柴油的十六烷值與化學組成的關系

芳香烴無側鏈或短側鏈的芳香烴的十六烷值較低，且環(huán)數(shù)越多，十六烷值越低。帶有較長側鏈的芳香烴的十六烷值則相對較高，而且隨側鏈鏈長的增長其十六烷值增加。碳數(shù)相同的直鏈烷基芳香烴比有支鏈的烷基芳香烴比有支鏈的烷基芳香烴的十六烷值高。

各種烴類十六烷值的不同，主要是反映其自燃性質(zhì)的差別。正構烷烴的十六烷值高是由于其自燃點低，而芳香烴的十六烷值低則是由于其自燃點高。

柴油十六烷值

評價柴油在柴油機中燃燒質(zhì)量的指標。測定十六烷值的標準物質(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。柴油在單缸柴油機中，在規(guī)定的工作條件下的燃燒質(zhì)量如相當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準燃料中十六烷的體積百分數(shù)。近年來改用易于合成的2，2，4，4，6，8，8-七甲基壬烷(HMN)代替α-甲基萘作標準物質(zhì)，規(guī)定其十六烷值為15。標準燃料的十六烷值用下式計算：

十六烷值＝100×(％十六烷) 15×(％HMN)

例如含35％十六烷和 65％HMN的混合物，其十六烷值為：100×0.35 15×0.65=45。十六烷值高的燃料在柴油機中發(fā)火快，升壓均勻，柴油機工作平穩(wěn)?，F(xiàn)代柴油機燃料的十六烷值在40～55之間。加入少量的添加劑，可提高柴油的十六烷值。

烴的十六烷值的大小與其結構有關，其次序為：直鏈烷烴＞烯烴＞環(huán)烷烴＞支鏈烷烴＞芳烴，正好與辛烷值的大小次序相反，因為柴油機的工作方式與汽油發(fā)動機不同。在柴油機中，空氣在汽缸中壓縮到一定程度后噴入柴油，利用壓縮產(chǎn)生的熱使油著火燃燒，而在汽油發(fā)動機中則是將汽油蒸氣與空氣的混合物在汽缸中壓縮到一定程度后，用火花塞點火燃燒。

目前,柴油機廢氣的排放已對大氣造成了嚴重污染。為了保護人類賴以生存的大氣環(huán)境,降低柴油車輛的廢氣排放是一個不容忽視的問題。而性能優(yōu)良的十六烷值改進劑對于提高柴油品質(zhì)、改善柴油機排放特性、降低廢氣排放量具有重要的作用。若柴油具有較高的十六烷值則其性能也較高,相反,若十六烷值較低,則柴油的的性能也較低,特別是有害物的排放會很高。

目前,市場上較為推廣的一種十六烷值改進劑是烷基酯,薩洛加[1]通過對十六烷值改進劑燃燒效果的研究,總結出十六烷值改進劑具有如下的三大作用:(1)可降低柴油氧化-分解反應的起始溫度;(2)擴大在火焰前緣階段的反應范圍;(3)降低了柴油的著火溫度。以烷基酯為例,說明十六烷值改進劑的作用機理如下:在火焰的前緣階段發(fā)生分解反應:RONO2RO NO2所生成的RO和NO2引發(fā)了一系列的鏈反應:RH NO2R HNO2HNO2 O2HO2 NO2ROR' 醛或酮R' O2R'OO通常十六烷值改進劑分解生成的自由基的主鏈越長,支鏈和自由基越少,其性能越好。