探索變性燃料乙醇的檢測及優(yōu)化

楊凱霖

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的能源已漸漸枯竭，比如石油資源總有用完的一天。如今人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐漸增強(qiáng)，導(dǎo)致石油資源的使用面臨著很大的挑戰(zhàn)。為解決新時(shí)代的發(fā)展需求，新型能源的誕生成為了解決矛盾的關(guān)鍵。乙醇作為一種可再生的清潔能源，已漸漸的發(fā)展成為替代傳統(tǒng)能源的一種趨勢。隨著乙醇應(yīng)用的多樣化，與之相對(duì)應(yīng)的檢測方法已經(jīng)受到越來越廣泛的關(guān)注。

關(guān)鍵詞：變性乙醇；檢測；優(yōu)化

引言：

乙醇是一種新型的可再生的清潔能源，很大部分有效的替代了傳統(tǒng)的石油能源。無論是站在保護(hù)環(huán)境的角度還是站在節(jié)約資源的角度，或者是站在推動(dòng)糧食經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看，促進(jìn)乙醇資源的發(fā)展都有著極為重要的意義。乙醇的檢測方法會(huì)大大的影響到乙醇的質(zhì)量，因此優(yōu)化乙醇的檢測方法一直以來受到了廣大科研工作者的關(guān)注。但是在當(dāng)前的乙醇檢測方法中還存在著各種各樣的問題，只有分析了現(xiàn)有的乙醇檢測方法才能發(fā)現(xiàn)其中的不足，才能進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，本文接下來就乙醇檢測方法的優(yōu)化進(jìn)行說明。

一、當(dāng)前變性乙醇的檢測方法

（一）變性燃料乙醇的用途

目前變性燃料乙醇主要被用作汽車燃料，另外也逐漸被應(yīng)用為其他類型的燃料，比如重型機(jī)械。在汽車燃料應(yīng)用中，將變性燃料乙醇加入到未添加含氧化合物的液體烴類中就成為了乙醇汽油。國家相關(guān)文件明確了乙醇燃料的成分以及相關(guān)性質(zhì)。為了準(zhǔn)確的檢測乙醇燃料是否符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要借助對(duì)應(yīng)的檢測儀器來對(duì)變性燃料乙醇燃料進(jìn)行分析。一般變性燃料乙醇的檢測標(biāo)準(zhǔn)包括如下幾個(gè)方面：抗爆性、餾程、苯、烯烴、金屬等等。因此需要借助于以下方法來進(jìn)行檢測：

（1）氣相色譜法

相關(guān)文獻(xiàn)指出，能夠分析乙醇等物質(zhì)的具有套住切換以及反吹系統(tǒng)的氣相色譜系統(tǒng)均可以被用作測量分析變性燃料乙醇。具體的步驟為：在樣品中添加適當(dāng)?shù)膬?nèi)標(biāo)物后，將其放置到具有兩根柱以及柱切換閥的氣相色譜儀中。后通過放空、流出、反吹、等步驟對(duì)其成分進(jìn)行重組。然后借助火焰離子化檢測器或者熱導(dǎo)檢測器對(duì)其中的成分進(jìn)行監(jiān)測，通過分析對(duì)比，對(duì)其中含氧化合物進(jìn)行定性分析，通過之前的內(nèi)標(biāo)物對(duì)照對(duì)其進(jìn)行定量，進(jìn)而完成變性燃料乙醇中含氧化合物的定性定量分析。借助氣象色譜法能夠?qū)ψ冃匀剂弦掖贾械募状肌⒁掖嫉鹊暮窟M(jìn)行準(zhǔn)確的分析，能夠很好的控制變性燃料乙醇的成品質(zhì)量。另外多維GC法、毛細(xì)管單柱分離等方法都能夠?qū)ψ冃匀剂弦掖歼M(jìn)行高精度或者選擇性的監(jiān)測。

（2）紅外監(jiān)測法

紅外監(jiān)測法是借助紅外光譜分析進(jìn)而確定變性燃料乙醇中相關(guān)含氧物的含量。傳統(tǒng)的紅外監(jiān)測法一般選擇紅外光譜或者近紅外光譜來進(jìn)行監(jiān)測。紅外光譜法分析監(jiān)測具有快速、簡單、低成本等等優(yōu)點(diǎn)。由于變性燃料乙醇中醚的吸收峰較強(qiáng)，所以不能選用ATR等監(jiān)測設(shè)施用于變性燃料乙醇的監(jiān)測。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)借助多重線性回歸-近紅外光譜法進(jìn)行監(jiān)測有著較好的效果，借助此方法能夠準(zhǔn)確的區(qū)分出變性燃料乙醇中的各種氧化物并對(duì)其濃度進(jìn)行確定，監(jiān)測精度很高。

（3）其他方法

除了上述方法，對(duì)于變性燃料乙醇的檢測還有著許多其他方法。比如：

1.現(xiàn)場快速法

將變性燃料乙醇裝入到量筒中，在加入適量的蒸餾水，反復(fù)顛倒幾次，使水與變性燃料乙醇混合均勻，然后靜置一小會(huì)。在一段時(shí)間后，待油-水產(chǎn)生分離，通過分析水相體積-變性燃料含量的關(guān)系圖進(jìn)而確定出變性燃料乙醇的實(shí)際含量。

2.常壓蒸餾曲線判斷法

通過分析常壓蒸餾曲線的回收點(diǎn)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)而確定出變性燃料乙醇中的相關(guān)物質(zhì)含量。

二、變性燃料乙醇新型檢測方法

除了對(duì)變性燃料乙醇中含氧化合物進(jìn)行檢測外，近年來行業(yè)中對(duì)于變性燃料乙醇的其他內(nèi)含物也有著越來越高的興趣，例如對(duì)變性燃料乙醇中鈉含量、總硫含量等等。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法對(duì)于變性燃料乙醇中的含氧化合物有著十分準(zhǔn)確的監(jiān)測效果，但應(yīng)用到鈉含量、總硫含量的監(jiān)測時(shí)就有著各種不方便的地方。

（一）紫外熒光法測定含硫總量

通過載氣法將變性燃料乙醇帶入到指定的燃燒區(qū)域中，控制進(jìn)氣成分以及流量。運(yùn)用紫外熒光檢測器進(jìn)行檢測得出參數(shù)。在運(yùn)用線性關(guān)系、精密度、準(zhǔn)確度建立起離子色譜，最終確定變性燃料乙醇中的總硫含量。

（二）電感耦合法檢測鈉含量

電感耦合法能夠十分方便的檢測變性燃料乙醇中的各種金屬物質(zhì)，于是在近些年來得到較為廣泛的應(yīng)用。建立等離子電感耦合體質(zhì)譜后將變性燃料乙醇取樣直接進(jìn)行檢測，溫度控制在4攝氏度，恒溫燃燒。電感耦合法能夠十分方便快捷的測定出變性燃料乙醇中的鈉含量。除了鈉含量測定，該方法也被廣泛用于變性燃料乙醇中鐵、錳、鉛的含量測定。有效解決了近年來受到金屬影響所造成的變性燃料乙醇的質(zhì)量問題。

三、變性燃料乙醇檢測方法的優(yōu)化

隨著變性燃料乙醇的快速發(fā)展，進(jìn)而演變出許許多多的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的增多也使得檢測的要求越來越高，對(duì)于檢測方法的優(yōu)化成為當(dāng)前的亟需解決的一個(gè)問題。近年來，諸如紫外熒光檢測法、電感耦合檢測法、離子色譜法、火焰原子吸收法等等越來越多新的方法出現(xiàn)，并都發(fā)揮出一定的功能。但依舊存在著許多的問題，其中沒有深入運(yùn)用信息技術(shù)造成檢測效率的低下。

針對(duì)不同內(nèi)含物的檢測應(yīng)該在對(duì)其進(jìn)行綜合分析后確定最優(yōu)的監(jiān)測方案。構(gòu)建智能化的監(jiān)測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)輔助檢測。其中，運(yùn)用信息技術(shù)將大量的監(jiān)測方法進(jìn)行收集記錄，再編寫合適的條件分析程序，當(dāng)進(jìn)行檢測時(shí)，輸入相關(guān)參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行方法匹配并選取最優(yōu)的檢測方案。進(jìn)而保證監(jiān)測的有效性。

結(jié)語：

乙醇作為一種可再生的清潔能源，漸漸的替代傳統(tǒng)能源。乙醇能源的使用不僅能夠節(jié)約石油能源，而且所造成的環(huán)境污染較小。通過添加原料豐富并且可再生的清潔燃料——乙醇來生產(chǎn)乙醇汽油，可以緩解單純依靠傳統(tǒng)石油資源生產(chǎn)汽油造成的石油資源的短缺。但是乙醇汽油具有導(dǎo)電性并含有腐蝕性雜質(zhì)，對(duì)汽車內(nèi)有色金屬部件具有腐蝕作用。乙醇還可以與大多數(shù)橡膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致油管堵塞。使用乙醇汽油后，乙醇中的酸性物質(zhì)（如乙酸）對(duì)金屬表面產(chǎn)生侵蝕。另外，乙醇蒸發(fā)潛熱大，會(huì)氣化不完全而流入氣缸壁，使?jié)櫥湍け粵_洗造成潤滑油稀釋、乳化，使發(fā)動(dòng)機(jī)部件加劇磨損。如果一些氧化物和汽油沉積在罐底的水箱，腐蝕加劇，還可能造成水污染等問題。因此為防止不符合質(zhì)量要求的燃料乙醇進(jìn)入市場，損害消費(fèi)者的利益，應(yīng)對(duì)燃料乙醇的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，隨著乙醇應(yīng)用的變多，結(jié)合現(xiàn)有的智能化系統(tǒng)對(duì)其檢測方法的完善是保證儀器檢測進(jìn)一步提升的有效方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]古文英，史權(quán)，彭勃，徐春明. 乙醇柴油的研究現(xiàn)狀[J]. 西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004（06）.

[2]王麗君，程仲芊，李麗華. 多維氣相色譜法測定清潔汽油中的含氧化合物[J]. 石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)，2004（03）.

[3]高艷秋，李金龍，蔡正白，華麗光. 氣相色譜法分析汽油中的含氧化合物[J]. 化學(xué)工程師，2004（06）.

[4]魏小平，許世海. 摻醇汽油的特點(diǎn)及推廣應(yīng)用中的問題[J]. 山西能源與節(jié)能，2003（03）.

[5]李添魁，劉峰友，呂會(huì)英.紅外光譜法測定（乙醇）醚化催化汽油中殘余乙醇的含量[J]. 石油化工，2002（02）.

[6]曹湘洪. 我國發(fā)展燃料乙醇和乙醇汽油應(yīng)注意的若干問題[J]. 石油煉制與化工，2001（06）.

[7]張金生，李麗華，曹艷君. 逐步多重線性回歸-近紅外光譜法測定汽油中乙醇[J]. 撫順石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1998（02）.

[8]章煒，陳富強(qiáng)，沈捷. GC-AED法和多維GC法測定汽油中含氧化合物的比較[J]. 石油化工，1996（01）.