基于介電譜技術測定柴油十六烷值的方法
【專利摘要】本發(fā)明為基于介電譜技術測定柴油十六烷值的方法。本發(fā)明涉及首先建立基于柴油介電譜數(shù)據(jù)的十六烷值校正模型，然后利用所建立校正模型快速測定柴油的十六烷值。該方法包括以下步驟：1.收集有代表性的柴油標準樣品；2.采用國家標準方法測定標準樣品的十六烷值；3.采集柴油標準樣品的介電譜數(shù)據(jù)；4.建立基于柴油標準樣品介電譜數(shù)據(jù)的柴油十六烷值校正模型；5.驗證與修正校正模型；6.預測未知柴油樣品十六烷值。十六烷值是表示柴油發(fā)火性能的重要指標，研究柴油十六烷值的測量方法對柴油的生產(chǎn)和使用具有重要意義。當試樣量少或者不具備發(fā)動機試驗條件時，可用十六烷指數(shù)代替柴油十六烷值，按照本方法進行測定。
【專利說明】基于介電譜技術測定柴油十六烷值的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及首先建立基于柴油介電譜數(shù)據(jù)的十六烷值校正模型，然后利用所建立校正模型快速測定柴油的十六烷值。當試樣量少或者不具備發(fā)動機試驗條件時，可用十六烷指數(shù)代替柴油十六烷值，按照本方法進行測定。
【背景技術】
[0002]本發(fā)明是一種利用柴油樣品的介電譜特征參數(shù)測定柴油十六烷值的方法，當試樣量少或者不具備發(fā)動機試驗條件時，可用十六烷指數(shù)代替柴油十六烷值，按照本方法進行測定。
[0003]柴油十六燒值(cetane number CN)是表示柴油在柴油機中燃燒時著火性能的指標。十六烷值高說明柴油的自然點低，發(fā)火性能好，相應的著火延遲期短，發(fā)動機工作平穩(wěn)，不易出現(xiàn)爆震；同時十六烷值高，柴油機的低溫起動性越好。
[0004]十六燒指數(shù)(cetane index Cl)是表示懼分燃料在發(fā)動機中發(fā)火性能的一個計算值。十六烷指數(shù)不能隨意用來代替用標準發(fā)動機試驗裝置所測定的十六烷值，但如果考慮了它的局限性，則可以用來作為預測十六烷值的一種輔助手段:①在不可能用發(fā)動機試驗測定十六烷值的情況下，計算十六烷指數(shù)是估計十六烷值的有效方法。②當試樣量少到不足以進行發(fā)動機試驗時，一般可以用計算十六烷指數(shù)作為近似的十六烷值。③在某種餾分燃料的十六烷值已經(jīng)確定的情況下，只要這種燃料的原料和生產(chǎn)工藝保持不變，十六烷指數(shù)可以用來檢驗以后生產(chǎn)的產(chǎn)品的十六烷值。
[0005]目前，柴油十六烷值測定方法按照GB/ T386-2010《柴油著火性質(zhì)測定法(十六烷值法)》測定。柴油十六烷指數(shù)按照GB / Tl 1139-2004《餾分燃料十六烷指數(shù)計算法》和SH / T0694-2000《中間餾分燃料十六烷指數(shù)計算方法(四變量公式法)》計算得到。GB /T11139-2004《餾分燃料十六烷指數(shù)計算法》比SH / T0694《中間餾分燃料十六烷指數(shù)計算方法(四變量公式法)》的適用范圍廣。
[0006]GB / T11139-2004《餾分燃料十六烷指數(shù)計算法》是從餾分燃料的標準密度和中沸點溫度計算而得。標準密度為我國規(guī)定的20°C溫度是的密度(單位為g / cm3)，按GB /T1884方法測定。中沸點指具有對稱蒸餾曲線的油品在規(guī)定條件下蒸餾時，鎦出50%體積的相應溫度，按GB / T6536方法測出。
[0007]SH / T0694-2000《中間餾分燃料十六烷指數(shù)計算方法(四變量公式法)》按照標準試驗方法測定試樣的15°C密度以及10^^50%和90%的餾出溫度。利用所測得的試驗數(shù)據(jù)，依據(jù)給出的公式或圖表，采用計算方法或圖解法得到試樣的十六烷指數(shù)。
[0008]十六烷指數(shù)的局限性體現(xiàn)在:①不適用于加有十六烷值改進劑的燃料。②不適用于純烴、合成燃料、烷基化物、焦化產(chǎn)品以及從頁巖油和油砂中衍生出的餾分燃料。③如果用于原油、殘渣油以及終餾點在260°C以下的揮發(fā)性產(chǎn)品時，其與十六烷值的相關性基本上不準確。
[0009]十六烷值測定方法，實現(xiàn)復雜、測試速度慢、經(jīng)濟效益低且環(huán)保性差。十六烷指數(shù)計算方法主要存在測試精度低、局限性明顯、經(jīng)濟效益低的缺點，所以研究快速高效的柴油十六烷值和十六烷指數(shù)測定方法具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
[0010]本專利方法建立了基于介電譜技術測定柴油十六烷值的方法，達到快速測定柴油十六烷值的目的。此方法建成后，可以快速、高效的測定柴油十六烷值和十六烷指數(shù)，檢測過程環(huán)保；樣品無需預處理；分析速度快，可靠性高，使用方便、分析成本低。當試樣量少或者不具備發(fā)動機試驗條件時，可用十六烷指數(shù)代替柴油十六烷值，按照本方法進行測定。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]技術問題:本發(fā)明的目的是提供一種利用介電譜技術測定柴油十六烷值的方法，當試樣量少或者不具備發(fā)動機試驗條件時，可用十六烷指數(shù)代替柴油十六烷值，按照本方法進行測定。
[0012]技術方案
[0013]本發(fā)明是一種利用介電譜技術快速測定柴油十六烷值的方法，該方法包括以下步驟:
[0014]I)收集有代表性的柴油標準樣品:這里所指的柴油標準樣品包括符合國家標準GB252-2011《普通柴油》和符合國家標準GB19147-2009《車用柴油》兩大類。
[0015]2)采用國家標準方法測定柴油標準樣品的十六烷值，依據(jù)方法為:GB / T386《柴油著火性質(zhì)測定法(十六烷值法)》；
[0016]3)采用介電譜儀器，采集柴油標準樣品的介電譜數(shù)據(jù)；
[0017]這里所述的介電譜儀器，其特征在于:頻率范圍為:0.1MHz?20MHz ;能夠獲取被測樣品在不同激勵頻率點的介電響應信號，這里所指的介電響應信號可以為具有具體物理意義的損耗因子，復介電常數(shù)實部值、虛部值等，也可以為沒有具體物理意義的介電響應信號。
[0018]4)建立基于柴油標準樣品介電譜數(shù)據(jù)的十六烷值校正模型，具體步驟如下:
[0019](I)對柴油標準樣品介電譜數(shù)據(jù)進行預處理，預處理方法為:一階求導處理后，再進行平滑處理；
[0020](2)采用化學計量學方法中的偏最小二乘法，建立柴油十六烷值校正模型；
[0021]5)驗證與修正校正模型:
[0022](I)采用交互驗證法驗證校正模型的準確度，該方法試圖使用標準樣品本身的數(shù)據(jù)去模擬未知樣品的數(shù)據(jù)，以期評價校正模型的實際預測能力；
[0023](2)根據(jù)交互驗證計算結果，剔除預測誤差超標的標準樣品，返回4)，直至所有交互驗證計算結果符合精密度要求。
[0024]6)預測柴油未知樣品的十六烷值，具體步驟如下:
[0025](I)采集柴油未知樣品的介電譜數(shù)據(jù)；
[0026](2)對柴油未知樣品介電譜數(shù)據(jù)進行預處理:先一階求導處理后，再平滑處理；
[0027](3)將預處理后柴油未知樣品的介電譜數(shù)據(jù)代入所建立的柴油十六烷值校正模型，計算得出柴油未知樣品的十六烷值。
[0028]當試樣量少或者不具備發(fā)動機試驗條件時，可用十六烷指數(shù)代替柴油十六烷值，按照本方法進行測定。[0029]有益效果
[0030]I)本方法是利用介電譜技術快速測定柴油十六烷值。
[0031]2)當試樣量少或者不具備發(fā)動機試驗條件時，可用十六烷指數(shù)代替柴油十
[0032]六烷值，按照本方法進行測定。
[0033]3)本方法適用于規(guī)范柴油樣品，主要包括符合國家標準GB252-2011《普
[0034]通柴油》和符合國家標準GB19147-2009《車用柴油》兩大類。
[0035]4)本方法具有簡捷、快速、準確及測試費用低等優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]附圖1:81個柴油標準樣品介電譜數(shù)據(jù)曲線圖【具體實施方式】
[0037]本發(fā)明基于介電譜技術測定柴油十六烷值的方法包括以下步驟:
[0038]I)收集有代表性的柴油標準樣品:這里所指的柴油標準樣品包括符合國家標準GB252-2011《普通柴油》和符合國家標準GB19147-2009《車用柴油》兩大類。
[0039]2)采用國家標準方法測定柴油標準樣品的十六烷值，依據(jù)方法為:GB / T386《柴油著火性質(zhì)測定法(十六烷值法)》。
[0040]3)采用介電譜儀器，采集柴油標準樣品的介電譜數(shù)據(jù)；
[0041]介電譜頻率范圍為:0.1MHz?20MHz，頻率間隔為:0.2MHz。
[0042]4)建立柴油十六烷值校正模型，具體步驟如下:
[0043](I)對柴油標準樣品介電譜數(shù)據(jù)進行預處理，預處理方法為:一階求導處理后，再進行平滑處理；
[0044](2)采用化學計量學方法中的偏最小二乘法，建立柴油十六烷值校正模型；
[0045]5)驗證與修正校正模型:
[0046](I)采用交互驗證法驗證校正模型的準確度，該方法試圖使用標準樣品本身的數(shù)據(jù)去模擬未知樣品的數(shù)據(jù)，以期評價校正模型的實際預測能力；
[0047](2)根據(jù)交互驗證計算結果，剔除預測誤差超標的標準樣品，返回4)，直至所有交互驗證計算結果符合精密度要求，具體可如下表述:
[0048]所建立的柴油十六烷值校正模型質(zhì)量的好壞通過標準測試方法實測值與校正模型預測值之間的偏差大小來評價:
[0049]偏差=實測值-預測值
[0050]上式中:
[0051]實測值——采用標準方法測定值；
[0052]預測值一校正模型交互驗證預測值。
[0053]當偏差絕對值滿足GB / T386《柴油十六烷值測定法》再現(xiàn)性要求時，標準樣品視為合格，當偏差絕對值超出GB / T386《柴油十六烷值測定法》再現(xiàn)性要求時剔除此標準樣品，返回4)，直至所有交互驗證計算結果符合要求。
[0054]6)預測柴油未知樣品的十六烷值，具體步驟如下:
[0055](I)采集柴油未知樣品的介電譜數(shù)據(jù)；[0056](2)對柴油未知樣品介電譜數(shù)據(jù)進行預處理:先一階求導處理后，再平滑處理；
[0057](3)將預處理后柴油未知樣品的介電譜數(shù)據(jù)代入所建立的柴油十六烷值校正模型，計算得出柴油未知樣品的十六烷值。
[0058]當試樣量少或者不具備發(fā)動機試驗條件時，可用十六烷指數(shù)代替柴油十六烷值，十六烷指數(shù)計算方法為:GB / T11139《餾分燃料十六烷指數(shù)計算法》或者SH / T0694《中間餾分燃料十六烷指數(shù)計算方法(四變量公式法)》
[0059]以下通過實施例進一步說明本發(fā)明。
[0060]實施例
[0061]步驟1:收集有代表性的柴油標準樣品
[0062]采用國家標準方法GB / T386《柴油著火性質(zhì)測定法(十六烷值法)》測定柴油標準樣品的十六烷值。
[0063]共收集柴油標準樣品81個，其中普通柴油樣品41個，車用柴油樣品40個，如下表I所示:
[0064]表1:柴油標準樣品列表
【權利要求】
1.基于介電譜技術測定柴油十六烷值的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 1)收集有代表性的柴油樣品，包括普通柴油和車用柴油兩大類； 2)采用國家標準方法測定柴油標準樣品的十六烷值，依據(jù)方法為:GB/ T386-2010《柴油著火性質(zhì)測定法(十六烷值法)》； 3)采用介電譜儀器，采集柴油標準樣品的介電譜數(shù)據(jù)； 4)建立基于柴油標準樣品介電譜數(shù)據(jù)的十六烷值校正模型，具體步驟如下: (1)對柴油標準樣品介電譜數(shù)據(jù)進行預處理，預處理方法為:一階求導處理后，再進行平滑處理； (2)采用化學計量學方法中的偏最小二乘法，建立柴油十六烷值校正模型； 5)驗證與修正校正模型: (1)采用交互驗證法驗證校正模型的準確度，該方法試圖使用標準樣品本身的數(shù)據(jù)去模擬未知樣品集的數(shù)據(jù)，以期評價校正模型的實際預測能力； (2)根據(jù)交互驗證計算結果，剔除預測誤差超標的標準樣品，返回4)，直至所有交互驗證計算結果符合精密度要求； 6)預測柴油未知樣品的十六烷值: 具體步驟如下: (1)采集柴油未知樣品的介電譜數(shù)據(jù)； (2)柴油未知樣品介電譜數(shù)據(jù)的預處理:先一階求導處理后再平滑處理； (3)將預處理后柴油未知樣品介電譜數(shù)據(jù)代入所建立的柴油十六烷值校正模型，計算得出柴油未知樣品的十六烷值。
2.權利要求1所述的介電譜儀器，其特征在于:頻率范圍為=IOOKHz?20MHz;能夠獲取被測樣品在不同激勵頻率點的介電響應信號，這里所指的介電響應信號可以為具有具體物理意義的損耗因子，復介電常數(shù)實部值、虛部值等，也可以為沒有具體物理意義的介電響應信號。
3.當試樣量少或者不具備發(fā)動機試驗條件時，可用十六烷指數(shù)代替柴油十六烷值，按照本方法進行測定；柴油標準樣品的十六烷指數(shù)值依據(jù)GB / T11139《餾分燃料十六烷指數(shù)計算法》或者SH / T0694《中間餾分燃料十六烷指數(shù)計算方法(四變量公式法)》測定。
【文檔編號】G01N27/00GK103499611SQ201310482820
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權日:2013年10月16日
【發(fā)明者】管亮, 馮新瀘, 孔春心, 龔應忠 申請人:管亮, 馮新瀘, 孔春心, 龔應忠