标准燃料以及标准燃料在燃料十六烷值测定方法中的应用

摘要

本发明涉及十六烷值测试技术领域，公开了一种标准燃料以及标准燃料在燃料十六烷值测定方法中的应用。所述标准燃料包括低十六烷值正标准燃料和高十六烷值正标准燃料；其中，所述低十六烷值正标准燃料为挂式四氢双环戊二烯，所述高十六烷值正标准燃料选自正十二烷、正癸烷和正十四烷中的一种。本发明提供的标准燃料，具有良好的体积线性关系，严格符合正标准燃料的要求，可将测试燃料的十六烷值测定范围扩大到21.88‑81.19，而且能大大降低测试成本，适合推广。

说明书

技术领域

本发明涉及十六烷值测试技术领域，具体涉及一种标准燃料以及标准燃料在燃料十六烷值测定方法中的应用。

背景技术

十六烷值是衡量柴油燃料活性的重要指标，能反映燃料在压燃式发动机中的着火与燃烧特性。用标准发动机法测定柴油十六烷值时，需要用到正标准燃料。GB/T 386-2010《柴油十六烷值测定法》中规定的正标准燃料是正十六烷和2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷。标准中规定正十六烷的十六烷值为100，2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷的十六烷值为15。正十六烷和2,2,4,4,6,8,8-七甲基王烷按体积比配制的混合物为标准燃料，标准燃料的十六烷值＝100×正十六烷的体积分数+15×七甲基壬烷的体积分数。但是，由于正十六烷容易结晶，2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷价格昂贵，大大限制了正标准燃料在实际试验中的应用，因此衍生出了副标准燃料。

GB/T 386-2010标准中规定，副标准燃料是经过精心选择、具有稳定十六烷值，并可替代正标准燃料、用于测算柴油十六烷值的高十六烷值烃类燃料和低十六烷值烃类燃料及其按体积比组成的混合物。两个燃料分别为：T燃料(高十六烷值，73-76)和U燃料(低十六烷值，19-22)。日常测定柴油十六烷值时，可用经过正标准燃料校正过的副标准燃料及其按体积比组成的混合物来测求柴油试样的十六烷值。

相比于纯物质的正标准燃料，副标准燃料均为混合物，其稳定性和均一性均不能与正标准燃料相比。而且，由于副标准燃料本身是混合物，其调和后的标准燃料的十六烷值或多或少都有非线性调和效应，不利于提高测试结果的准确性。除此之外，生产厂家不同批次的副标准燃料在组成上也存在较大的差异。目前，副标准燃料的市场主要由美国的Haltermann和Chevron-Phillips垄断，售价较贵。

正标准燃料是单一的纯化合物，其稳定性和均一性均优于混合物的副标准燃料。若正标准燃料操作方便、价格合理，其应是最优的十六烷值测试标准燃料。近期，美国ASTM提出，将2,2,4,6,6-五甲基庚烷纳入低十六烷值的正标准燃料，其十六烷值为16.3。相比于2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷，五甲基庚烷的质量纯度可提高到99.5％，价格也相对有所降低。但十六烷值测试对标准燃料的需求量很大，且2,2,4,6,6-五甲基庚烷的价格仍较昂贵。

因此，亟待提供一种不易结晶，产品性质稳定，可提高测试准确度且能降低测试成本的标准燃料。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的正标准燃料易结晶、价格昂贵，副标准燃料产品质量不稳定等问题，提供一种标准燃料及其在燃料十六烷值测定方法中的应用，以及挂式四氢双环戊二烯在燃料十六烷值测定方法中作为正标准燃料的应用。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种标准燃料，其中，所述标准燃料包括低十六烷值正标准燃料和高十六烷值正标准燃料；其中，所述低十六烷值正标准燃料为挂式四氢双环戊二烯，所述高十六烷值正标准燃料选自正十二烷、正癸烷和正十四烷中的一种。

本发明的第二方面提供了一种本发明第一方面所述的标准燃料在燃料十六烷值测定方法中的应用。

1)，本发明提供的标准燃料，采用挂式四氢双环戊二烯作低十六烷值正标准燃料，正十二烷、正癸烷和正十四烷中的一种作高十六烷值正标准燃料，使得利用正标准燃料调和后得到的标准燃料的理论十六烷值与用定容燃烧弹法测得的标准燃料的测试十六烷值之间的误差≤0.9个十六烷值单位，具有良好的体积线性关系，可将测试燃料的十六烷值测定范围扩大到21.88-81.19；

2)，本发明提供的标准燃料，具有显著的十六烷值区分性和稳定性，严格符合正标准燃料的要求，而且大大降低了测试成本，适合推广。

附图说明

图1是实施例1-3中的标准燃料的导出十六烷值与正十二烷体积分数的关系图；

图2是实施例2中的标准燃料的导出十六烷值与正十二烷体积分数的关系图。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明的第一方面提供了一种标准燃料，所述标准燃料包括低十六烷值正标准燃料和高十六烷值正标准燃料；其中，所述低十六烷值正标准燃料为挂式四氢双环戊二烯，所述高十六烷值正标准燃料选自正十二烷、正癸烷和正十四烷中的一种。

其中，本发明的发明人经过研究发现，采用挂式四氢双环戊二烯作低十六烷值正标准燃料，正十二烷、正癸烷和正十四烷中的一种作高十六烷值正标准燃料，可以避免结晶问题，改善标准燃料的稳定性；可以提高调和后得到的标准燃料的理论十六烷值与测试十六烷值的趋同度，增大标准燃料十六烷值的区分性，扩大待测燃料十六烷值的测试范围。

根据本发明中的一种实施方式，所述挂式四氢双环戊二烯的质量纯度≥95％，优选≥98.5％。

根据本发明中的一种实施方式，所述正十二烷的质量纯度≥97％，优选≥99％；所述正癸烷的质量纯度≥97％，优选≥99％；所述正十四烷的质量纯度≥97％，优选≥99％。

根据本发明中的一种实施方式，所述高十六烷值正标准燃料为正十二烷。其中，当标准燃料为挂式四氢双环戊二烯和正十二烷的混合物，标准物质的综合性能最佳。

根据本发明中的一种实施方式，所述标准燃料的理论十六烷值与低十六烷值正标准燃料的测试十六烷值和高十六烷值正标准燃料的测试十六烷值之间具有体积线性关系。

其中，在本发明中，所述体积线性关系指的是可以利用低十六烷值正标准燃料的测试十六烷值以及其在标准燃料中的体积分数，高十六烷值正标准燃料的测试十六烷值以及其在标准燃料中的体积分数计算标准燃料的理论十六烷值。

其中，本发明对低十六烷值正标准燃料的测试十六烷值和高十六烷值正标准燃料的测试十六烷值的测试方法不做特殊限定。本领域常用的十六烷值测试方法均可用在本发明中。

优选地，在本发明中，测试十六烷值指的是利用NB/SH/T 6035《柴油导出十六烷值的测定定容燃烧室着火滞后和燃烧滞后法》测得的待测燃料的十六烷值的测试结果。该测试方法在定容燃烧弹系统上进行，将待测燃料以一定压力喷射入预先充好高温高压合成空气的容弹中，燃料自燃产生动态压力波，根据动态压力曲线确定的着火滞后期，进而计算得到待测燃料的测试十六烷值。其中，利用NB/SH/T 6035测得的待测燃料的十六烷值也称为导出十六烷值。

根据本发明中的一种实施方式，所述标准燃料的理论十六烷值满足式1：

CN＝CN

其中，CN表示标准燃料的理论十六烷值；CN

根据本发明中的一种实施方式，所述标准燃料的理论十六烷值与标准燃料的测试十六烷值之间的误差≤0.9个十六烷值单位，优选≤0.75个十六烷值单位。

其中，在本发明中，标准燃料的理论十六烷值与标准燃料的测试十六烷值之间的误差越小，表明标准燃料的理论十六烷值与体积之间的线性关系越好。

根据本发明中的一种实施方式，本发明对低十六烷值正标准燃料和高十六烷值正标准燃料的混合体积比例不做特殊要求，可根据具体待测燃料进行具体的选择。标准燃料的理论正十六烷值与待测燃料的十六烷值越接近，测试结果的准确度越高。为了提高测试精确度，优选根据待测燃料的十六烷值确定低十六烷值正标准燃料和高十六烷值正标准燃料的混合体积比例。

根据本发明中的一种实施方式，混合体积比可以直接量取体积进行混合，也可以利用密度将体积转化为质量，然后再称取相应的质量。与直接量取体积的混合方式相比，换算成质量后采用称量的方式调和得到的标准燃料的体积含量更准确。

根据本发明中的一种实施方式，室温下放置5-10天后，所述标准燃料的测试十六烷值的变化量≤0.6个十六烷值单位，优选≤0.35个十六烷值单位。

在本发明中，所述标准燃料的测试十六烷值的变化量指的是放置前后导出十六烷值之差的绝对值。其中，本发明对室温不做特殊限定，可以是15-35℃。本发明中的标准燃料，在室温下放置5-10天之后，标准燃料的测试十六烷值基本不发生变化，表明标准燃料的稳定性好。

本发明的第二方面提供了一种本发明第一方面所述的标准燃料在燃料十六烷值测定方法中的应用。

根据本发明中的一种实施方式，本发明对燃料不做特殊限定，可适用与所有需要测试十六烷值的燃料，优选地，所述燃料为柴油。

根据本发明中的一种实施方式，所述标准燃料在燃料十六烷值测定方法中作为低十六烷值正标准燃料使用。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。在实施例中，挂式四氢双环戊二烯的分子式为C

导出十六烷值的测定方法

在PAC公司生产的CID 510十六烷值分析仪利用标准NB/SH/T 6035《柴油导出十六烷值的测定定容燃烧室着火滞后和燃烧滞后法》分别测试低十六烷值正标准燃料、高十六烷值正标准燃料、标准燃料的导出十六烷值。其中，挂式四氢双环戊二烯的导出十六烷值为21.88，正十二烷的导出十六烷值为81.19。

实施例1

按照质量换算法配制挂式四氢双环戊二烯和正十二烷的混合物，得到标准燃料；其中，标准燃料中正十二烷的体积分数为25％；利用式1CN＝21.88*0.75+81.19*0.25计算标准燃料的理论十六烷值为36.71；利用导出十六烷值的测定方法测得的标准燃料的导出十六烷值为37.27。

通过对比可知，标准燃料的理论十六烷值和导出十六烷值相差0.56个十六烷值单位，表明标准燃料具有良好的体积线性关系。

常温下将标准燃料放置5天后，重新测试标准燃料的导出十六烷值，标准燃料的导出十六烷值为37.31。与5天前的测试结果相比，十六烷值增大了0.04个十六烷值单位，基本没有发生变化，表明标准燃料的物理化学性质稳定性。

实施例2

与实施例1相同，区别在于，分别配制正十二烷体积分数为50％、51％和52％的标准燃料，这三种标准燃料的理论十六烷值和导出十六烷值的结果如表1所示：

表1

由表1可知，随着正十二烷体积分数的逐渐增加，标准燃料的理论和导出十六烷值均逐渐增大。通过理论计算可知，正十二烷的体积分数每增加1％，标准燃料的十六烷值大约增加0.6个十六烷值单位。实际测试结果显示，正十二烷的体积分数每增加1％，标准燃料的导出十六烷值大约平均增加0.62个十六烷值单位。由此可知，本发明中利用挂式四氢双环戊二烯和正十二烷配制的标准燃料具有十分优异的十六烷值区分性。当体积分数密集变化时，十六烷值仍具有显著的区分性，且稳定性良好。

将实施例2所制备的三种标准燃料常温下放置5天后，重新测试这三种标准燃料的导出十六烷值。其中，正十二烷体积分数为50％的标准燃料的导出十六烷值为50.75，减小了0.24个十六烷值单位，变化率为0.47％；正十二烷体积分数为51％的标准燃料的导出十六烷值为51.70，增大了0.03个十六烷值单位，变化率为0.06％；正十二烷体积分数为52％的标准燃料的导出十六烷值为52.53，增大了0.3个单位，变化率为0.57％。由此可知，本发明中利用挂式四氢双环戊二烯和正十二烷配制的标准燃料的稳定性好。

实施例3

与实施例1相同，区别在于，配制正十二烷体积分数为73％的标准燃料，利用式1CN＝21.88*0.27+81.19*0.73计算标准燃料的理论十六烷值为65.18；

测试上述标准燃料的导出十六烷值，得到标准燃料的导出十六烷值为64.47。将标准燃料常温下放置五天后重新进行测试，导出十六烷值为64.79。

实施例1-3中所配置的标准燃料的导出十六烷值和正十二烷体积分数的关系如图1和图2所示。由图1和图2可知，本发明中利用挂式四氢双环戊二烯和正十二烷配制的标准燃料的导出十六烷值与正十二烷体积分数之间存在线性关系，拟合直线DCN＝21.90+0.588*V的拟合值R值为0.9998。理论上，利用本发明中的标准燃料可测试的试样的十六烷值范围为21.88-81.19，与现有标准相比扩大了测试范围。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。