柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的定性檢測(cè)影響因素研究

劉海利 詹月辰 宋利軍

中國(guó)石化銷售股份有限公司油品技術(shù)研究所

本文研究了濾紙、反應(yīng)時(shí)間、皂化混合物等因素對(duì)柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑檢測(cè)結(jié)果的影響，以確保檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

柴油十六烷值是反映柴油著火性能的重要指標(biāo)。十六烷值高的柴油在柴油機(jī)中著火延遲期短，發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)柔和。由于柴油中化學(xué)組成的不同，導(dǎo)致柴油十六烷值大不相同。對(duì)于十六烷值過低的柴油，可以通過添加少量十六烷值改進(jìn)劑來(lái)改善柴油的著火性能。硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑是常用的一種添加劑，但硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑會(huì)與柴油中其他添加劑發(fā)生相互作用形成締合物，出現(xiàn)堵塞發(fā)動(dòng)機(jī)濾清器的現(xiàn)象，因此，控制柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的加入對(duì)保障柴油使用安全十分重要。

本文按照《柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的定性檢測(cè)》[1]所提供的方法，研究了影響硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑定性檢測(cè)結(jié)果的因素，對(duì)這一檢測(cè)方法做進(jìn)一步補(bǔ)充與完善，以得到準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)結(jié)果。

試驗(yàn)用柴油

◇0號(hào)車用柴油Ⅵ（試樣A）：山東某煉廠。

◇0號(hào)車用柴油Ⅵ（試樣B）：遼寧某煉廠。

◇0號(hào)車用柴油Ⅵ（試樣C）：天津某煉廠。

試劑與材料

◇硝酸異辛酯：道達(dá)爾，法國(guó)。

◇中速無(wú)絨濾紙：直徑12.5 cm，杭州特種紙業(yè)有限公司。

◇玻璃纖維濾紙：北京賽福萊博科技有限公司，濾紙規(guī)格見表1。

結(jié)果與討論

濾紙對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

濾紙直徑對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

將直徑為47 mm濾紙（簡(jiǎn)稱47 mm濾紙）與其匹配的玻璃燒結(jié)過濾器試驗(yàn)結(jié)果同《柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的定性檢測(cè)》中要求的濾紙直徑為37 mm（簡(jiǎn)稱37 mm濾紙）與其匹配的玻璃燒結(jié)過濾器試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，不同直徑濾紙對(duì)試樣A和B中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑檢測(cè)結(jié)果的影響見表2和表3。

表1 玻璃纖維濾紙規(guī)格

表2 濾紙直徑對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響（試樣A）

表3 濾紙直徑對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響（試樣B）

由表2和表3可以看出，37 mm濾紙和47 mm濾紙具有相同的檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)《柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的定性檢測(cè)》的試驗(yàn)原理[1]，不同含量硝酸根離子與酸性二苯胺溶液反應(yīng)后，濾紙有效過濾面積上呈現(xiàn)藍(lán)色或藍(lán)黑色不同顯色現(xiàn)象，從而判定柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的存在及其大概的含量。用47 mm濾紙進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，與之配套的玻璃燒結(jié)過濾器使得濾紙與30 mL試樣的有效過濾面積同37 mm濾紙的有效過濾面積相同，過濾后濾紙上的硝酸根離子含量相同，所以兩種不同直徑的濾紙具有相同的檢測(cè)結(jié)果。

為了嚴(yán)謹(jǐn)，建議嚴(yán)格按照《柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的定性檢測(cè)》要求，使用37 mm濾紙和與之相匹配的60 mL玻璃燒結(jié)過濾器。

濾紙正反面對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

試驗(yàn)中濾紙正反面對(duì)柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑檢測(cè)結(jié)果具有一定的影響，這是因?yàn)樵囼?yàn)結(jié)果是通過酸性二苯胺溶液滴加在濾紙上，觀察濾紙顏色變化來(lái)判斷柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑存在的情況。比較濾紙正反面（見表4）可知，濾紙正面褶皺較多，不利于觀察顏色變化情況，而濾紙反面恰恰相反，表面光滑，顯色均勻清晰，可以非常容易判斷硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的存在情況。濾紙正反面試驗(yàn)結(jié)果見表5和表6。

因此，進(jìn)行《柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的定性檢測(cè)》時(shí)，使用濾紙反面進(jìn)行試驗(yàn)，檢測(cè)效果更佳。

濾紙孔徑對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

在《柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的定性檢測(cè)》方法中，給出的試驗(yàn)所用濾紙孔徑為0.7 μm。由于不同孔徑的濾紙對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響不了解，因此考察濾紙孔徑對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響非常必要。

不同孔徑濾紙的檢測(cè)結(jié)果見表7和表8。

由表7和表8可以看出，在試驗(yàn)所用的孔徑范圍內(nèi)，不同孔徑濾紙對(duì)檢測(cè)結(jié)果的差異不大，說(shuō)明孔徑在 0.3 μm～ 2.7 μm范圍內(nèi)對(duì)柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑檢測(cè)結(jié)果無(wú)影響。

反應(yīng)時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

試驗(yàn)研究了酸性二苯胺溶液與硝酸根離子發(fā)生氧化反應(yīng)后，在濾紙上能夠正常觀察到藍(lán)色環(huán)或深藍(lán)色或藍(lán)黑色的顯色時(shí)間。

表4 濾紙正反面

表5 濾紙正反面對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響（試樣A）

表6 濾紙正反面對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響（試樣B）

表7 濾紙孔徑對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響（試樣A）

反應(yīng)時(shí)間對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果的影響見表9、表10和表11。

由表9～表11可以看出，就同一試樣而言，硝酸異辛酯含量不同，檢測(cè)顯色時(shí)間不同。硝酸異辛酯含量大于等于0.1 %時(shí)，顯色在5 min內(nèi)即可完成。硝酸異辛酯含量小于0.1 %時(shí)，顯色時(shí)間在5 min以上，觀察到顯色效果更好。不同試樣具有相同的顯色規(guī)律。結(jié)合空白試樣顯色情況，確定最佳顯色時(shí)間為5 min。

表8 濾紙孔徑對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響（試樣B）

表10 反應(yīng)時(shí)間對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響（試樣B）

表11 反應(yīng)時(shí)間對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響（試樣C）

皂化混合物對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

《柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的定性檢測(cè)》所用皂化混合物為濃堿的醇溶液，環(huán)境溫度在20 ℃以上儲(chǔ)存3～4 d，皂化混合物會(huì)由原來(lái)的無(wú)色變?yōu)樽厣鐖D1所示。

新制與儲(chǔ)存的皂化混合物對(duì)硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑檢測(cè)結(jié)果的影響見表12。

由表12可以看出，棕色的皂化混合物會(huì)對(duì)硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生掩蓋，影響對(duì)檢測(cè)結(jié)果的正確判定。為了消除皂化混合物對(duì)改進(jìn)劑檢測(cè)結(jié)果的影響，皂化混合物須臨用時(shí)配制，以獲得正確檢測(cè)結(jié)果。

過濾對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

將試樣用中速、定量濾紙過濾，與未過濾的試樣進(jìn)行硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑檢測(cè)的比較，結(jié)果見表13。

由表13可以看出，過濾后結(jié)果無(wú)變化，表明試樣過濾與否，不會(huì)影響硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的檢測(cè)結(jié)果。

結(jié)論

通過對(duì)柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑檢測(cè)影響因素的研究，確定了對(duì)硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑檢測(cè)的最佳條件，提高了柴油中硝酸酯含量檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，完善了《柴油中硝酸酯型十六烷值改進(jìn)劑的定性檢測(cè)》方法。

圖1 新制與儲(chǔ)存的皂化混合物顏色變化

表12 新制與儲(chǔ)存的皂化混合物對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響

表13 試樣過濾對(duì)硝酸異辛酯檢測(cè)結(jié)果影響