柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑的定性檢測影響因素研究

劉海利 詹月辰 宋利軍

中國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)時間、皂化混合物等因素對柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑檢測結(jié)果的影響，以確保檢測結(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中著火延遲期短，發(fā)動機工作平穩(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。對于十六烷值過低的柴油，可以通過添加少量十六烷值改進劑來改善柴油的著火性能。硝酸酯型十六烷值改進劑是常用的一種添加劑，但硝酸酯型十六烷值改進劑會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)動機濾清器的現(xiàn)象，因此，控制柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑的加入對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劑的定性檢測》[1]所提供的方法，研究了影響硝酸酯型十六烷值改進劑定性檢測結(jié)果的因素，對這一檢測方法做進一步補充與完善，以得到準(zhǔn)確可靠的檢測結(jié)果。

試驗用柴油

◇0號車用柴油Ⅵ（試樣A）：山東某煉廠。

◇0號車用柴油Ⅵ（試樣B）：遼寧某煉廠。

◇0號車用柴油Ⅵ（試樣C）：天津某煉廠。

試劑與材料

◇硝酸異辛酯：道達爾，法國。

◇中速無絨濾紙：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

濾紙對檢測結(jié)果的影響

濾紙直徑對檢測結(jié)果的影響

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

表1 玻璃纖維濾紙規(guī)格

表2 濾紙直徑對硝酸異辛酯檢測結(jié)果影響（試樣A）

表3 濾紙直徑對硝酸異辛酯檢測結(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結(jié)果。根據(jù)《柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑的定性檢測》的試驗原理[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)藍色或藍黑色不同顯色現(xiàn)象，從而判定柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑的存在及其大概的含量。用47 mm濾紙進行試驗時，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劑的定性檢測》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。

濾紙正反面對檢測結(jié)果的影響

試驗中濾紙正反面對柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑檢測結(jié)果具有一定的影響，這是因為試驗結(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判斷柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑存在的情況。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劑的存在情況。濾紙正反面試驗結(jié)果見表5和表6。

因此，進行《柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑的定性檢測》時，使用濾紙反面進行試驗，檢測效果更佳。

濾紙孔徑對檢測結(jié)果的影響

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

不同孔徑濾紙的檢測結(jié)果見表7和表8。

由表7和表8可以看出，在試驗所用的孔徑范圍內(nèi)，不同孔徑濾紙對檢測結(jié)果的差異不大，說明孔徑在 0.3 μm～ 2.7 μm范圍內(nèi)對柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑檢測結(jié)果無影響。

反應(yīng)時間對檢測結(jié)果的影響

試驗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色環(huán)或深藍色或藍黑色的顯色時間。

表4 濾紙正反面

表5 濾紙正反面對硝酸異辛酯檢測結(jié)果影響（試樣A）

表6 濾紙正反面對硝酸異辛酯檢測結(jié)果影響（試樣B）

表7 濾紙孔徑對硝酸異辛酯檢測結(jié)果影響（試樣A）

反應(yīng)時間對硝酸異辛酯檢測結(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，檢測顯色時間不同。硝酸異辛酯含量大于等于0.1 %時，顯色在5 min內(nèi)即可完成。硝酸異辛酯含量小于0.1 %時，顯色時間在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，確定最佳顯色時間為5 min。

表8 濾紙孔徑對硝酸異辛酯檢測結(jié)果影響（試樣B）

表10 反應(yīng)時間對硝酸異辛酯檢測結(jié)果影響（試樣B）

表11 反應(yīng)時間對硝酸異辛酯檢測結(jié)果影響（試樣C）

皂化混合物對檢測結(jié)果的影響

《柴油中硝酸酯型十六烷值改進劑的定性檢測》所用皂化混合物為濃堿的醇溶液，環(huán)境溫度在20 ℃以上儲存3～4 d，皂化混合物會由原來的無色變?yōu)樽厣?，如圖1所示。

新制與儲存的皂化混合物對硝酸酯型十六烷值改進劑檢測結(jié)果的影響見表12。

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

過濾對檢測結(jié)果的影響

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

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

結(jié)論

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

圖1 新制與儲存的皂化混合物顏色變化

表12 新制與儲存的皂化混合物對硝酸異辛酯檢測結(jié)果影響

表13 試樣過濾對硝酸異辛酯檢測結(jié)果影響