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🔢 柴油十六烷指数

石油化工 PN-EN ISO 4264

根据 15 °C 密度以及 10%、50%、90% 回收温度，计算中间馏分燃料的十六烷指数。

要点速览

  • 标准: PN-EN ISO 4264:2018
  • 类别: 石油化工
  • 操作步骤数: 8
  • 适用范围: 十六烷指数 32,5–56,5
  • 密度（输入）: 15 °C 下 805,0–895,0 kg/m³
  • T₁₀ 馏出温度（输入）: 171–259 °C

概述

十六烷指数是柴油在压燃式发动机燃烧室中自燃能力的计算量度。它是十六烷值（按 ISO 5165 在试验机上测定）的估算值，可在不需要试验发动机与大量样品的情况下评价燃料的着火性能。

十六烷指数的计算基于四个可测的理化参数：15 °C 燃料密度，以及对应蒸出 10%、50% 与 90% 体积的馏出温度。这四个变量代入一个由数百个已知十六烷值燃料样品经验拟合得到的四变量多项式关联式。

该方法适用于十六烷指数在 32,5–56,5、密度 805–895 kg/m³ 且馏出温度在相应范围内的中间馏分燃料。不适用于加入十六烷值改进剂（如 2-乙基己基硝酸酯）的燃料，因为添加剂提高十六烷值却不改变物理参数；也不适用于生物柴油（FAME）与高 FAME 掺混燃料。

PN-EN 590 对柴油的要求是十六烷指数不低于 46,0。该参数是燃料质量证书中的常规报告项。

方法原理

十六烷指数按四变量方程计算：CI = 45,2 + 0,0892 × T₁₀N +（0,131 + 0,901 × B）× T₅₀N +（0,0523 − 0,420 × B）× T₉₀N + 0,00049 ×（T₁₀N² − T₉₀N²）+ 107 × B + 60 × B²，其中：B = [exp(−3,5 × DN)] − 1，DN = D − 850（D 为 15 °C 密度，kg/m³），T₁₀N = T₁₀ − 215，T₅₀N = T₅₀ − 260，T₉₀N = T₉₀ − 310（馏出温度，°C）。输入数据（密度与馏出温度）分别按 ISO 12185（密度）与 ISO 3405（蒸馏）测定。对 65% 的样品，预测误差小于 ±2 个十六烷单位。

应用领域

关键参数

参数数值
适用范围十六烷指数 32,5–56,5
密度（输入）15 °C 下 805,0–895,0 kg/m³
T₁₀ 馏出温度（输入）171–259 °C
T₅₀ 馏出温度（输入）212–308 °C
T₉₀ 馏出温度（输入）251–363 °C
预测准确度±2 个十六烷单位（对 65% 样品）

标准

标准编号
PN-EN ISO 4264:2018
标准名称（波兰语）
Przetwory naftowe — Obliczanie indeksu cetanowego paliw ze średnich destylatów za pomocą równania czteroczynnikowego
标准名称（英语）
Petroleum products — Calculation of cetane index of middle-distillate fuels by the four variable equation

分步操作程序

  1. 按 ISO 12185 测定密度

    用振荡式密度计测定 15 °C 下的燃料密度，结果精确至 0,1 kg/m³（完整步骤见 ISO 12185 密度方法）。

    🌡 温度: 15 °C

  2. 按 ISO 3405 进行蒸馏

    对 100 mL 样品做常压蒸馏，记录 10%、50%、90% 回收时的温度（T₁₀、T₅₀、T₉₀）（完整步骤见 ISO 3405 蒸馏方法）。

  3. 温度气压修正

    按 ISO 3405 给出的修正公式，将馏出温度修正至标准压力 101,3 kPa。

  4. 核对适用范围

    确认密度与馏出温度在方程适用范围内：D 805–895，T₁₀ 171–259，T₅₀ 212–308，T₉₀ 251–363 °C。

  5. 计算中间变量

    DN = D − 850；B = [exp(−3,5 × DN)] − 1；T₁₀N = T₁₀ − 215；T₅₀N = T₅₀ − 260；T₉₀N = T₉₀ − 310。

  6. 计算十六烷指数

    CI = 45,2 + 0,0892×T₁₀N +（0,131 + 0,901×B）×T₅₀N +（0,0523 − 0,420×B）×T₉₀N + 0,00049×（T₁₀N² − T₉₀N²）+ 107×B + 60×B²。

  7. 结果修约

    结果保留一位小数（如 51,3），并与 PN-EN 590 的要求 CI ≥ 46,0 比较。

  8. 报告

    报告中应给出：十六烷指数、15 °C 密度、T₁₀、T₅₀、T₉₀ 温度、依据方法（ISO 4264、ISO 12185、ISO 3405）、日期与样品编号。

所需设备与仪器

设备示例参考价格
振荡式密度计Anton Paar DMA 4500 M（按 ISO 12185）50 000–120 000 PLN
常压蒸馏装置Normalab NDI 450（自动，按 ISO 3405）50 000–120 000 PLN
蒸馏装置（手动）Koehler K45000 Front View（按 ISO 3405）15 000–35 000 PLN
蒸馏温度计量程 0–400 °C 的 ASTM 温度计；自动装置中为 Pt100 传感器500–2 000 PLN
计算软件密度计或 LIMS 内置，也可用含 ISO 4264 公式的 Excel 表0–5 000 PLN

试剂、培养基与耗材

试剂CAS详情
蒸馏标准物质—馏出温度有证的 CRM，如 Paragon Scientific 的蒸馏标准
密度标准物质—可溯源至 SI 的密度 CRM，用于密度计核查
丙酮（清洗用）67-64-1纯度 ≥99,5%，用于冲洗蒸馏瓶与冷凝管

职业健康与安全

常见问题

该检测依据哪项标准？

该检测依据的标准为 PN-EN ISO 4264:2018 — 《Petroleum products — Calculation of cetane index of middle-distillate fuels by the four variable equation》。

该方法的原理是什么？

十六烷指数按四变量方程计算：CI = 45,2 + 0,0892 × T₁₀N +（0,131 + 0,901 × B）× T₅₀N +（0,0523 − 0,420 × B）× T₉₀N + 0,00049 ×（T₁₀N² − T₉₀N²）+ 107 × B + 60 × B²，其中：B = [exp(−3,5 × DN)] − 1，DN = D − 850（D 为 15 °C 密度，kg/m³），T₁₀N = T₁₀ − 215，T₅₀N = T₅₀ − 260，T₉₀N = T₉₀ − 310（馏出温度，°C）。输入数据（密度与馏出温度）分别按 ISO 12185（密度）与 ISO 3405（蒸馏）测定。

测量范围和准确度是多少？

适用范围：十六烷指数 32,5–56,5；密度（输入）：15 °C 下 805,0–895,0 kg/m³；T₁₀ 馏出温度（输入）：171–259 °C；T₅₀ 馏出温度（输入）：212–308 °C。

完成检测需要多长时间？

整个程序共 8 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。

需要哪些设备？

振荡式密度计、常压蒸馏装置、蒸馏装置（手动）、蒸馏温度计、计算软件。核心仪器的参考价格（振荡式密度计）：50 000–120 000 PLN。

该检测用于哪些场景？

无需试验发动机即可快速评价柴油着火性能；配送与油库实验室的燃料质量控制；PN-EN 590 规格要求：十六烷指数 ≥46,0；配送链中的燃料质量监控；炼油厂原油批次与中间馏分评价；车队与工程机械用油控制。

需要采取哪些安全防护措施？

本项为计算测定 —— 本身无直接化学危害；危害来自输入测定（密度、蒸馏）—— 参见相应方法；柴油 —— 易燃（II 类），须远离火源存放；处理燃料样品时佩戴护目镜与手套。

哪家实验室可以开展此项检测？

该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 4264。

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