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汽油、柴油和航空煤油的区别
汽油是由原油和其他石油基液体制成的燃料，其碳数通常在4到12之间，沸点高达120℃，主要用作机动车燃料。炼油厂及混合设施生产的是加油站出售的车用汽油。但炼油厂生产的大部分汽油都是未经过加工的汽油，这种未加工的汽油需与其他液体混合以控制辛烷值和挥发性等参数，使其满足适用于火花点火发动机的燃料的基本要求。
柴油是从炼油厂的原油中提炼出来的，是采用压燃式发动机的机动车辆使用的石油馏出燃油的通用术语，由德国工程师鲁道夫·狄赛尔（1858-1913）发明，他在1892年为自己的原始设计申请了专利。鲁道夫·狄赛尔最初考虑的发动机燃料之一是菜籽油，这一想法促成了如今的生物柴油生产过程。
在2006年之前，大多数柴油都含有大量的硫，柴油燃烧排放的硫会导致空气污染，对人体健康危害非常大。因此，美国国家环境保护局发布了将柴油含硫量降低至15mg/L的要求。柴油组分的碳数在8到21之间（主要在16到20之间），其沸点在200℃到350℃之间。
航空煤油是飞机使用的基本产品之一，由碳数在10到16之间的精炼石油产品组成（也可以在6到16之间），其沸点在150℃到275℃之间，这类燃料受到国家和国际机构的严格监管。航空煤油主要有两种类型：Jet A和Jet B，两者的主要区别在于凝固点。Jet B通常用于军事行动和恶劣天气,Jet A主要用于为商用飞机提供燃料。
近红外光谱——一种符合ASTM的工具，可用于评估汽油、柴油和航空煤油质量
近红外光谱（NIRS）是石化行业中既快速又可靠的质量控制方法，已拥有30多年的历史。然而，许多公司仍未考虑在其QA或QC实验室中使用近红外光谱，其原因可能是：应用经验有限或对使用新方法的普遍犹豫。
与其他传统分析技术相比，使用近红外光谱技术有诸多优点。其中的一大优点是：近红外光谱可在30秒内同时测量多个参数，而且无需任何样品前处理！近红外光谱使用的无损性光与物质的相互作用，受样品物理和化学性质的影响，使其成为测定这两种性质的理想方法。
本文的剩余部分，先概述了汽油、柴油和航空煤油的整体解决方案，这些解决方案是根据ASTM E1655（方法开发）、ASTM D6122（方法验证）和ASTM D8340（结果验证）的近红外光谱使用指南开发的。然后是关于使用近红外光谱作为CFR爆震试验机替代方案的投资回报率（ROI）的讨论。
可阅读我们之前的博文，了解关于近红外光谱作为一种辅助技术的更多信息。
近红外光谱加速并简化了燃油质量控制
如果没有高质量的燃油（如：汽油、柴油和航空煤油），我们的日常生活会大不相同。在生产过程结束以及分销链的各个环节中，均需要测定产品的质量。通常，关键质量参数（如：RON研究法辛烷值/MON马达法辛烷值、十六烷指数、闪点 ）需在实验室通过化学和物理方法来测定，不仅运行成本高，而且非常耗时。
而近红外光谱既不需要任何化学品，也不需要样品前处理。即使是非技术人员（无化学教育背景）也可使用，不到一分钟即可获得结果；还可同时测定多个化学参数和物理参数。近红外光谱的综合优势使其成为许多日常QA及QC测量或特殊旁线分析的理想解决方案。
瑞士万通提供的DS2500近红外油品分析仪适用于燃油的质量控制和常规分析，且符合ASTM D6122。该仪器具有防尘、防水和抗震的特点，不仅适用于实验室，还适用于生产车间。
可点击下方链接，了解更多信息。
整体解决方案：汽油、柴油和航空煤油的预校准模型
表1. 列出了这些不同燃油的预校准模型所涵盖的所有参数。可点击表中的燃油类型，了解关于瑞士万通提供的预校准模型的更多信息。
| 燃油类型 | 参数 | 范围 | SECV | R² |
| 汽油 | RON | 81–100 | 0.68 | 0.958 |
| MON | 81–88 | 0.53 | 0.889 | |
| 抗暴指数 | 85–94 | 0.45 | 0.948 | |
| 芳烃 | 20–45% | 0.011 | 0.959 | |
| 苯 | 0.15–0.70 % | 0.0004 | 0.902 | |
| 密度 | 0.74–0.76 g/cm3 | 0.0024 g/cm3 | 0.797 | |
| 烯烃类 | 0–25 % | 0.013 | 0.909 | |
| 氧含量 | 0.2–2.0 % | 0.00045 | 0.994 | |
| 柴油 | 十六烷指数 | 46–77 | 0.62 | 0.987 |
| 十六烷值 | 45–60 | 0.942 | 0.942 | |
| 密度 | 0.82–0.89 g/cm3 | 0.0021 g/cm3 | 0.968 | |
| CFPP | -22–(+19) °C | 2.8 °C | 0.963 | |
| T95 | 325–410 °C | 7.04 °C | 0.799 | |
| 闪点 | 56–120 °C | 2.7 °C | 0.97 | |
| 粘度 | 2–5.5 cSt | 0.15 | 0.91 | |
| 航空煤油 | 十六烷指数 | 36–50 | 1.1 | 0.871 |
| API 度 | 38–48 ° | 0.56 ° | 0.931 | |
| 芳烃 | 10–25 % | 0.01 | 0.851 | |
| T10 | 158–200 °C | 4.1 °C | 0.801 | |
| T20 | 165–205 °C | 3.1 °C | 0.88 | |
| T50 | 180–220 °C | 4.1 °C | 0.789 | |
| 密度 | 0.78–0.83 g/cm3 | 0.003 g/cm3 | 0.936 | |
| 闪点 | 38–65 °C | 4.3 °C | 0.62 | |
| 冰点 | -65–(-40) °C | 3. 5°C | 0.576 | |
| 氢含量 | 13.2–14.2 % | 0.0005 | 0.934 | |
| 饱和度 | 75–90 % | 0.009 | 0.888 | |
| 20℃时的粘度 | 3–7 cSt | 0.33 cSt | 0.804 |
可在我们的免费手册中了解更多关于瑞士万通DS2500近红外光谱分析仪进行石化分析的可能性。
应用案例：使用DS2500近红外油品分析仪对柴油进行质量控制
十六烷指数（ASTM D613）、闪点（ASTM D56）、冷滤点（CFPP)(ASTM D6371)、D95 (ISO 3405)和40℃时的粘度(ISO 3104)是决定柴油质量的一些关键参数。但由于需要多种分析方法，这些参数的基准测试方法不仅需要大量的工作，还具有很大的挑战性。
在这种整体解决方案中，使用DS2500近红外油品分析仪在透射模式下及全波长范围（400-2500nm）内测量柴油样品。内置温控样品室设置为40℃，以提供稳定的样品环境。为了方便，可使用光程为8mm的一次性样品瓶（图1），无需清洗。
使用获得的可见-近红外光谱（图1）建立预测模型，用于测定柴油的关键参数。可见-近红外预测值与基准方法值之间的相关图可用于评估预测模型的质量，品质因数（FOM）显示了常规分析时预测值的准确度（图2）。
该解决方案表明：近红外光谱非常适用于分析柴油中的多个参数，不到一分钟即可获得结果，无需样品前处理或使用任何化学试剂。
想了解更多吗？可下载我们的免费应用报告。
投资回报率：CFR爆震试验机VS近红外光谱
汽油在商业化之前需要对多个质量参数进行严格检查，这些参数须该解决方案表明：近红外光谱非常适用于分析柴油中的多个参数，不到一分钟即可获得结果，无需样品前处理或使用任何化学试剂。
想了解更多吗？可下载我们的免费应用报告。
柴油的质量控制——使用近红外光谱快速直接测定十六烷指数、闪点、CFPP、D95和粘度
在一定的规格范围内。近红外光谱亦可对这些参数进行控制，包括研究法辛烷值（ASTM D2699）和马达法辛烷值（ASTM D2700），也称为RON和MON。
准确测量这些参数值的重要性不仅在于遵守法规，还在于进一步为制造商节约成本。例如：超过规定要求的RON值产品仍可被市场接受，但这些产品包含了大量有利可图的长链有机分子。超出的RON预估每桶约为0.5 RON，那么每天100,000桶的生产过程将造成每月225万美元的收入损失。
一般使用ASTM D2699和D2700认可批准的CFR辛烷值机（F1/F2型）测定汽油和燃油混合组分的辛烷值，其配备了结实耐用的曲轴箱、可变压缩比气缸、可调燃油空气比的化油器和爆震测量仪（图3）。
即用型近红外光谱系统还可用于监测汽油中的多个质量参数，其涵盖了不同的参数范围及各自的准确度（表1）。此外，近红外光谱分析仪制造商通常可为用户提供应用支持：扩大这些参数范围或提高其准确度。
使用CFR爆震试验机与瑞士万通DS2500近红外油品分析仪分别分析RON和MON，二者预估成本如表2所示。如果只有50%的基准分析方法（CFR爆震试验机）被近红外光谱取代，那么可在两年内实现本金返还。该计算基于每年总共进行2000次分析（1000次RON+1000次MON），每次分析（化学品、维护和人工）的总运行成本约为＄32.50。
| 每年RON + MON分析总次数 | 2000 | 2000 |
| 每小时的人工成本 | $25.00 | $25.00 |
仪器成本 |
CFR爆震试验机 | DS2500 近红外油品分析仪 |
| 仪器 | $500,000.00 | $55,000.00 |
| 初始总成本 |
$0.001 | $55,000.00 |
| 运行成本：耗材/化学品/维护 | ||
| 每年化学品成本(ASTM D2699/D2700) | $20,000.00 | $0.00 |
每年维护成本 |
$20,000.00 | $1,500.00 |
| 每次分析的化学品+维护成本 | $20.00 | $0.75 |
| 每年的总运行成本 | $40,000.00 | $1,500.00 |
| 每次分析花费的时间 | 30 minutes | < 1 minute |
1000次MON分析的人工成本（ASTM D2700) |
$12,500.00 | $416.50 |
| 1000次MON分析的人工成本 (ASTM D2700) | $12,500.00 | $416.50 |
| 每次分析的人工成本 | $12.50 | $0.42 |
| 每年的总人工成本 | $25,000.00 | $833.00 |
每年的总运行成本 |
$65,000.00 | $2,333.00 |
有关RON/MON以及汽油中其他参数分析的更多信息，可查阅我们下方的免费应用报告。
汽油的质量控制——使用近红外光谱快速测定RON、MON、抗爆指数、芳烃和密度
根据ASTM D2699和ASTM D2700，使用近红外光谱在线监测催化重整过程中的辛烷值
在本例中，RON/MON分析显示：使用近红外光谱作为基准方法的补充时可大幅节约成本，并实现优异的投资回报率。而且，当把这点扩展到如表1所示的其他关键质量参数时，其投资回报率更高。
总结
近红外光谱非常适合分析汽油、柴油和航空煤油的关键质量参数，瑞士万通还可提供根据ASTM指南开发并验证的预校准模型。将近红外光谱用作替代方法有诸多优点：短时间即可获得结果（不到一分钟），无需化学品或其他昂贵的设备，而且易于操作，即使是轮班工人和非化学专业人员也可安全地进行分析。
本系列的其他部分
- 本文主要介绍了汽油、柴油和航空煤油的相关话题，以及如何使用近红外光谱作为石化和炼油行业的理想质量控制工具。其他部分主要介绍：
- 石油行业近红外光谱概述
- 裂解汽油
- 润滑油
- ASTM 标准
拓展阅读
