柴油的十六烷值與其化學(xué)組成及餾分組成關(guān)系

在碳原子數(shù)相同的各種柴油組分烴類(lèi)中，正構(gòu)烷烴的十六烷值較高，稠環(huán)芳烴的十六烷值較低，烯烴、環(huán)烷烴介于烷烴與芳烴之間。

為使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作平衡，通常使用含烷烴較多的、十六烷值高的直餾柴油。柴油十六烷值并不是越高越好，十六烷值過(guò)高，意味著烷烴含量多，含烷烴多的柴油凝點(diǎn)也隨之提高，意味著低溫流動(dòng)性變差。

從燃燒角度考慮，十六烷值太高（60以上）會(huì)造成浪費(fèi)，由于十六烷值太高，滯燃期太短，過(guò)快生成過(guò)氧化物，在空氣不足的情況下早期著火，產(chǎn)生較短的火焰，使一部分烷烴分解生成游離碳，隨廢氣排出形成濃煙，增加燃燒室積碳和發(fā)動(dòng)機(jī)磨損。

相對(duì)應(yīng)，十六烷值也不是越低越好。當(dāng)柴油十六烷值太低時(shí)，則燃燒初期過(guò)氧化物不足，滯燃期太長(zhǎng)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，浪費(fèi)燃料，增加燃燒室結(jié)焦和積碳，并易發(fā)生爆震，增加發(fā)動(dòng)機(jī)磨損，甚至損壞機(jī)件。

十六烷值

評(píng)價(jià)柴油在柴油機(jī)中燃燒質(zhì)量的指標(biāo)。測(cè)定十六烷值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)原為十六烷和 α-甲基萘，其十六烷值分別規(guī)定為100和0。柴油在單缸柴油機(jī)中，在規(guī)定的工作條件下的燃燒質(zhì)量如相當(dāng)于某一組成的十六烷- α-甲基萘混合物，則柴油的十六烷值等于標(biāo)準(zhǔn)燃料中十六烷的體積百分?jǐn)?shù)。近年來(lái)改用易于合成的2，2，4，4，6，8，8-七甲基壬烷(HMN)代替α-甲基萘作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，規(guī)定其十六烷值為15。

一般認(rèn)為,柴油機(jī)燃料的十六烷值在45~60之間較為合適。柴油十六烷值可采用實(shí)驗(yàn)法測(cè)定,常用的方法有閃光重合法、著火延遲期法、臨界壓縮比法等;還可通過(guò)測(cè)量燃料的理化指標(biāo)間接測(cè)定,常用的方法有密度法、點(diǎn)法等。在SY2410-79標(biāo)準(zhǔn)中,將柴油20的密度和50%餾出溫度作為影響因素,建立了十六烷值計(jì)算公式,該方法對(duì)直餾、催化裂化柴油的計(jì)算較為準(zhǔn)確。

目前,市場(chǎng)上較為推廣的一種十六烷值改進(jìn)劑是烷基酯,薩洛加[1]通過(guò)對(duì)十六烷值改進(jìn)劑燃燒效果的研究,總結(jié)出十六烷值改進(jìn)劑具有如下的三大作用:(1)可降低柴油氧化-分解反應(yīng)的起始溫度;(2)擴(kuò)大在火焰前緣階段的反應(yīng)范圍;(3)降低了柴油的著火溫度。以烷基酯為例,說(shuō)明十六烷值改進(jìn)劑的作用機(jī)理如下:在火焰的前緣階段發(fā)生分解反應(yīng):RONO2RO NO2所生成的RO和NO2引發(fā)了一系列的鏈反應(yīng):RH NO2R HNO2HNO2 O2HO2 NO2ROR' 醛或酮R' O2R'OO通常十六烷值改進(jìn)劑分解生成的自由基的主鏈越長(zhǎng),支鏈和自由基越少,其性能越好。