【摘要】 R. S. Leonardo等人使用ASTM D86方法获得的柴油（未添加生物柴油）的蒸馏曲线数据首先与每个蒸馏体积分数的热重分析（TG）和导数热重分析（DTG）获得的数据相关联。

柴油是巴西消耗最多的轻质石油馏分，主要是由于其在巴西公路运输中的高消耗。根据巴西国家石油、天然气和生物燃料局（ANP）的数据，2017年巴西柴油消费量占石油衍生品总销量的44.7%。它是沸点在150到400ᾥ摄氏度之间的碳氢化合物的混合物，用于根据柴油循环运行的压缩点火发动机。柴油的质量取决于原油的化学成分和来源（轻质或重质），以及所使用的精炼工艺[1]。它是从原油加工的不同阶段产生的几种流的混合物中获得的，如气油、石脑油、轻柴油和重柴油。

 

自2008年以来，通过巴西联邦法律11.097/ 2005，所有国家商业化柴油都含有生物柴油，其含量由巴西国家石油，天然气和生物燃料机构（ANP）定义，并逐年增加。目前，2019年柴油中生物柴油的体积百分比为10%。新技术使得柴油发动机越来越依赖于燃料的物理化学性质来满足性能、消耗和污染物排放的要求。ANP为柴油监测规定的主要理化参数有闪点（ASTM D93）、十六烷值（ASTM D613）、运动粘度（ASTM D445）、蒸馏曲线（ASTM D86）、20ᾥC时的比质量（ASTM D4052）。R. S. Leonardo等人[2]使用ASTM D86方法获得的柴油（未添加生物柴油）的蒸馏曲线数据首先与每个蒸馏体积分数的热重分析（TG）和导数热重分析（DTG）获得的数据相关联。

 

这些分析是在开锅和带针孔盖的密封锅中进行的。观察在哪种情况下，ASTM D86结果与各自的TG和DTG曲线以及由此得到的热容曲线（TV）具有可比性。蒸馏数据提供了关于汽车燃料（如柴油）挥发特性的重要信息。挥发性对其性能、搬运、储存和运输安全有重要影响。标准ASTM D86蒸馏法是最常用的。ASTM D86试验在常压下进行，提供了其燃料汽化的相关信息，这取决于其化学特性。根据它，确定了一系列温度，在这些温度下，蒸发燃料的特定体积百分比被收集起来。T-10%， T-50%和T-90%（该体积分数的蒸馏温度）是表征柴油挥发性最重要的温度。指定这些燃料蒸馏温度值是为了达到发动机所需的性能并控制其蒸汽压力。燃料蒸气可与空气形成爆炸性混合物。蒸馏温度范围应尽可能低，但不影响闪点、燃烧质量和燃料的热含量。

 

图1 S10柴油的TG/DTG曲线分别为开锅和闭锅

 

图2 采用带针孔盖的密封锅1510获得T-10%、T-50%和T-90%柴油主要馏分的TG/DTG曲线

 

燃料不应具有非常低的挥发性，这可能会阻碍燃料雾化，降低发动机功率输出，增加燃料消耗和污染物排放。低沸点燃料确保更容易汽化和与空气混合，提供更完全的燃烧。另一方面，挥发性非常高的蒸气会堵塞燃油喷射系统。如果T-10%温度值（燃油初始体积的10%冷凝后的温度）远远高于燃油规格，则车辆启动时可能会出现困难。以T-50%温度为参考参数，与密度、粘度、点火质量相关。T-50%的高值表示较高的密度和粘度，通常十六烷值较低。适当的T-50%值可以最大限度地减少颗粒物的排放，减少发动机中沉积物的形成。

 

如果T-90%高于规定值，则预计残碳会增加。根据ANP，对于S10柴油，T-90%和T-95%允许的最大限值分别为350ᾥC和370ᾥC。研究人员已经成功地利用热分析技术进行了几项研究，用于监测生物柴油[3]及其与柴油、柴油、汽油、润滑油的混合物的稳定性，以及表征其他石油衍生物和/或其馏分。

 

[1]. Aleme, H. G.;  Corgozinho, C. N. C.; Barbeira, P. J. S., Diesel oil discrimination by origin and type using physicochemical properties and multivariate analysis. Fuel 2010, 89 （11）, 3151-3156.

[2]. Leonardo, R. S.;  Murta Valle, M. L.; Dweck, J., Thermovolumetric and thermogravimetric analysis of diesel S10. J. Therm. Anal. Calorim. 2020, 139 （2）, 1507-1514.

[3]. Paul, A. K.;  Achar, S. K.;  Dasari, S. R.;  Borugadda, V. B.; Goud, V. V., Analysis of thermal, oxidative and cold flow properties of methyl and ethyl esters prepared from soybean and mustard oils. J. Therm. Anal. Calorim. 2017, 130 （3）, 1501-1511.

 

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