⛽ FAME与含FAME柴油的氧化安定性——加速氧化法（Rancimat）
三句话速览
在110 °C下使净化空气（10 ± 1 l/h）通过试样；挥发性酸进入带电导电极的水中——电导率骤升即确定诱导期（至多48 h）。该检测依据 PN-EN 15751:2014-05；范围：诱导期至多48 h；FAME以及含 ≥ 2 %（V/V）FAME的混合物；不适用于纯石油基柴油。整个程序共 6 个步骤；主要用于：对作为组分与独立燃料的FAME进行质量控制（PN-EN 14214：≥ 8 h）、按PN-EN 590对含 ≥ 2 %（V/V）FAME的柴油进行控制（≥ 20 h）、抗氧化剂与添加剂包有效性的评价（石油与天然气研究所对B10柴油的研究）。
要点速览
- 标准: PN-EN 15751:2014-05
- 类别: 石油化工
- 操作步骤数: 6
- 温度: 常规应用中为110 °C；加热块可调至(150 ± 0.1) °C
- 空气流量: (10 ± 1.0) l/h，空气经0.3 nm分子筛净化
- 范围: 诱导期至多48 h；FAME以及含 ≥ 2 %（V/V）FAME的混合物；不适用于纯石油基柴油
概述
本标准规定了通过测定燃料至多48 h的诱导期来检验柴油机燃料氧化安定性的方法；适用于作为独立生物燃料或柴油组分的脂肪酸甲酯（FAME），以及含至少2 %（V/V）FAME的FAME与柴油的混合物。该方法基于为纯FAME制定的EN 14112；经修改后得以涵盖混合物，但新的验证表明该方法不适用于纯石油基柴油。本说明依据2014年版（PN-EN 15751:2014-05）编写，该版已被波兰标准化委员会撤销并由PN-EN 15751:2025-10代替——采用前应核查其修改。
2014年版将适用范围限制为48 h的诱导期（与精密度范围相对应），指出在存在十六烷值改进剂时诱导期可能发生变化（用EHN——2-乙基己基硝酸酯——所作的有限试验显示其降低幅度在再现性范围之内），并给出了对费托合成与加氢精制石蜡基柴油的核查结果（未见其他相互作用；其安定性通常超出该方法的范围）。诱导期是指自测量开始至氧化产物生成开始骤增所经历的时间；氧化安定性即以小时表示的诱导期。
要求：按PN-EN 590，含FAME柴油的氧化安定性应不低于20 h，按PN-EN 14214，FAME应不低于8 h。含FAME的柴油在贮存中接触氧气会发生劣化（氧化与自氧化），在较高温度下会发生热氧化分解；石油与天然气研究所在评价含添加剂包的B10柴油时，除PetroOXY（PN-EN 16091）外亦采用Rancimat法。
方法原理
使净化空气流通过加热至目标温度（常规应用中为110 °C）的试样。氧化过程中生成的挥发性化合物随空气进入盛有去离子水或蒸馏水、并装有与测量记录装置相连的电导电极的容器中；诱导期的终点以电导率骤升为标志，该骤升源于氧化生成并被水吸收的挥发性羧酸的解离。该仪器（市售者例如Rancimat 743型或更高型号，或OSI Instrument）包括带分子筛的空气过滤器、流量可调为(10 ± 1.0) l/h的隔膜泵、带封盖及气体进出管的硼硅玻璃反应容器（进出管高出加热块至少130 mm，以使燃料的挥发性组分冷凝；并设破泡缩口）、约150 ml的密闭测量池、0～300 µS/cm的电极、带记录仪的放大器，以及可调至(150 ± 0.1) °C的铸铝加热块（也可用油浴）。
应用领域
- 对作为组分与独立燃料的FAME进行质量控制（PN-EN 14214：≥ 8 h）
- 按PN-EN 590对含 ≥ 2 %（V/V）FAME的柴油进行控制（≥ 20 h）
- 抗氧化剂与添加剂包有效性的评价（石油与天然气研究所对B10柴油的研究）
- 燃料贮存稳定性的研究（与PetroOXY和过氧化值并用）
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 温度 | 常规应用中为110 °C；加热块可调至(150 ± 0.1) °C |
| 空气流量 | (10 ± 1.0) l/h，空气经0.3 nm分子筛净化 |
| 范围 | 诱导期至多48 h；FAME以及含 ≥ 2 %（V/V）FAME的混合物；不适用于纯石油基柴油 |
| 测量 | 约150 ml测量池中水的电导率，电极0～300 µS/cm |
| 反应容器 | 硼硅玻璃，高出加热块 ≥ 130 mm；例如长250 mm（Rancimat 743）、300 mm（OSI） |
| 要求 | 含FAME柴油：≥ 20 h（PN-EN 590）；FAME：≥ 8 h（PN-EN 14214） |
标准
- 标准编号
- PN-EN 15751:2014-05
- 标准名称（波兰语）
- Paliwa do pojazdów samochodowych — Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) jako samoistne paliwo i ich mieszaniny z olejem napędowym — Oznaczanie stabilności oksydacyjnej metodą przyspieszonego utleniania
- 标准名称（英语）
- Automotive fuels — Fatty acid methyl ester (FAME) fuel and blends with diesel fuel — Determination of oxidation stability by accelerated oxidation method
分步操作程序
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取样
按EN ISO 3170或EN ISO 3171，或按国家燃料取样法规取样。
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仪器的准备
用甲醇/甲苯/丙酮混合液、碱性洗液与2-丙醇清洗反应容器；干燥分子筛（150 °C）并填充空气过滤器；用经校准的温度计核查加热块的温度。
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量取与组装
将一份试样量入反应容器（移液管或量筒），向测量池注入蒸馏水或去离子水，装上电极，并用PTFE或硅胶软管连接气体管路。
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测量
将容器置于目标温度110 °C的加热块中，开启(10 ± 1.0) l/h的空气流与电导率记录。
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诱导期的确定
由电导率曲线读取自测量开始至电导率骤升（诱导期终点）所经历的时间；结果以小时表示，即为氧化安定性。
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评价
与要求比较：含FAME柴油 ≥ 20 h（PN-EN 590）、FAME ≥ 8 h（PN-EN 14214）；超过48 h的诱导期已超出该方法的精密度范围。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 氧化安定性测定仪 | 例如Metrohm Rancimat 743或更高型号、Omnion OSI Instrument（标准所举示例，不构成推荐） | — |
| 带分子筛的空气过滤器 | 两端塞滤纸的管，内装带湿度指示剂、于150 °C干燥过的0.3 nm分子筛 | — |
| 隔膜泵 | 流量可调为(10 ± 1.0) l/h | — |
| 反应容器与测量池 | 带封盖、气体管与破泡缩口的硼硅玻璃容器；约150 ml的测量池，带通至池底的管与排气孔 | — |
| 电导电极与记录仪 | 范围0～300 µS/cm；每支电极配放大器与信号记录仪 | — |
| 加热块或油浴、温度计 | 可调至(150 ± 0.1) °C的铝块，配晶闸管与0.1 °C接触温度计或Pt100；0～150 °C、分度0.1 °C的经校准温度计；可达(150 ± 3) °C的干燥箱；PTFE或硅胶软管 | — |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 蒸馏水或去离子水 | — | 供测量池使用（吸收挥发性酸） |
| 甲醇/甲苯/丙酮 1:1:1（V/V/V）混合溶剂 | — | 用于清洗玻璃器皿 |
| 实验室玻璃器皿用碱性洗液 | — | 用于清洗反应容器 |
| 2-丙醇 | 67-63-0 | 用于冲洗玻璃器皿 |
| 带湿度指示剂的0.3 nm分子筛 | — | 使用前于150 °C干燥并在干燥器中冷却 |
职业健康与安全
- 110～150 °C的加热块与高温玻璃容器——隔热手套
- 清洗溶剂（甲醇、甲苯、丙酮、2-丙醇）易燃且有毒——在通风橱内操作
- 挥发性氧化产物（羧酸）——应将测量池的出口引至通风橱
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 15751:2014-05 — 《Automotive fuels — Fatty acid methyl ester (FAME) fuel and blends with diesel fuel — Determination of oxidation stability by accelerated oxidation method》。
该方法的原理是什么？
使净化空气流通过加热至目标温度（常规应用中为110 °C）的试样。氧化过程中生成的挥发性化合物随空气进入盛有去离子水或蒸馏水、并装有与测量记录装置相连的电导电极的容器中；诱导期的终点以电导率骤升为标志，该骤升源于氧化生成并被水吸收的挥发性羧酸的解离。
测量范围和准确度是多少？
温度：常规应用中为110 °C；加热块可调至(150 ± 0.1) °C；空气流量：(10 ± 1.0) l/h，空气经0.3 nm分子筛净化；范围：诱导期至多48 h；FAME以及含 ≥ 2 %（V/V）FAME的混合物；不适用于纯石油基柴油；测量：约150 ml测量池中水的电导率，电极0～300 µS/cm。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 6 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？
氧化安定性测定仪、带分子筛的空气过滤器、隔膜泵、反应容器与测量池、电导电极与记录仪、加热块或油浴、温度计。
该检测用于哪些场景？
对作为组分与独立燃料的FAME进行质量控制（PN-EN 14214：≥ 8 h）；按PN-EN 590对含 ≥ 2 %（V/V）FAME的柴油进行控制（≥ 20 h）；抗氧化剂与添加剂包有效性的评价（石油与天然气研究所对B10柴油的研究）；燃料贮存稳定性的研究（与PetroOXY和过氧化值并用）。
需要采取哪些安全防护措施？
110～150 °C的加热块与高温玻璃容器——隔热手套；清洗溶剂（甲醇、甲苯、丙酮、2-丙醇）易燃且有毒——在通风橱内操作；挥发性氧化产物（羧酸）——应将测量池的出口引至通风橱。
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 15751。