柴油的十六烷值
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十六烷指数标准
十六烷指数是一个用于描述柴油燃料特性的参数,其计算方式根据不同的标准和方法会有所不同。
在中国,十六烷值是根据公式计算得出的,其标准燃料的十六烷值按下式计算:十六烷值=100Ψ+15Ψ。
而柴油的十六烷值与发动机运行效果有关,一般来说,柴油发动机在十六烷值为48-50时运行良好。
十六烷值较低的燃料点火延迟较长,需要更多时间来完成燃料燃烧过程。
在欧洲,柴油十六烷值在1994年规定最低为38,在2000年规定为40。
目前在欧洲联盟,冰岛,挪威和瑞士销售的柴油标准为EN 590,十六烷指数最低为46,十六烷值最低为51。
优质柴油的十六烷值可高达60。
在北美,大多数州采用ASTM D975作为柴油标准,最小十六烷值为40,典型值在42-45之间。
优质柴油可能有更高的十六烷值,也可能没有,这取决于供应商。
加州柴油的十六烷值最低为53。
植物油来源的生物柴油,其十六烷值范围为46-52,基于动物脂肪的生物柴油十六烷值范围为56-60。
而二甲醚是一种潜在的柴油燃料,因为它具有较高的十六烷值,并且可以作为生物燃料。
如需更多与十六烷指数相关的信息,建议查阅石油产品标准相关文献或咨询石油产品专家。
0号柴油的标准
0 号柴油的标准主要包括以下几个方面:
1、十六烷值:0 号柴油的十六烷值不小于 45。
这是因为十六烷值越高,柴油的燃烧性能越好,抗爆性能越强。
2、馏程:0 号柴油的馏程要求 50% 馏出温度不高于 300℃,90% 馏出温度不高于 355℃,95% 馏出温度不高于 365℃。
馏程是衡量柴油蒸发性能的重要指标,馏程越宽,柴油的燃烧性能越好。
3、运动粘度:0 号柴油在 20℃下的运动粘度应在 3.0-8.0 mm²/s 范围内。
运动粘度影响柴油的流动性和泵送性能。
4、10% 蒸余物残炭:0 号柴油的 10% 蒸余物残炭不大于 0.3%。
残炭含量反映柴油的安定性,含量越低,柴油的安定性越好。
5、灰分:0 号柴油的灰分不大于 0.01%。
灰分是柴油中不可燃物质的总称,含量越低,柴油的燃烧性能越好。
6、硫含量:0 号柴油的硫含量不大于 0.2%。
硫含量是衡量柴油清洁度的重要指标,含量越低,柴油的环保性能越好。
7、密度:0 号柴油在 20℃下的密度一般在 0.8400-0.8600 g/cm³之间。
密度影响柴油的储存和运输性能。
结束语:
总之,以上信息来源于国家标准GB/T 386、GB/T 6536、GB/T 265、GB/T 268、GB/T 380 等。
这些标准详细规定了 0 号柴油的性能要求,以确保柴油的质量和服务。
柴油的十六烷值系列改进剂柴油添加剂A001一、十六烷值和辛烷值的关系十六烷值是表示柴油机燃料在压缩着火发动机中发火性能的重要品质指标。
正像辛烷值高表示燃烧的点燃发动机中的抗爆性好一样,十六烷值高说明该燃料在柴油机中发火性能好,延迟期短,发动机工作平稳柔和。
反之,十六烷值低说明该燃料发火困难,延长期长,因而在发火燃烧时气缸内积累的燃油多,大量燃料同时燃烧引起压力突升,使发动机工作粗暴。
和辛烷值一样,燃烧的十六烷值也是在规定的单杠柴油机(十六烷值机)中测定的。
不过,测定十六烷值时使用的标准燃料一种是正十六烷,另一种是α-甲萘。
正十六烷C16H34是一种和柴油理化性质相近的化合物,具有很短的发火延迟期,自燃性能很好,因而规定其十六烷值为100. α-甲萘的理化性质也和柴油相近似,但发火延迟期很长,自燃性能很差,因而规定其十六烷值为0.将这两种化合物按不同体积百分数掺合,即可配成各种十六烷值的标准燃料,其中正十六烷值的体积百分数含量即表示该标准燃料的十六烷值。
将所测燃料与标准燃料进行比较,与其发火性能相同的标准燃料的十六烷值即作为所测燃料的十六烷值。
例如,乙醚的发火性能与含53%体积的正十六烷(α-甲萘含量为47%)的标准燃料相同,因此,乙醚的十六烷值为53.尽管柴油机工作粗暴时发生的敲缸现象与汽油机出现爆震时的敲缸现象表面上很相似,给发动机带来的危害也大体相同,但是二者在本质上有很大区别,产生的原因也根本不同。
柴油机中的敲缸产生于燃烧的初期,而汽油机中的敲缸则产生于燃烧的末期。
柴油机中由于燃料的发火性能低,诱导期τ1过长而引起粗暴,汽油机中则由于燃料发火性能高,诱导期τ1+τ2过短而出现暴露。
可见,柴油机和汽油机对燃料发火性质的要求是正好相反的。
所以,十六烷值愈高的燃料,其辛烷值也愈低,反之亦然。
有人用66种汽油试样,分别测定了它们的辛烷值和十六烷值,二者的关系可以近似地用下述公式表示:十六烷值=60.96-0.56(马达法辛烷值)所得结果的标准误差为±1.71单位。
十六烷值十六烷值就是表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标。
常以纯正十六烷的十六烷值定为100,纯α甲基萘的十六烷值定为零,以不同的比例混合起来,可以得到十六烷值0至100的不同抗爆性等级的标准燃料,并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。
目录十六烷值正文十六烷值测量仪(十六烷值分析仪或者十六烷值机)展开十六烷值十六烷值就是表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性指标。
常以纯正十六烷的十六烷值定为100,纯α�甲基萘的十六烷值定为零,以不同的比例混合起来,可以得到十六烷值0至100的不同抗爆性等级的标准燃料,并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。
正文评定燃油自燃性的指标。
燃料自燃性对柴油机的起动性和燃烧过程都有影响,它是柴油的一项重要性能指标。
为了测定燃油的自燃性,规定着火性能极好的正十六烷(C16H34)的十六烷值为100,规定着火性能极差的α-甲基萘(C10H7CH3)的十六烷值为0,将正十六烷和α-甲基萘按不同比例配成混合物作为标准燃料。
当被测试燃料与某一配比的标准燃料的着火性能相当,而这种标准燃料中十六烷所占容积百分数为x%时,x即为被试燃料的十六烷值。
燃料的十六烷值高意味着它自燃性好,用于柴油机时起动容易,工作柔和。
如十六烷值过高,则柴油机排气冒黑烟,经济性下降;如果过低,则起动困难,运转粗暴。
一般柴油机燃油的十六烷值在40~60范围之内。
在寒冷或高海拔地区应选用高十六烷值燃料,大型低速柴油机可用十六烷值为30的燃料。
十六烷值可用发动机法或实验室法测定。
发动机法是在试验发动机上测定,常用的有闪光重合法、着火延迟期法和临界压缩比法等。
实验室法是用燃料的某些物理性质间接测定,常用的有苯胺点法和柴油指数法等。
十六烷值测量仪(十六烷值分析仪或者十六烷值机)辛烷值/十六烷值分析仪的原理在于对汽油的辛烷值和柴油的十六烷值的绝缘导磁率和电磁感应的电荷特性分析测量出来的。
通过测量样品的电介质特性,同已知的存在内存里的参数相比较,从而测定出结果。
十六烷值cetane number;cetane rating表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性的指标。
其大小与柴油组分的性质有关。
一般说来,烷烃的十六烷值最大,芳香烃的最小,环烷烃和烯烃则介于两者之间。
将柴油样品与用十六烷值很大的正十六烷(规定为1 00)和十六烷值很小的1-甲基萘(规定为0)配成的混合液在标准柴油机中进行比较。
自燃性与样品相等的混合液中所含正十六烷的百分数,即为该样品的十六烷值。
例如一种柴油样品的十六值与40%正十六烷和60%1-甲基萘的混合液相等,该样品的十六烷值即为40。
柴油的十六烷值低于工作条件要求,会使燃烧延迟和不完全,以致发生爆震,降低发动机功率,增加柴油消耗量。
但十六烷值过高,也会使燃烧不完全而发生冒烟现象,并增加柴油消耗量。
高速柴油机燃料的十六烷值约为40-56。
大多数的柴油机可采用的十六烷值40-45。
加入少量的添加剂(如硝酸戊酯),可提高柴油的十六烷值。
表示柴油发火性能的指标。
代表柴油在发动机中发火性能的一个约定量值。
因为柴油机是压燃式的,没有其它点火设备,尤其柴油喷入气缸与压缩空气相混合,在压缩行程气缸达到高温高压条件下能很快地着火燃烧起来。
将试样柴油与由十六烷(其十六烷值规定为100)和α甲基萘(其十六烷值规定为0)配制的标准燃料进行对比试验,当试样柴油与某一配制标准燃料发火性能数据一致时,该标准燃料中十六烷的体积百分率,即为试样柴油的十六烷值。
甲基萘的十六烷值定为零,以不同的比例混合起来,可以得到十六烷值0至100的不同抗爆性等级的标准燃料,并在一定结构的单缸试验机上与待测柴油做对比。
十六烷值的成分一般为硝酸醚、戊基硝酸酯和过氧化物催化柴油的十六烷值是比较低的,一般的加氢精制对提高其十六烷值作用不大。
现在抚研已经有专门用于提高十六烷值的加氢技术,可以考虑采用。
只要是深度加氢,都可以大幅度提高柴油十六烷值,简单讲就是芳烃饱和越多,十六烷值提高越多,代价是大量耗氢,昂贵的氢气造成钞票损失。
柴油十六烷值计算公式及密度换算柴油的十六烷值是衡量其点火性能的指标,一般用于评价柴油质量好坏。
本文将介绍柴油的十六烷值的计算公式以及柴油密度的换算方法。
柴油的十六烷值计算公式:柴油的十六烷值计算公式主要有两种:加权平均法和初始燃烧延迟期法。
1.加权平均法:十六烷值=100-非十六烷烃的质量分数x加权值2.初始燃烧延迟期法:十六烷值=100-初始燃烧延迟时间x斜率初始燃烧延迟时间是指柴油开始燃烧到达最大燃烧压力之间的时间。
斜率是初始燃烧延迟时间和十六烷值之间的线性关系系数。
这种方法需要使用柴油的燃烧延迟期测试仪进行实验测定。
柴油密度换算方法:柴油的密度表示了其质量和体积之间的关系,常用单位是克/立方厘米(g/cm³)。
不同国家和地区采用的密度单位可能不同,下面以国际标准单位为例介绍换算方法。
1. 克/立方厘米(g/cm³)到克/升(g/l)的换算:密度(g/l)= 密度(g/cm³) x 1000例如,柴油的密度为0.83 g/cm³,则换算成克/升的密度为0.83 x 1000 = 830 g/l。
2. 克/升(g/l)到千克/立方米(kg/m³)的换算:密度(kg/m³)= 密度(g/l)/ 1000例如,柴油的密度为830 g/l,则换算成千克/立方米的密度为830 / 1000 = 0.83 kg/m³。
3. 千克/立方米(kg/m³)到磅/加仑(lb/gal)的换算:需要注意的是,柴油的密度受到温度和压力的影响,因此在进行密度换算时应考虑温度和压力的影响,以保证换算结果的准确性。
总结:本文介绍了柴油的十六烷值计算公式和柴油密度的换算方法。
柴油的十六烷值是评价其点火性能的指标,在柴油的生产和质量控制中起到重要作用。
柴油的密度表示了其质量和体积之间的关系,不同国家和地区可能采用不同的密度单位。
在进行密度换算时应注意考虑温度和压力的影响。
柴油十六烷值计算方法
柴油的十六烷值(Cetane number)是评价柴油点火性能的指标,通常使用ASTM D613标准进行测试。
ASTM D613方法
是在一个测试发动机中,将被测试柴油与一定比例的异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)混合,观察该混合物在发动机中点火和
燃烧的性能。
具体的计算方法如下:
1. 准备好测试设备和试样柴油。
2. 将试样柴油与异辛烷按照一定比例混合,通常为70%柴油
和30%异辛烷。
3. 将混合物倒入测试设备中,开始测试。
4. 在测试过程中,记录下柴油混合物的点火延迟时间
(Ignition Delay)。
5. 如果点火延迟时间超过30度,再继续进行测试,直至点火
延迟时间小于30度为止。
6. 根据实际测试中记录的点火延迟时间,计算柴油的十六烷值。
计算公式如下:
十六烷值 = 118.4 - 0.4 ×点火延迟时间
其中,点火延迟时间的单位是毫秒。
需要注意的是,ASTM D613测试方法是用于实验室环境下,
实际柴油的十六烷值可能会受到其他因素的影响,如所用油品
的成分和品质。
为了获得更准确的结果,可以使用其他更复杂的测试方法或参考供应商提供的柴油十六烷值数据。
柴油十六烷值计算方法柴油的十六烷值(cetane number)是衡量柴油燃烧性能的指标之一,表示柴油燃料在压燃式发动机中自燃的能力。
较高的十六烷值意味着更好的自燃性能和燃烧质量,可以提高发动机的动力性能、燃油经济性和环境友好性。
下面介绍两种常用的柴油十六烷值计算方法:间接法和直接法。
一、间接法1.粘度法:柴油的粘度与十六烷值有一定的相关性。
可以通过测量柴油的运动粘度或运动粘度指数,然后利用相关关系计算出十六烷值。
2.密度法:柴油的密度和十六烷值之间也存在相关关系。
根据一定的经验公式,可以通过测量柴油的密度来计算十六烷值。
3.闪点法:闪点是指柴油在特定条件下产生可燃性蒸气的温度。
柴油的闪点与其十六烷值成反相关,可以通过测量柴油的闪点来估计十六烷值。
4.蒸馏法:柴油的蒸馏特性与其燃烧性能有关。
通过测量柴油的干点(剩余液体量为10%时温度)、95%蒸馏温度和50%蒸馏温度,可以根据对应的经验公式计算得到柴油的十六烷值。
以上方法都是基于经验关系得出的计算结果,准确性可能存在一定的偏差。
二、直接法柴油的十六烷值的直接测定方法是通过实验室内的压燃式发动机台架试验来进行,具有较高的准确性。
这种方法的基本步骤如下:1.选择柴油样品,并进行样品质量分析,包括密度、粘度、硫含量等。
2.调整柴油样品的十六烷值,使其符合一些特定的标准十六烷值。
3.在压燃式发动机台架上安装柴油样品,通过调整供油量、喷油压力、进气温度等参数,使得发动机输出的功率、转速等参数稳定。
4.在稳定状态下,通过调整和量测进气空气的流量和温度,来控制柴油在发动机中的混合比和压燃温度。
5.在每组试验中,以不同的时间间隔记录油耗、气压、温度等数据。
6.根据试验数据和柴油样品的特性,通过多元回归分析等方法,计算出柴油样品的十六烷值。
直接法由于操作复杂、仪器设备要求高且昂贵,所以更适合于研究机构和精细化工企业的实验室使用,用于评估柴油样品的十六烷值。
总结:柴油十六烷值的计算方法有间接法和直接法两种。
国三柴油十六烷值标准国三柴油十六烷值标准是指国家对柴油燃烧性能的一项重要指标,也是衡量柴油质量的重要标准之一。
十六烷值是衡量柴油燃烧性能的指标,它直接影响着柴油的燃烧效率和排放物的产生。
因此,国家对柴油十六烷值制定了相应的标准,以保障柴油的质量和环保性能。
根据国家相关标准规定,国三柴油十六烷值的标准范围为45-55。
这意味着符合国三标准的柴油产品,其十六烷值需在45到55之间。
这一范围的设定,旨在保证柴油的燃烧性能和环保性能,使得柴油燃烧更加完全,排放更加清洁。
国三柴油十六烷值标准的制定,是为了适应当时的环保要求和柴油发动机技术水平。
国家对柴油十六烷值进行限定,不仅是为了保护环境,更是为了保障消费者的权益。
高质量的柴油可以提高发动机的燃烧效率,延长发动机寿命,减少排放物对环境的污染。
在实际生产和使用过程中,厂家和用户都应严格遵守国家的柴油十六烷值标准。
对于生产企业来说,要严格控制原材料的选择和生产工艺,确保生产的柴油产品符合国家标准。
而对于用户来说,应选择正规渠道购买柴油产品,避免购买质量不合格的产品,影响车辆的正常使用和环境的保护。
此外,国家对柴油十六烷值标准的不断提高,也促进了柴油产品的技术升级和质量改进。
各生产企业在不断提高柴油十六烷值的同时,也在提高柴油的清洁性和环保性能,为保护环境和改善空气质量做出了积极的贡献。
总的来说,国三柴油十六烷值标准的制定和执行,对于保障柴油质量、提高燃烧效率、减少排放污染有着重要的意义。
各生产企业和用户都应严格遵守国家标准,共同为环境保护和可持续发展贡献力量。
希望在未来,国家对柴油质量标准的不断提高,能够推动整个行业向着更加清洁、高效的方向发展。
柴油十六烷值指数的计算方法,和计算公式柴油十六烷值的测定需要仪器。
在网上看到“通过柴油密度和50%镏程温度可以计算出十六烷值指数”。
请教您:十六烷值指数的计算方法,和计算公式。
十六烷指数CI=431.29-1586.88ρ20+730.97(ρ20)^2+12.392(ρ20)^3+0.0515(ρ20)^4-0.554B+97.803(lgB)^2B为50%馏出温度,ρ20为20度密度。
柴油的燃烧性能及其评价指标(l)柴油机的工作粗暴与柴油的发火性为使大家对柴油的发火性能有一个更为全面的理解,在此先介绍一下柴油在柴油机气缸内燃烧的情况。
柴油机在压缩终了时,缸内温度可达500℃一600℃,压力达3~4MPa。
这时柴油以高压呈细雾状喷入燃烧室内,由于燃烧室的温度巳超过柴油和自燃点,故从理论上而言,柴油--喷入燃烧室,便具备了着火燃烧的基本条件。
但从柴油喷入至自燃,往往还有一定的时间间隔,这是因为在这一时间间隔内,柴油需完成与空气的充分混合、先期氧化及形成局部着火点等物理化学的进一步准备,我们将从喷油开始到柴油开始燃烧的时间问隔称之为着火延迟期。
如果着火延迟期长,则喷入燃烧室的柴油量增多,着火前形成的混合气数量就多,一旦着火,就有过量的柴油着火燃烧,这会造成缸内压力剧增,气缸内便将产生强烈的震击作用,通常把这种震击作用称为柴油机工作粗暴。
柴油机工作粗暴的后果与汽油机爆震一样,会使发动机曲柄连杆机构承受过大的冲击力作用,产生强烈的金属敲击声,加速零件的磨损并且使柴油机起动困难,造成柴油机功率下降,油耗增大。
影响着火延迟期的因素较多,其中柴油的发火性是主要因素之一。
柴油的发火性是指柴油自燃的能力,发火性好的柴油,着火延迟期短,着火燃烧后缸内压力上升平缓,柴油机工作柔和。
另外需要指出的一点是柴油机的工作粗暴与汽油机的爆震在本质上是有很大区别的。
汽油机的爆震是由于点火燃着的火焰前沿还没传播到的那部分混合气生成过氧化物,自行燃烧而致,一般发生在燃烧末期;而柴油机工作粗暴却是由于柴油的发火性差使得着火延迟期过长而致、一般发生在燃烧的初期。
柴油十六烷值柴油十六烷值1. 柴油十六烷值与其化学组成的关系柴油馏程为180~360℃,碳数分布在12~25范围内,化学组成包括芳烃、环烷烃、链烷烃及有机硫氮化合物。
柴油馏分的质量随加工方法的不同而异,而且受原料组成的影响。
通常正构烷烃的十六烷值最高,单环环烷烃或单环芳香烃居中,稠环环烷烃和稠环芳烃的十六烷值最低。
因此柴油的理想组分是环数少、长侧链及分枝较少的烃类。
催化柴油中芳烃含量多在60%以上,其中二环、三环芳烃约占芳烃含量的75%(体积分数)左右,稠环芳烃含量较高是催化裂化柴油十六烷值低的主要原因,且催化裂化柴油中的硫主要以多环芳烃的形式存在,如二苯并噻吩这类硫化物,由于苯环的阻碍作用,硫原子很难与催化剂的加氢脱硫活性中心接触,因此脱硫困难,而催化剂将其中一个芳环加氢饱和、开环后,硫原子容易与催化剂活性中心接触,脱硫也容易了。
因此,稠环芳烃开环、断链是催化裂化柴油加氢改质的关键。
2.提高柴油十六烷值的方法 2.1 溶剂萃取法溶剂萃取法的主要原理是选用一定比例浓度的萃取剂对二次加工的柴油(主要是催化裂化柴油)中的双环及以上的芳烃进行萃取,再选用其它溶剂,如石油醚对抽出油进行萃取以回收其中的高十六烷值组分。
常用溶剂有糠醛、甲醇、乙醇、丙酮、二甲亚砜(DMS)、N,N-1二甲基甲酰胺(DMF)和有机酸类等。
有时也在溶剂中加入过渡金属离子进行络合抽提,常用的过渡金属化合物有氯化锰、氯化铁、氯化铜、氯化钴、氯化镍、氯化锌、氯化镉、氯化铬和醋酸汞等。
但是,Cu2+易促使油品变质,最后要从油中完全除掉,而镉盐和汞盐易污染环境。
国内对此法研究较多的主要是清华大学化工系,采用双溶剂法对催柴进行精制后,其十六烷值从31.6提高到40以上,收率达90%以上。
对于催化柴油芳烃的应用有两个方向,一是将各组分进行分离,分别加以利用,当前应用较多的单组分有偏三甲苯、均三甲苯、均四甲苯和萘。
二是通过分馏,对各馏分(混合组分)分别加以利用,如作为热载体及润滑油添加剂,碳素材料的原料,高沸点芳烃溶剂,芳醛树脂等。
柴油的燃烧性能及其评价指标十六烷值测试柴油的燃烧性能及其评价指标(l)柴油机的工作粗暴与柴油的发火性为使大家对柴油的发火性能有一个更为全面的理解,在此先介绍一下柴油在柴油机气缸内燃烧的情况。
柴油机在压缩终了时,缸内温度可达<?xml:namespace prefix = st1 />500℃一600℃,压力达3~4MPa。
这时柴油以高压呈细雾状喷入燃烧室内,由于燃烧室的温度巳超过柴油和自燃点,故从理论上而言,柴油--喷入燃烧室,便具备了着火燃烧的基本条件。
但从柴油喷入至自燃,往往还有一定的时间间隔,这是因为在这一时间间隔内,柴油需完成与空气的充分混合、先期氧化及形成局部着火点等物理化学的进一步准备,我们将从喷油开始到柴油开始燃烧的时间问隔称之为着火延迟期。
如果着火延迟期长,则喷入燃烧室的柴油量增多,着火前形成的混合气数量就多,一旦着火,就有过量的柴油着火燃烧,这会造成缸内压力剧增,气缸内便将产生强烈的震击作用,通常把这种震击作用称为柴油机工作粗暴。
柴油机工作粗暴的后果与汽油机爆震一样,会使发动机曲柄连杆机构承受过大的冲击力作用,产生强烈的金属敲击声,加速零件的磨损并且使柴油机起动困难,造成柴油机功率下降,油耗增大。
影响着火延迟期的因素较多,其中柴油的发火性是主要因素之一。
柴油的发火性是指柴油自燃的能力,发火性好的柴油,着火延迟期短,着火燃烧后缸内压力上升平缓,柴油机工作柔和。
另外需要指出的一点是柴油机的工作粗暴与汽油机的爆震在本质上是有很大区别的。
汽油机的爆震是由于点火燃着的火焰前沿还没传播到的那部分混合气生成过氧化物,自行燃烧而致,一般发生在燃烧末期;而柴油机工作粗暴却是由于柴油的发火性差使得着火延迟期过长而致、一般发生在燃烧的初期。
因此,各种影响汽油机爆震与柴油机工作粗暴的因素也完全不同。
如汽油机若提高压缩比或增高气缸温度会促发爆震,而柴油帆若提高压缩比或增高气缸温度却能减轻其工作粗暴的倾向。
柴油十六烷值计算方法柴油的十六烷值(Cetane Number,CN)是一个用来评估柴油燃烧质量的参数。
较高的十六烷值表示柴油在压缩点火燃烧时燃烧速度较快,而较低的十六烷值则意味着燃烧速度较慢。
柴油的十六烷值是通过与已知十六烷值的标准燃料进行比较来确定的。
在实际测试中,一种被称为“柴油燃烧快度测试装置(Cetane Rating Unit)”的设备常被用于测量柴油的十六烷值。
以下是一种常见的柴油十六烷值计算方法:1.准备测试样品:首先,需要准备待测柴油样品和一个已知十六烷值的标准柴油样品。
这两个样品的特性(包括密度、闪点等)应在实验前进行测量,并记录下来。
2.准备测试设备:将柴油燃烧快度测试装置的燃烧室彻底清洁,并确保仪器的各个部件都处于正常工作状态。
3.燃烧测试:将待测柴油样品倒入装置的燃烧室中,并按照仪器使用说明操作,点火开始燃烧。
测试期间,应测量并记录相关参数,如燃烧开始时间、稳定燃烧时间等。
4.验证十六烷值:将已知标准柴油样品用相同的方法进行测试,并记录下对应的测试参数。
5.计算十六烷值:根据测试的数据,使用如下的公式来计算待测样品的十六烷值:CN=(TS-TM)/(TS-RS)×100其中,CN代表柴油的十六烷值;TS表示标准柴油样品的平均燃烧时间(s);TM表示待测柴油样品的平均燃烧时间(s);RS表示标准柴油样品的平均回程时间(s)。
6.数据分析:比较计算得到的十六烷值与已知的标准柴油十六烷值,根据差值来评估待测柴油样品的燃烧特性。
需要注意的是,尽管这种计算方法是一种较为常见的柴油十六烷值计算方法,但它并不是唯一的方法。
还可以使用不同的实验装置和计算公式来进行柴油十六烷值的测定。
同时,计算得到的十六烷值只是评估柴油燃烧质量的一个指标,实际使用中还需考虑其他因素。
十六烷值(Cetane number):十六烷值是指与柴油自燃性相当的标准燃料中所含正十六烷的体积百分数。
标准燃料是用正十六烷与2-甲基萘按不同体积百分数配成的混合物。
其中正十六烷自燃性好,设定其十六烷值为100,2-甲基萘自燃性差,设定其十六烷值为0。
也有以2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷代替2-甲基萘,设定其十六烷值为15。
十六烷值测定是在实验室标准的单缸柴油机上按规定条件进行的。
十六烷值高的柴油容易起动,燃烧均匀,输出功率大;十六烷值低,则着火慢,工作不稳定,容易发生爆震。
一般用于高速柴油机的轻柴油,其十六烷值以40-55为宜;中、低速柴油机用的重柴油的十六烷值可低到35以下。
柴油十六烷值的高低与其化学组成有关,正构烷烃的十六烷值最高,芳烃的十六烷值最低,异构烷烃和环烷烃居中。
当十六烷值高于50后,再继续提高对缩短柴油的滞燃期作用已不大;相反,当十六烷值高于65时,会由于滞燃期太短,燃料未及与空气均匀混合即着火自燃,以致燃烧不完全,部分烃类热分解而产生游离碳粒,随废气排出,造成发动机冒黑烟及油耗增大,功率下降。
加添加剂可提高柴油的十六烷值,常用的添加剂有硝酸戊酯或已酯。
柴油十六烷值;cetane number(CN) of diesel fuel:性质:在标准化条件下,指明柴油着火性的约定数值。
在标准试验机试验中,当试验燃料与标准燃料比较具有相同的着火滞后期时,标准燃料混合物中正十六烷所占的体积百分数即十六烷值。
十六烷值高的柴油,着火滞后期较短。
其高低因柴油组分不同而异。
烷烃十六烷值高,芳烃最低,环烷烃和烯烃介于两者之间。
当十六烷值低于发动机使用要求时,会出现燃烧延迟和燃烧不完全而导致发生爆震,降低发动机功率,增大耗油量。
十六烷值过高,会出现燃烧不完全,冒黑烟、增大耗油量。
一般来说高速柴油机要求柴油十六烷值约在40~56之间,普通柴油机在40~45之间即可。
为了提高十六烷值,可以加入少量十六烷值改进剂(如硝酸异戊酯)。
十六烷值是柴油规格的重要指标。
催化柴油MCI工艺技术应用概况我国目前的柴汽比较低,柴油数量满足不了市场的需求。
柴油中的三分之一是催化裂化柴油。
催化柴油中含有较多的杂原子化合物、烯烃和芳烃,颜色不好,安定性较差,尤其是十六烷值很低。
随着重油催化裂化技术的发展和掺渣量的增加,催化柴油的质量问题变得更为突出。
当前国内外普遍采用的劣质催化柴油改质手段是加氢精制和加氢裂化。
催化柴油加氢精制,是在中、低压的条件下,进行烯烃加氢饱和、脱硫、脱氮及芳烃部分饱和反应,可改善其颜色和安定性,而十六烷值提高幅度较小,尤其是加工劣质原料的催化装置,其催化柴油通过加氢精制远不能满足产品对十六烷值的要求。
近几年开发的劣质柴油中压加氢改质工艺,是中压下的一种加氢裂化过程,转化率一般为40%~60%,虽然其柴油产品的十六烷值较原料可提高10~20个单位,但柴油收率低,化学氢耗高,不适应国内市场的需求。
因此,开发一种既能最大限度提高柴油十六烷值,又能得到较高的柴油收率的劣质催化柴油改质技术,是人们普遍关注的课题。
抚顺石油化工研究院新开发的一种提高催化柴油十六烷值的加氢改质工艺技术(Maximum Cetane number Improvement,简称MCI)。
该技术在吉林化学工业公司炼油厂20万吨/年加氢装置应用成功后,先后有7家炼厂采用该技术。
该技术不仅能大幅度提高催柴的十六烷值,同时还能获得较高的柴油收率,获得2001年度国家科技发明二等奖,具有显著的经济效益和社会效益,有可观推广应用前景。
催化柴油MCI工艺的理论基础众所周知,石油产品的烃类族组成直接影响产品的性质。
十六烷值是柴油燃烧性能的重要指标。
柴油馏分中,链烷烃的十六烷值最高,环烷烃次之,芳香烃的十六烷值最低。
同类烃中,同碳数异构程度低的烃类化合物具有较高的十六烷值,芳环数多的烃类具有较低的十六烷值。
因此,环状烃含量低,链状烃含量多的柴油具有较高的十六烷值。
要提高柴油的十六烷值,必须提高柴油中高十六烷值组分的相对含量,或采用添加剂。
采用十六烷值添加剂,将十六烷值提高2~3个单位的成本不太高,但继续增加添加剂用量不仅效果不显著(加到一定比例后十六烷值不再增加),并且也不经济。
从根本上解决柴油十六烷值低的方法是提高十六烷值较高的烃类组分的相对含量,方法之一是除去十六烷值较低的芳烃组分(抽提工艺)。
这种方法的优点是投资低、操作简单,但柴油收率低,抽出的芳烃没有直接的经济价值;另一种方法是采用加氢手段,将双环和多环芳烃中的芳环部分地转化成环烷烃或进而转化成较小分子的芳烃,这种方法中的前者称为加氢精制,后者称为加氢裂化。
由于催化裂化反应的特点,催化柴油中所含的芳烃主要是萘系芳烃。
下面以萘在加氢过程的反应为例,来说明加氢精制(HT)、加氢裂化(HC)和MCI过程的主要反应。
在加氢精制条件下,萘只进行上述反应历程中的第(1)步,即萘加氢变成四氢萘,四氢萘仍在柴油馏分中,它的十六烷值与萘相比提高不大。
因此,加氢精制对十六烷值改进不大。
上式中的(1)、(2)、(3)步反应为萘在中压加氢裂化条件下的主要反应历程,由此可见柴油馏分中的萘,在中压加氢裂化条件下最终转化为苯和丁烷,而从柴油馏分中消失。
萘的转化无疑有助于增加柴油的十六烷值,但导致柴油收率下降。
从萘的加氢精制和加氢裂化反应历程可看出,这两种加氢过程对柴油十六烷值影响的差别。
萘在MCI过程的主要反应历程是萘加氢饱和成为四氢萘,然后再开环。
即只进行萘加氢裂化反应历程中的(1)、(2)两步,生成的丁基苯(十六烷值>20)仍保留在柴油馏分中,其十六烷值与萘(十六烷值接近于0)相比有较大的提高。
MCI反应历程中,由于四氢萘的环烷开环打破了加氢精制反应中萘加氢生成四氢萘的热力学平衡,有利于萘系烃的转化。
因此,该过程不仅十六烷值提高幅度较大,而且柴油收率较高。
催化柴油(LCO)中双环和三环芳烃,在MCI过程中的反应历程类似于萘,双环以上的芳烃只进行芳环饱和和环烷开环,其分子碳数不变。
由于双环和三环芳烃转化为烷基苯,柴油中的高十六烷值组分增加,故柴油的十六烷值可得到较大幅度的提高。
催化柴油MCI技术对催化剂的要求MCI过程的关键是要开发出一种具有良好芳烃加氢饱和性能和开环选择性较高的催化剂。
该过程的催化剂应具有较高的催化活性,保证有较高的芳烃转化深度,具备较高的选择性使环烷开环而不断链,保证十六烷值提高幅度较大和有较高的柴油收率。
此外,还应具有较高的抗杂质能力和较好的稳定性,使之能够适应劣质原料和保证长周期稳定运转。
MCI催化剂理化性质将MCI催化剂与一种性能较好的加氢精制催化剂,用同一种原料油,在完全相同的反应条件下进行了对比试验,试验结果见下表。
一组典型原料MCI与HT产品性质MCI产品与HT产品的杂质含量和颜色基本相同,十六烷值的提高幅度有较大的差别,HT过程柴油的十六烷值由25.0提高至33.6,提高了8.6个单位。
而MCI过程由25.0提高至37.5,提高了12.5个单位,较HT过程提高近4个单位。
催化柴油MCI技术对不同原料的适应性选用了我国几种主要原油的重催柴油,考察了MCI过程对这几种原料的改质效果。
试验原料油主要性质重油催化柴油MCI试验主要工艺条件MCI试验产品性质在中等压力下,大庆催柴油,大港重催柴油,管输重催柴油和辽河催柴,经过MCI过程均具有较显著的改质效果。
有较高的脱杂质深度。
十六烷值有较大幅度的提高,大庆催柴可提高9.5个单位,而其余三种原料油均提高十个单位以上。
MCI柴油的其它质量指标能够满足柴油标准。
催化柴油MCI工业应用效果MCI技术的首次工业应用试验是在吉林化学工业公司炼油厂20万吨/年加氢装置上进行。
该装置用FH-5加氢精制催化剂和3963MCI过程专用催化剂。
典型工业原料油性质工业装置典型反应条件及产品主要性质工业装置典型产品性质+液体收率为100.88%,工况-1的化学氢耗与工况-1柴油收率为99.78%,C5+液体收率为99.58%,工漏损氢耗共计1.38%。
工况-2柴油收率为98.60%,C5况-1的化学氢耗与漏损氢耗共计1.10%(对原料油)。
两种工况下柴油产品的十六烷值分别为39.0和39.9,但十六烷值提高幅度分别为12.1和11.3,已超过试验研究的9.5和8.5,达到了MCI预期的改质效果。
说明了MCI技术能够大幅度提高催化柴油的十六烷值,同时又能获得较高的柴油收率,具有加氢精制和中压加氢改质的双重优点,有广泛推广应用前景。
BIODIESELWHAT IS BIODIESEL ?Biodiesel (or biofuel) is the name for a variety of ester-based fuels (fatty esters) generally defined as the monoalkyl esters made from vegetable oils, such as soybean oil, canola or hemp oil, or sometimes from animal fats through a simple transesterification process. This renewable source is as efficient as petroleum diesel in powering unmodified diesel engine.HISTORYThe concept of using vegetal oil as an engine fuel likely dates when Rudolf Diesel (1858-1913) developed the first engine to run on peanut oil, as he demonstrated at the World Exhibition in Paris in 1900. Unfortunately, R. Diesel died 1913 before his vision of a vegetable oil powered engine was fully realized.Rudolf DieselRudolf Diesel firmly believed the utilization of a biomass fuel to be the real future of his engine. He wanted to provide farmers the opportunity to produce their own fuel. In 1911, he said "The diesel engine can be fed with vegetable oils and would help considerably in the development of agriculture of the countries which use it".After R. Diesel death the petroleum industry was rapidlydeveloping and produced a cheap by-product "diesel fuel" powering a modified "diesel-engine". Thus, clean vegetable oil was forgotten as a renewable source of power.Modern diesels are now designed to run on a less viscous fuel than vegetable oil but, in times of fuel shortages, cars and trucks were successfully run on preheated peanut oil and animal fat. It seems that the upper rate for inclusion of rapeseed oil with diesel fuel is about 25% but crude vegetal oil as a diesel fuel extender induces poorer cold-starting performance compared with diesel fuel or biodiesel made with fatty esters (McDonnel K et al. JAOCS 1999, 76, 539). Today's diesel engines require a clean-burning, stable fuel operating under a variety of conditions. In the mid 1970s, fuel shortages spurred interest in diversifying fuel resources, and thus biodiesel as fatty esters was developed as an alternative to petroleum diesel. Later, in the 1990s, interest was rising due to the large pollution reduction benefits coming from the use of biodiesel. The use of biodiesel is affected by legislation and regulations in all countries (Knothe G, Inform 2002, 13, 900). On February 9, 2004, the Government of the Philippines directed all of its departments to incorporate one percent by volume coconut biodiesel in diesel fuel for use in government vehicles. The EU Council of Ministers adopted new pan-EU rules for the detaxation of biodiesel and biofuels on October 27, 2003.Large-volume production occurs mainly in Europe, with production there now exceeding 1.4 million tons per year. Western European biodiesel production capacity was estimated at about 2 million metric tons per year largely produced through the transesterification process, about one-half thereof in Germany (440,000 and 350,000 MT in France and Italy, respectively). In the United States, by 1995, 10 percent of all federal vehicles were to be using alternative fuels to set an example for the private automotive and fuel industries. Several studies are now funded to promote the use of blends of biodiesel and heating oil in USA. In USA soybean oil is the principal oil being utilized for biodiesel (about 80,000 tons in 2003). Details may be viewedon-line through the National Biodiesel Board web site.Several reviews on sources, production, composition and properties of biodiesel may be consulted for further information:- Ramadhas AS et al., Renewable Energy 2004, 29, 727-742- Bajpai D et al., J Oleo Sci 2006, 55, 487- Durrett TP et al., The Plant J 2008, 54, 593-607- Jetter R et al., The Plant J 2008, 54, 670-683As many algal species have been found to grow rapidly and produce substantial amounts of triacylglycerols (oleaginous algae), it has long been postulated that they could be employed to produce oils and other lipids for biofuels (see review in : Hu Q et al., The Plant J 2008, 54, 621-639). A very informative review of the prospects of using yeasts and microalgae as source of cheap oils that could be used for biodiesel may be consulted (Ratledge C et al., Lipid Technol 2008, 20, 155).As the major byproduct of biodiesel production is glycerol, uses for that byproduct have been investigated. Glycerol can be thermochemically converted into propylene glycol (Chiu CW et al., Ind Eng Chem Res 2006, 45, 791), 1,3-propanediol (Gonzalez-Pajuelo M et al., Metab Eng 2005, 7, 329), lipids (Narayan M et al., Int J Food Sci Nutr 2005, 56, 521) and several other chemicals. Among lipids, it was shown that glycerol can be used to produce docosahexaenoic acid (DHA) through fermentation of the alga Schizochytrium limacinum (Chi Z et al., Process Biochem 2007, 42, 1537; Pyle DJ et al., J Agric Food Chem 2008, 56, 3933).A review of the use of vegetable oils as engine fuels may be consulted (Ramadhas AS et al. Renew Energy 2007, 29, 727).The book of Nitske WR et al. may be consulted for the history of biodiesel (Nitske WR, Wilson CM, Rudolf Diesel: Pioneer of the age of power)MAKING BIODIESELWhat is still widely unknown is that it is easy to make biodiesel for diesel engines using vegetable oil or animal fat. Biodiesel is sold commercially in Europe, America and Australia.On a small scale, vegetable oil is relatively expensive, but used products from the cooking industry is abundant and can easily and cheaply be converted into a biodiesel fuel that will mix in any quantity with conventional diesel. During heating, the amount of polymers inthe oil may increase up to 15 wt% and thus may have negative influence on fuel characteristics. Therefore, the amount of polymers in waste oil is a good indicator for biodiesel production (Mittelbach M et al. JAOCS 1999, 76, 545).The transesterification process involves mixing at room temperature methanol (50% excess) with NaOH (100% excess), then mixing vigorously with vegetable oil and letting the glycerol settle (about 15% of the biodiesel mix). The supernatant is biodiesel and contains a mixture of methylated fatty acids and methanol, the catalyst remaining dissolved in the glycerol fraction. Industrially, the esters are sent to the clean-up or purification process which consists of water washing, vacuum drying, and filtration.An in situ alkaline transesterification was shown to be efficient in preparing fatty acid esters, the simple and direct process eliminating the expense associated with solvent extraction and oil cleanup (Haas MJ et al., JAOCS 2004, 81, 83).Transesterification may be processed using methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or butanol, the catalyst being either sodium or potassium hydroxide. It was shown that the methanol/oil molar ratio influences largely the efficiency of the reaction and has important implications for the optimal size of methyl ester plants (Boocock DGB et al. JAOCS 1998, 75, 1167). Optimization of methanolysis of Brassica carinata oil has been examined considering the catalyst concentration as well as the reaction temperature (Vicente G et al., JAOCS 2005, 82, 899).Various reaction parameters for the synthesis of biodiesel from safflower oil were studied to improve the fuel production which was within the recommended standards with 96.8% yield (Meka PK et al., J Oleo Sci 2007, 56, 9).Free fatty acids and total glycerol (free and acylglycerols) can initiate engine corrosion and affect human or animal health by emission of hazardous acrolein into the environment. Accordingly, maximum allowable amounts of free fatty acids and acylglycerols are included in the biodiesel specification of most countries.For glycerol, a maximum permissible concentration of 0.02 wt-% is set by the European norm as well as by the ASTM specification. Therefore, it is necessary to determine the amount of free glycerol in biodiesel. Among others, a simple and rapid method was described using HPLC with refractometric detection (Hajek M et al., Eur J Lipid Sci Technol 2006, 108, 666). A simple HPLC method using alight-diffusion detector was proposed to monitor acyglycerols and free fatty acids concentrations in biodiesel (Kittirattanapiboon K et al., Eur J Lipid Sci Technol 2008, 110, 422).Information on the physical properties described by the standards anddetails on the standard reference methods may be found in the paper by Knothe G (JAOCS 2008, 83, 823).It was experienced that 10 l of soybeans produced about 1.9 l of biodiesel. A liter of this fuel contains about 35,000 BTUs.If fats or solidified oil are used, it will need to heat up to 50°C the mixture prior to mixing with methanol and catalyst.If free fatty acids are present (used cooking oils), special pretreatment technologies are required (see website).Among lipid-rich materials of low value is soapstock, a co-product of the refining of edible vegetal oils. This mixture is generated at a rate of about 6% of the treated unrefined oil (45 MT per year in USA). An efficient procedure involving acid-catalyzed esterification of soapstock has been described (Haas MJ et al., J Am Oil Chem Soc 2003, 80, 97).The world biodiesel sources were in 2002 : rapeseed oil (84%), sunflower (13%), soybean oil (1%), palm oil (1%), and others (1%). Information on making biodiesel may be found in specific websites : /biodiesel/index.htm/biodiesel_make.html/group/Biodiesel/European Biofuel Technology PlatformGeneral biodesiel information :/biodiesel//(the latest information on biodiesel)Other resources (discussion groups) :/group/BiodieselEuropean Biodiesel Board: Update on negotiations on biofuel directives (21 February 2003)Additional biodiesel information :AustraliaAustriaEuropeGermanyUnited KingdomUnited statesA comprehensive review of problems of emissions and of small-, medium-, and industrial-scale production with numerous web resources and references may be found on the web :Biodiesel : A brief overviewADVANTAGES OF BIODIESEL•Blends of 20% biodiesel with 80% petroleum diesel can be used in unmodified diesel engines. Biodiesel can be used in its pureform but many require certain engine modifications to avoidmaintenance and performance problems.•It was stated that about half of the biodiesel industry can use recycled oil or fat, the other half being soybean, or rapeseed oil according to the origin of these feed stocks.•Biodiesel is nontoxic, biodegradable. It reduces the emission of harmful pollutants (mainly particulates) from diesel engines(80% less CO2 emissions, 100% less sulfur dioxide) butemissions of nitrogen oxides (precursor of ozone) areincreased.•Biodiesel has a high cetane number (above 100, compared to only 40 for diesel fuel). Cetane number is a measure of a fuel's ignition quality. The high cetane numbers of biodiesel contribute to easy cold starting and low idle noise.•The use of biodiesel can extend the life of diesel engines because it is more lubricating and, furthermore, power outputare relatively unaffected by biodiesel.•Biodiesel replaces the exhaust odor of petroleum diesel with a more pleasant smell of popcorn or French fries.By developing methods to use cheap and low quality lipids as feedstocks, it is hoped that a cheaper biodiesel can be produced, thus competing economically with petroleum resources.Investigation of the Parameters Affecting the Cetane Number of Biodiesel。