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通過中紅外光譜燃料油分析儀測定不同比例裂化汽油的辛烷值
簡介：
研究表明利用中紅外光譜燃料油分析儀測定汽油辛烷值對比標(biāo)準(zhǔn)辛烷值機(jī)來說是一種高效、經(jīng)濟(jì)的方法。而且其他如密度,、蒸氣壓,、流程等重要參數(shù)也可一并獲取，為了提高準(zhǔn)確度,，我們假定樣品為實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的汽油組分,。一般汽油主要包含碳?xì)浠衔铩⑸倭康暮跹苌镆约爸鷦?。由流體催化裂化裝置(FCC)生產(chǎn)的裂化汽油樣品含有各種碳?xì)浠衔?，如芳烴、石腦油,、烯烴和烯烴,，以及少量的高沸點(diǎn)碳?xì)浠衔锍煞帧７紵N和支鏈烯烴的辛烷值高(RON和MON),，而烯烴和環(huán)烷烴的辛烷值處于中等,，烯烴在發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件下易于聚合。
樣品調(diào)整
從催化裂化中試裝置(TU- Wien)獲得的裂解汽油是經(jīng)過條件處理的主要產(chǎn)品,，已通過基本單元操作的過濾,、脫水和蒸餾，且沸點(diǎn)范圍<215℃。為了測定輕汽油(沸點(diǎn)< 113°C)和重汽油(113 - 215°C)的辛烷值,，需要進(jìn)一步蒸餾,。
圖1:調(diào)整樣品進(jìn)行測量
如圖1所示，組分隨其可見顏色而變化,。值得注意的是,，透明的輕餾分，其中包含整個(gè)汽油產(chǎn)品中的苯,。每個(gè)組分有特定碳?xì)浠衔锝M成,，根據(jù)PIONA分析(ASTM)，輕餾分可分為C4至C9烴類-光譜,，而重餾分則包含C6至C11烴類,。由于模糊分離，輕,、重汽油餾分在C6 ~ C9烴類范圍內(nèi)存在重疊區(qū),。每個(gè)餾分的含碳量范圍影響一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分布，因此裂解汽油產(chǎn)品也有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分布,。
測試
如圖2所示,，利用中紅外光譜燃料油分析儀提供了一個(gè)全自動(dòng)測量汽油中重要的成分濃度。大量國家特定的校準(zhǔn)樣品被存儲(chǔ)在內(nèi)存芯片中,。該分析工具可以在沒有PC連接的情況下工作,，因此是快速質(zhì)量檢查的理想解決方案。
圖2,，中紅外光譜燃料油分析儀
通過中紅外光譜燃料油分析儀的泵送模塊,，從每個(gè)組分中自動(dòng)引入一個(gè)確定的樣品體積。樣品輸入控制系統(tǒng),，保證進(jìn)樣精確,。預(yù)熱10分鐘后，用正己烷進(jìn)行基本校準(zhǔn),，測量工具就可以使用了,。僅需要7ml的小樣本量即可對紅外光譜進(jìn)行精確檢測。測定采用快速傅里葉變換(FFT)算法將光譜曲線轉(zhuǎn)換成濃度組合,，計(jì)算辛烷值(RON和MON),。
結(jié)果
將不同的植物油(甘油三酯)與標(biāo)準(zhǔn)減壓汽油(VGO)混合，以指出含氧化合物對催化裂化裂化汽油餾分辛烷值的影響,。汽油餾分的辛烷值(ON)取決于催化裂化原料的生物油/VGO(減壓汽油)比,，如圖3所示。每個(gè)ON-系列的趨勢可以用線性回歸來近似,。按照20%質(zhì)量變化增加生物油,，輕組分汽油的辛烷值不斷降低。而重餾分的辛烷值特征則相反，重質(zhì)汽油餾分比輕質(zhì)汽油餾分具有更高的RON和MON水平,。在此基礎(chǔ)上,，用菜籽油代替原油產(chǎn)品VGO(減壓汽油)測定辛烷值的大偏差可以測定。棕櫚油和大豆油的偏差在計(jì)數(shù)序列中被排在后面,。
菜籽油 大豆油 棕櫚油
圖三：不同比例輕組分和重組分汽油的辛烷值
為便于控制,，對裂解汽油的辛烷值與施韋夏特石化分公司OMV SGS測試發(fā)動(dòng)機(jī)的辛烷值進(jìn)行了比較?？杀容^的系列辛烷值在RON和max處出現(xiàn)了大約2個(gè)數(shù)字的偏差,，在MON出現(xiàn)1個(gè)數(shù)字的偏差。隨著原料中植物油比例的增加,，裂解汽油餾分RON值有明顯增大的趨勢,。MON值僅在菜籽油系列試驗(yàn)中有所增加，而在其他植物油系列試驗(yàn)中,，MON值的變化可以忽略不計(jì),。
菜籽油 大豆油 棕櫚油
圖4：中紅外光譜燃料油分析儀和辛烷值機(jī)的辛烷值書數(shù)對比
結(jié)論
中紅外光譜燃料油分析儀的辛烷值與參考標(biāo)準(zhǔn)測試引擎測試的在可接受的偏差范圍內(nèi)。甚至在增加生物油系列的辛烷值變化趨勢上也具有足夠的準(zhǔn)確性,。因此,，該分析儀器適用于不同原料的FCC汽油與植物油含量的辛烷值的快速質(zhì)量檢測。