劉慈祥，夏攀登，田 娟，白林智

(山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，山東 濟(jì)南 250100)

辛烷值是衡量車用汽油質(zhì)量合格與否的重要指標(biāo)，主要反應(yīng)車用汽油的抗爆性能。我國車用汽油國家標(biāo)準(zhǔn)中采用研究法辛烷值(RON)和馬達(dá)法辛烷值(MON)來判定車用汽油的抗爆性能，其中汽油的研究法辛烷值為市場銷售車用汽油的標(biāo)號數(shù)值。

1 研究法辛烷值測定方法簡介

目前，研究法辛烷值的常規(guī)測定方法為GB/T5487-2005《汽油辛烷值的測定研究法》，該方法是利用辛烷值試驗(yàn)機(jī)來模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理的臺架試驗(yàn)方法。隨著消費(fèi)市場對于車用汽油的需求量不斷增加，車用汽油的銷售周期明顯縮短，常規(guī)的辛烷值機(jī)測定方法已經(jīng)越來越難以滿足監(jiān)管部門對于時(shí)效性的要求。因此，近年來不斷涌現(xiàn)出許多新的測定研究法辛烷值的方法，主要包括：介電常數(shù)法、核磁共振法、近紅外法、氣相色譜法等。[1]其中，介電常數(shù)法及氣相色譜法測定研究法辛烷值具有很大的局限性，例如測定加入抗爆劑的汽油辛烷值及車用乙醇汽油辛烷值所得結(jié)果誤差較大。[2]而近紅外光譜法由于其可以快速的測定車用汽油研究法辛烷值，近幾年發(fā)展較為迅速?，F(xiàn)從測定原理、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用前景等方面對辛烷值機(jī)測定法和近紅外光譜法進(jìn)行探討對比。

2 辛烷值機(jī)法和近紅外光譜法的測定原理

汽油中各類碳?xì)浠衔锏某煞直壤龥Q定了汽油辛烷值的高低，汽油辛烷值越高，抗爆性就越好。GB/T5487-2005《汽油辛烷值的測定研究法》是利用CFR辛烷值測定儀和專用的電子爆震儀器在規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，將待測車用汽油樣品與自動(dòng)配樣器配制的已知辛烷值的正標(biāo)混合燃料的爆震性能進(jìn)行對比，從而確定待測車用汽油樣品的研究法辛烷值。根據(jù)試驗(yàn)方法的不同，又分為內(nèi)插法和壓縮比法兩種測定方法。[3]近紅外光譜法是利用近紅外光譜儀對已知研究法辛烷值的車用汽油樣品進(jìn)行掃描，由于不同的化學(xué)基團(tuán)和有機(jī)化合物具有不同的特征吸收波長，所以得到的近紅外譜圖和樣品的成分之間有著密切的聯(lián)系。然后再利用合適的關(guān)聯(lián)方法，將車用汽油樣品的辛烷值數(shù)據(jù)和近紅外光譜圖關(guān)聯(lián)起來，建立分析校正模型。[4-5]利用近紅外光譜儀測得未知樣品的近紅外光譜圖，將其代入建立的分析校正模型中，即可計(jì)算出其相應(yīng)的研究法辛烷值。

3 辛烷值機(jī)法和近紅外光譜法方法比對

3.1 試驗(yàn)成本比對

CFR辛烷值測定儀及自動(dòng)配樣器價(jià)格昂貴、購置成本較高，體積龐大，在儀器安裝及后期維護(hù)保養(yǎng)時(shí)成本較大。近紅外光譜儀購置成本低，體積較小便于安裝。另外，CFR辛烷值機(jī)法測定辛烷值需要400～500 mL汽油樣品，而近紅外光譜法只需1～2 mL汽油樣品，對于產(chǎn)量較大的煉廠而言，每年可在質(zhì)控環(huán)節(jié)節(jié)省大量的汽油樣品。而且，CFR辛烷值機(jī)法試驗(yàn)時(shí)需配制正標(biāo)混合燃料，原料需從國外進(jìn)口價(jià)格較高。因此，近紅外光譜儀在安裝和使用過程中可節(jié)省大量成本。但是，近紅外光譜法前期樣品數(shù)據(jù)的采集及分析校正模型的建立較為復(fù)雜。

3.2 試驗(yàn)過程比對

CFR辛烷值機(jī)法測定辛烷值時(shí)，時(shí)間較長(需提前熱機(jī)45 min左右)、操作步驟復(fù)雜(需校正大氣壓及進(jìn)氣溫度等)、影響因素較多，對試驗(yàn)人員的技術(shù)要求高。而且在試驗(yàn)過程中爆震會(huì)產(chǎn)生噪聲和揮發(fā)性煙霧，長期會(huì)對試驗(yàn)人員身體健康產(chǎn)生危害。近紅外光譜法操作簡單、分析速度快(只需1～2 min即可完成測定)、無噪聲危害。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果比對

CFR辛烷值機(jī)法是國標(biāo)規(guī)定的仲裁方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到國際認(rèn)可。為驗(yàn)證近紅外光譜法試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，選用10組待測樣品分別用CFR辛烷值機(jī)法及近紅外光譜法進(jìn)行測定，試驗(yàn)驗(yàn)證對比結(jié)果見表1，由表1可以發(fā)現(xiàn)，近紅外光譜法的測定結(jié)果與CFR辛烷值機(jī)法試驗(yàn)結(jié)果的偏差在標(biāo)準(zhǔn)方法要求的范圍之內(nèi)。但是，對于調(diào)和汽油和含添加劑的汽油結(jié)果可能存在一些偏差，為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)定期對分析校正模型進(jìn)行修正和充實(shí)。

表1 CFR辛烷值機(jī)法和近紅外光譜法測定結(jié)果對比表

4 結(jié)論及應(yīng)用

表2 CFR辛烷值機(jī)法和近紅外光譜法主要差異

近紅外光譜法相較于CFR辛烷值機(jī)法，購置成本低、安裝維護(hù)便利、樣品用量少、分析時(shí)間短、無噪聲危害，但前期數(shù)據(jù)庫收集及模型建立復(fù)雜、對于調(diào)和汽油試驗(yàn)結(jié)果偏差較大。因此，近紅外光譜法可應(yīng)用于煉廠質(zhì)量控制環(huán)節(jié)和成品油市場快速檢驗(yàn)等領(lǐng)域。