利用餾程快速鑒別摻假柴油的研究

吳曉濤，鄧威，張昊天(廣東省茂名市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東 茂名 525000)

0 引言

柴油在我國(guó)的發(fā)展中是一種同國(guó)計(jì)民生之間有著密切關(guān)系的工業(yè)產(chǎn)品。使用柴油的機(jī)械種類有很多，有挖掘機(jī)、鏟車、重型卡車等柴油動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的工程施工企業(yè)、礦業(yè)公司；有以柴油為燃料的提供熱能的生產(chǎn)廠、以柴油機(jī)為動(dòng)力的運(yùn)輸公司、船運(yùn)公司等一般配備有小型儲(chǔ)罐、油桶等臨時(shí)存放柴油；路面跑的眾多柴油車、農(nóng)田里的農(nóng)耕機(jī)具則直接用車載油箱或小油桶存油。摻假柴油燃燒應(yīng)用時(shí)，易阻塞燃燒器或柴油機(jī)噴嘴，產(chǎn)生積碳、加劇氣缸磨損、降低功效、增加能耗。更嚴(yán)重的是，不同餾程柴油燃燒對(duì)排放影響也不一樣[1]。餾程是車用柴油的重要技術(shù)指標(biāo)，能直觀反映車用柴油的質(zhì)量，正規(guī)煉廠生產(chǎn)出來的正規(guī)柴油是符合國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的，其餾程分布是均勻的，其符合柴油車輛發(fā)動(dòng)機(jī)使用的要求，能保證柴油車輛能正常使用，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命更長(zhǎng)。而市場(chǎng)上生產(chǎn)和流通的摻假柴油是通過添加不同的組分調(diào)合而成的，其餾程分布不均勻，將影響柴油車輛能正常使用，會(huì)縮短柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。摻假柴油燃燒不完全會(huì)產(chǎn)生大量可吸收固體顆粒物[2]，增高大氣 PM2.5和PM10。

摻假柴油生產(chǎn)市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻較低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)含量低，無(wú)需昂貴的生產(chǎn)設(shè)備，只需具備一定的罐容和管道。在柴油生產(chǎn)過程中最常見質(zhì)量問題就是采用摻假的方式以次充好，部分柴油生產(chǎn)企業(yè)在高額利潤(rùn)的誘惑下進(jìn)行非法銷售。使用摻假柴油將嚴(yán)重污染環(huán)境，因此需建立快速鑒別摻假柴油的檢驗(yàn)技術(shù)，為相關(guān)監(jiān)管部門提供科學(xué)可靠方便的手段來鑒別劣質(zhì)柴油，防止劣質(zhì)柴油在市場(chǎng)上流通，打擊不法分子的非法行為，從而保護(hù)消費(fèi)者的合法權(quán)益，保護(hù)環(huán)境?？焖勹b別摻假柴油的檢驗(yàn)技術(shù)對(duì)柴油市場(chǎng)健康綠色發(fā)展具有重要的意義。

面對(duì)柴油市場(chǎng)出現(xiàn)摻假亂象[3]，在市場(chǎng)流通流域和生產(chǎn)流域都需要大量的相關(guān)政府部門的人力來監(jiān)管和廣大消費(fèi)者的監(jiān)督，但是摻假的手段各種各樣[4]，政府相關(guān)人員和消費(fèi)者無(wú)法辨別和證明柴油的質(zhì)量問題。因此，作為政府的技術(shù)機(jī)構(gòu)和高校應(yīng)該為政府監(jiān)管部門和消費(fèi)者提供快速便捷高效可靠的技術(shù)鑒別摻假柴油。鑒別技術(shù)促使柴油生產(chǎn)和銷售企業(yè)合法經(jīng)營(yíng)，并提升自身的技術(shù)，使企業(yè)健康綠色發(fā)展，也為政府監(jiān)管部門提供了方便，也保護(hù)消費(fèi)者的合法權(quán)益，使社會(huì)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展[5]。

本文參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6536—2010 《石油產(chǎn)品常壓蒸餾特性測(cè)定法》對(duì)摻假柴油和正規(guī)柴油的餾程進(jìn)行測(cè)試，找到摻假柴油和正規(guī)柴油的餾程的區(qū)別，通過餾程的區(qū)別來快速鑒別摻假柴油和正規(guī)柴油。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)方法

GB/T 6536—2010 《石油產(chǎn)品常壓蒸餾特性測(cè)定法》。

按照標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置好儀器設(shè)備參數(shù)，量取100 mL 試樣，在圓底燒瓶加入適量的沸石，將試樣全部倒入圓底燒瓶，確保試樣不能沾到圓底燒瓶的支管。將圓底燒瓶固定好，與冷凝管連接好，固定好溫度計(jì)的位置，放入接收量筒，按下開始按鈕，整體觀察和記錄好餾出溫度和餾出物體積數(shù)，蒸餾殘余物和損失物的體積數(shù)，記錄氣壓表的大氣壓，實(shí)驗(yàn)結(jié)果按大氣壓修正后的回收體積分?jǐn)?shù)或蒸發(fā)體積分?jǐn)?shù)所對(duì)應(yīng)的溫度。

1.2 儀器設(shè)備

自動(dòng)餾程測(cè)定儀，型號(hào)規(guī)格：AD-6，廠家：日本田中；量筒：100 mL；接收量筒：100 mL；圓底燒瓶：125 mL；圓底燒瓶支板：孔徑50 mm；溫度計(jì)；氣壓計(jì)：精度在0.1 kPa 或者精度更高。

1.3 試驗(yàn)樣品

摻假柴油和正規(guī)柴油。

1.4 樣品保存

試驗(yàn)樣品應(yīng)保存在實(shí)驗(yàn)室室溫或低于實(shí)驗(yàn)室室溫條件下的通風(fēng)干燥的地方。

1.5 樣品前處理

試驗(yàn)樣品在實(shí)驗(yàn)室室溫的條件下不是液體的，在試驗(yàn)前應(yīng)將試驗(yàn)樣品加熱至高于試樣傾點(diǎn)9～21 ℃。試驗(yàn)樣品在保存的過程中有固體析出現(xiàn)象，在開始試驗(yàn)前應(yīng)將試樣熔化并將其劇烈震蕩使試樣混合均勻后再進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)試驗(yàn)樣品含有明水時(shí)，則樣品不適合測(cè)試，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)該取無(wú)懸浮水的試樣。當(dāng)沒有不含水的試樣時(shí)，可將試樣與無(wú)水硫酸鈉混合劇烈震蕩，然后將無(wú)水硫酸鈉與試樣分開，除去試樣的水分再進(jìn)行試驗(yàn)。

1.6 儀器設(shè)備的校驗(yàn)

儀器設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。對(duì)溫度測(cè)量裝置的校驗(yàn)可以選用十六烷作為校驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測(cè)得十六烷50% 的回收體積對(duì)應(yīng)的溫度。

2 結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

依次對(duì)八個(gè)(1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#) 不符合國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 19147—2016 《車用柴油》(0 號(hào)國(guó)VI) 的柴油即摻假柴油和八個(gè)(9#、10#、11#、12#、13#、14#、15#、16#) 符合國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 19147—2016 《車用柴油》(0 號(hào)國(guó)VI) 的柴油即正規(guī)柴油按照GB/T 6536—2010 《石油產(chǎn)品常壓蒸餾特性測(cè)定法》的規(guī)定進(jìn)行餾程的測(cè)定，將柴油樣品的餾程做到95% 回收溫度停止測(cè)定，檢測(cè)結(jié)果如表1 所示。

2.2 討論分析

通過表1 的結(jié)果表明，不符合國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)的摻假柴油的餾程初餾點(diǎn)比較低，且初餾點(diǎn)與5% 回收溫度的溫度差比較大。摻假柴油摻入劣質(zhì)的輕油，導(dǎo)致餾程的初餾點(diǎn)偏低，輕組分含量越高，越容易發(fā)生火災(zāi)，越危險(xiǎn)，也導(dǎo)致柴油車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不充分，嚴(yán)重?fù)p害柴油發(fā)動(dòng)的壽命。符合國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的正規(guī)柴油，初餾點(diǎn)比較高，且初餾點(diǎn)與5% 回收溫度的溫度差比較小。

通過表1 的結(jié)果表明，摻假柴油的相鄰回收溫度的溫度差分布不均勻，餾分分布不均勻，表明摻假柴油是通過添加不同的組分調(diào)合而成的，不能控制各輕重組分的合理分布，導(dǎo)致餾分分布不均勻。而符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的正規(guī)柴油的各餾出溫度的溫度差分布比較均勻，餾分分布比較均勻，表明正規(guī)柴油是通過成熟的工藝和煉廠裝置制備出來的均勻餾分。

通過表1 的結(jié)果表明，所選的8 個(gè)正規(guī)車用柴油和8 個(gè)摻假車用柴油的50% 回收溫度，90% 回收溫度，95% 回收溫度檢測(cè)結(jié)果是符合GB 19147—2016 《車用柴油》(0 號(hào)國(guó)VI) 餾程的質(zhì)量指標(biāo)的，雖然餾程的質(zhì)量指標(biāo)符合車用柴油的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，但是會(huì)出現(xiàn)別的質(zhì)量指標(biāo)不符合車用柴油的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

表1 檢測(cè)結(jié)果 單位：℃

3 結(jié)語(yǔ)

利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)餾程測(cè)定方法，通過柴油餾分的初餾點(diǎn)和相鄰的回收溫度差可以找出摻假柴油和正規(guī)柴油的區(qū)別。摻假柴油初餾點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果比較低，且餾分的相鄰回收溫度差分布不均勻，從而快速鑒別摻假柴油和正規(guī)柴油。這是一種比較經(jīng)濟(jì)快速便捷的鑒別手段，為消費(fèi)者和政府執(zhí)法人員提供方便。