本公開涉及燃料,具體地,涉及一種油品標識劑及應用與檢測燃料中生物基燃料含量的方法。
背景技術:
1、生物航煤、生物柴油、生物乙醇汽油等生物質燃料已逐漸替代石油基能源,因此,準確檢測和識別生物質燃料、判斷燃料產品的生物質屬性并確定樣品中生物質的含量,對于生物質能源的推廣至關重要。
2、目前國際上判斷生物質屬性以及測定樣品中生物基含量主要采用14c同位素分析法,標準方法包括astm?d6866-20《固體、液體和氣體樣品中生物基含量的標準試驗方法?放射性碳分析法》以及iso?16620-2《塑料—生物基含量—part?2:?生物基含量的測定》。astmd6866-20中介紹了測定氣、液、固多類樣品中生物基含量的方法,包括加速器質譜法與液體閃爍計數法。iso?16620-2中介紹了測定單聚物、聚合物、塑料樣品中生物基含量的方法,包括液體閃爍計數法、β電離法和加速器質譜法。然而,這些方法一般都需要使用龐大且昂貴的大型儀器設備,涉及復雜和高難度的樣品前處理,分析周期一般>12?h,使得該方法無法普遍地推廣至實驗室和現場檢測。因此,迫切需要一種快速、簡單、有效的手段來對液體燃料產品進行分類和評價,甄別化石基燃料產品(車用柴油、普通航煤、車用乙醇汽油等)和生物基燃料產品(生物柴油、生物航煤、生物乙醇汽油等),并確定燃料產品中生物質的含量。在這些燃料產品中,生物基乙醇和化石基乙醇因具有完全相同的化學組成而難以采用常規分析方法區分。
3、另一種方法是在油品中預先添加油品標識劑,油品標識劑是一類添加到油品中以起到標記和識別作用的痕量化合物,在能源工業中通常用來預防或發現各種形式的偽造行為。通過檢測石油產品中的標識劑物質,進而實現鑒別不同等級或價值的燃料、區分制造商品牌、區分稅率等目的。用于石油產品的標識物的重要特性包括:能夠以較高濃度溶解在燃料中;不同于燃料及添加劑的分子組成;不會影響燃料的基本特性,且不受燃料中不穩定性組分干擾;易于鑒別,能容易地通過簡單的現場試驗檢測等。由于標識劑物質通常以非常低的濃度添加,因而需要使用靈敏的分析方法來檢測其含量,通常還需結合固相萃取或氮吹蒸發等預分離步驟。此外,復雜的燃料基質使得對標識劑的定性和定量分析更加困難,常用的燃料標識劑分析方法包括液相色譜、薄層色譜、高效液相色譜等技術,結合紫外、可見光探測器和多通道探測器等檢測方法。部分標記物質可以通過添加顯影試劑使其顯現顏色進而檢測,也可以通過分光光度法或熒光光譜法等方法進行測量。目前常見的標識劑物質包括偶氮類化合物、靛類、蒽醌類化合物、芳香胺類化合物、香豆素和糠醛衍生物等。這些標識劑物質大多數結構復雜、價格昂貴,或需復雜工藝合成,或需進行樣品預處理,或需使用復雜的方法進行檢測,或無法定量判斷其添加量,或對人體和環境危害大。
技術實現思路
1、本公開的目的是提供一種油品標識劑及應用與檢測燃料中生物基燃料含量的方法,該油品標識劑在石油烴液體燃料中溶解性良好,不影響燃料產品的基本性質,且油品標識劑的性質穩定,添加至生物基燃料中,可用于鑒定液體燃料的生物質屬性。
2、為了實現上述目的,本公開第一方面提供一種油品標識劑,所述油品標識劑包括第一化合物和/或第二化合物;其中,所述第一化合物為類胡蘿卜素類化合物或其衍生物,所述第二化合物為姜黃素類化合物或其衍生物。
3、可選地,所述第一化合物具有如下所示的結構:
4、,
5、其中,r1和r2相同或不同,各自獨立地包括式(a)~式(f)中的任意一種基團,
6、,
7、r3、r4和r5相同或不同,各自為h或者為羥基。
8、可選地,所述第一化合物包括辣椒紅素、β-胡蘿卜素、番茄紅素、辣椒黃素、葉黃素、辣椒酮和隱黃素中的一種或多種。
9、可選地,所述第二化合物具有如下所示的結構:
10、,
11、其中,r8和r10分別為羥基,r7和r9各自獨立地為h、羥基或甲氧基;或者,
12、r8和r10分別為h或者為甲氧基,r7和r9分別為h。
13、可選地,所述第二化合物包括姜黃素、脫甲氧基姜黃素、雙脫甲氧基姜黃素、四氫姜黃素、脫甲氧基四氫姜黃素和雙脫甲氧基四氫姜黃素中的一種或多種。
14、可選地,以所述油品標識劑的重量為基準,所述第一化合物的重量含量為20~80wt%,所述第二化合物的重量含量為80~20wt%。
15、本公開第二方面提供一種本公開第一方面油品標識劑在燃料中的應用。
16、可選地,將所述油品標識劑添加至生物基燃料中用于甄別生物基燃料,和或,用于檢測生物基燃料的含量。
17、可選地,所述油品標識劑的添加量為2~100ppm;
18、所述生物基燃料包括生物柴油、生物航煤、生物乙醇和生物基潤滑油中的一種或多種。
19、可選地,所述應用包括將所述油品標識劑溶解于有機溶劑中,再添加至所述生物基燃料中;可選地,所述有機溶劑包括甲苯、甲醇、二氯甲烷、石油醚和丙酮中的一種或多種。
20、本公開第三方面提供一種檢測燃料中生物基燃料含量的方法,所述方法包括:
21、(1)使用生物基燃料配置所述油品標識劑的標準工作液,使用紫外-可見分光光度計對所述標準工作液進行檢測,得到所述油品標識劑的吸光度與濃度的標準工作曲線;
22、(2)使用所述紫外-可見分光光度計對待測燃料進行檢測,得到待測燃料的吸光度,根據所述標準工作曲線和所述待測燃料的吸光度得到待測燃料中油品標識劑的濃度c待測;
23、(3)根據油品標識劑在生物基燃料中的標準濃度c標準以及測得的所述待測燃料中油品標識劑的濃度c待測,計算生物基燃料在所述待測燃料中的含量;
24、其中,所述油品標識劑為本公開第一方面所述的油品標識劑。
25、可選地,所述油品標識劑的標準工作液的濃度為0~10ppm;可選地,所述油品標識劑的標準工作液的濃度依次為0ppm、2?ppm、4?ppm、6?ppm、8?ppm、10?ppm。
26、可選地,所述待測燃料包括混合燃料,所述混合燃料中,生物基燃料的質量百分數為5%以上。
27、可選地,所述混合燃料為生物基燃料與化石基燃料的混合燃料,所述生物基燃料包括生物柴油、生物航煤、生物乙醇和生物基潤滑油中的一種或多種。
28、通過上述技術方案,本公開提供一種油品標識劑,該油品標識劑包括類胡蘿卜素類化合物及其衍生物和/或姜黃素類化合物及其衍生物,該油品標識劑為脂溶性天然植物色素,在石油烴液體燃料中溶解性良好,且油品標識劑的性質穩定,不與液體燃料反應,添加至生物基燃料中,不影響燃料產品的基本性質,可用于鑒定液體燃料的生物質屬性。本公開的油品標識劑可以通過簡單的方法進行定性和定量檢測,快速判斷燃料產品中是否添加有標識物質,鑒定燃料產品中油品標識劑和生物基燃料的含量。
29、本公開的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。