)    38.9    45.6    55.5    81.5    92.8    110.0