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生物柴油成分的測試分析

為了減少溫室氣體的排放，美國已經(jīng)推廣在傳統(tǒng)柴油中添加生物柴油形成混合柴油來代替?zhèn)鹘y(tǒng)柴油。添加生物柴油除了能降低溫室氣體的排放以外，生物柴油利用常見的原料如大豆油、動物脂肪就能很容易地被合成，并且成本較低。但要全面推廣混合柴油，需要對所添加的生物柴油以及混合柴油的基本屬性進(jìn)行研究。對生物柴油進(jìn)行成分分析有利于其基本屬性的研究，尤其是對燃油中氫含量的分析，由于生物柴油與傳統(tǒng)柴油之間的差別，因此對傳統(tǒng)柴油進(jìn)行成分分析的方法不能直接運用到對生物柴油的成分分析中。本文通過對生物柴油一些屬性的測量，建立其成分分析的模型。

根據(jù)美國材料與試驗協(xié)會的相關(guān)測試方法ASTM D5291和ASTM D3343，測試了被測燃油的濁點、密度，硫、碳、氫、氧的含量以及其在不同溫度下的蒸發(fā)情況。試驗時，首先分別對5種超低硫傳統(tǒng)柴油和5種純度為100%（B100）的生物柴油的相關(guān)屬性進(jìn)行了測量；其次對試驗常用的不同混合類型、不同混合濃度的14種生物柴油的相關(guān)屬性進(jìn)行了測量；最后為確保將要建立的模型準(zhǔn)確性，選取了市場上在售生物柴油的10個樣本進(jìn)行了測量。

將測試得到的結(jié)果進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，采用ASTM D3343方法測試傳統(tǒng)柴油中的氫含量比采用ASTM D5291方法的精確度要高，誤差分別為0.58%和1.9089%；而生物柴油（B100）中由于含有約占總質(zhì)量11%的氧元素，因此使得采用ASTM D5291方法測試氫含量比采用ASTM D3343方法的精確度要高，誤差分別為2.50%和12.4%，兩者誤差差別接近6倍；對于混合柴油來說，其中生物柴油的含量越高，兩種測試方法所測得的結(jié)果差別越大；B5類混合柴油采用這兩種方法測量結(jié)果的平均誤差差值為0.74%，B20類混合柴油的該值為2.50%，B50混合柴油的該值為7.04%。

對ASTM D3343中測試氫含量的公式進(jìn)行改進(jìn)：氫含量（改進(jìn)）=氫含量（標(biāo)準(zhǔn)）×（1-生物柴油的含量）+生物柴油的氫含量×生物柴油的含量。對該計算模型進(jìn)行驗證，證明了該方法所得到的氫含量的準(zhǔn)確度有所提高。

該模型作為一種估測混合柴油氫含量的新方法，其可以快速準(zhǔn)確地估測出混合柴油中的氫含量，不需要對混合柴油的氫含量進(jìn)行重新測量。從模型中可以看出，混合柴油的氫含量與混合柴油密度、生物柴油含量以及芳香烴形式有關(guān)。

Shailesh Martin Lopes et al. SAE 2013-01-2600.

編譯：王祥