NB/SH/T 0916-2015 柴油燃料中生物柴油（脂肪酸甲酯）含量的测定 红外光谱法
本标准规定了测定柴油燃料中生物柴油（脂肪酸甲酯（FAME））含量的方法。
证据说明：本页内容依据起源标物库内该标准原文整理（标注「〔待核〕」处为 〔原文不清〕），个别数值与现行状态请以标准原页和产品证书为准。
适用范围
本标准规定了测定柴油燃料中生物柴油（脂肪酸甲酯（FAME））含量的方法。 适用于测定柴油燃料中体积分数为 1%~20% 的脂肪酸甲酯含量。 只适用于测定脂肪酸甲酯（FAME）含量；含有脂肪酸乙酯（FAEE）的生物柴油将会产生负偏差。 注：使用适当的衰减全反射（ATR）附件，测量范围可以扩大到体积分数为 1%~100%，但体积分数超过 20% 时，本标准的精密度不可用。 方法应用（第5章）：5.1 生物柴油是商品燃料，用于柴油燃料调合的附加组分；5.2 本标准适用于生物柴油调合燃料的生产与销售过程中的质量控制（原文该处 〔原文不清〕有噪声，〔待核〕（〔原文不清〕））。
方法原理
本标准采用傅里叶变换中红外光谱、衰减全反射（ATR）样品池及偏最小二乘法（PLS）计算。 通过采集试样在 4000 cm⁻¹~650 cm⁻¹ 波数范围的光谱数据，依据附录 A 中建立的校正方程测定生物柴油的体积分数（见 12.6、12.7）。 红外光谱是试样的单光束红外光谱与干燥空气（或氮气）的单光束傅里叶变换红外光谱比率的负对数（见 A.2.2）。
主要仪器
傅里叶变换中红外光谱仪：包括红外光源、液体衰减全反射（ATR）样品池、扫描干涉仪、检测器、A/D 转换器、计算机和进样方式，应满足： 扫描范围：4000 cm⁻¹~650 cm⁻¹ 分辨率：4 cm⁻¹ 7.1.2 采用空气或氮气的单光束光谱确定噪音信号水平；单光束光谱可通过 FTIR 多次平均扫描获得，但总扫描时间不超过60s（本轮核PDF5第7.1.2条）。如有水蒸汽和二氧化碳干扰，仪器应用干燥空气或氮气吹扫。在 1765 cm⁻¹~1725 cm⁻¹ 谱范围内，100% 透过率的光谱噪音应低于 0.3%。 7.2 液体衰减全反射样品池 7.2.1 衰减全反射（ATR）锥形样品池规格见表1；适合低、中和高浓度的 FAME 测量。 7.2.2 水平衰减全反射（ATR）样品池：将 ZnSe 材料的 ATR 安装在水平板上；在 1745 cm⁻¹ 处的吸收强度不得超过 1.2 个吸光度单位，适用于高浓度 FAME 的校正；应选择合适的晶体长度和角度，使最大吸光度在 1745 cm⁻¹ 处不超过 1.2 个吸光度单位。 表1 ATR 锥形样品池规格（原文表头 〔原文不清〕有噪声，〔待核〕（〔原文不清〕））： ATR 晶体材料：ZnSe（本轮核PDF5表1原图） 光聚焦光学元件/结构：圆锥体，非光学聚焦元件与池体；圆截面与同轴圆锥体尾部交叉 锥角：60° 晶体长度：36.83 mm~39.37 mm 晶体直径：3.175 mm 试样界面入射角：53.8° 入射角最大范围：±1.5° 标准吸光度：0.38 AU±0.02 AU（原文“0.38AU0.02AU”，〔待核〕（〔原文不清〕）） 池体材料：316 不锈钢 密封垫：Chemrez or Kalrez 的 O 型圈（原文如此，〔待核〕（〔原文不清〕）） 其他：方酮 1428 cm⁻¹ 谱带（原文如此，〔待核〕（〔原文不清〕））
试剂与标准物质
应使用光谱级（首选）或分析纯化学试剂；其他级别试剂也可使用，需先确定该试剂有足够高的纯度，不会降低测量的准确性。 8.2 BD100（纯生物柴油）：用于校正、质量控制的 BD100 生物柴油应符合 GB/T 20828—2014 规格要求；应是典型脂肪酸甲酯的生物柴油。测定本标准方法精密度的校正试样是大豆甲酯。其他原料的衍生酯，如动物脂肪、芥花油、麻风树油、棕榈油、菜籽油和地沟油也可以使用，但使用地沟油甲酯配制标准试样个数不得超过校正试样的 50%。 8.3 中间馏分燃料：用于校正、验证和质量控制的中间馏分燃料标准试样应符合 GB 252—2011 规格要求，不含生物柴油或生物柴油原料；应以预先调合的已知矿物油为代表（不同原油来源、低芳烃含量、高芳烃含量等），见附录 A.2 中校正集。注：GB 252—2011 表1 中十六烷值要求不大于 45，但表1 注5 规定由中间基或环烷基原油生产的各牌号轻柴油十六烷值允许小于 40（有特殊要求者由供需双方确定）；为增加校正模型的适用范围，用于校正、验证和质量控制的标准试样可以使用十六烷值不小于 40 的中间馏分燃料。 8.4 柴油十六烷值检验燃料（DCCF-低）：低十六烷值（见附录 B.2 替代原料）。 8.5 柴油十六烷值检验燃料（DCCF-高）：高十六烷值。 8.6 柴油十六烷值检验燃料（DCCF-超高）：超高十六烷值。 8.7 丙酮：分析纯。 8.8 甲苯：分析纯。 8.9 甲醇：分析纯。 8.10 混合溶剂：甲苯、甲醇和丙酮等体积混合物。
关键条件
试样温度：分析前应将试样温度恒定在 15 ℃~27 ℃（见 9.2.1、12.1）。 光谱采集范围：4000 cm⁻¹~650 cm⁻¹（见 12.6）。 校正模型光谱区间（无基线校正）： 低浓度模型：1800 cm⁻¹~1692 cm⁻¹ 和 1327 cm⁻¹~940 cm⁻¹（见 12.7.1.1、A.2.3.1） 中浓度模型：1800 cm⁻¹~1700 cm⁻¹ 和 1399 cm⁻¹~931 cm⁻¹（见 12.7.1.3、A.2.3.2） 高浓度模型：1851 cm⁻¹~1670 cm⁻¹ 和 1371 cm⁻¹~1060 cm⁻¹（见 12.7.1.5、A.2.3.3） 建模方法：均值中心化 + 3 个潜变量（主因子）；若基于 4 个潜变量的模型验证标准偏差更低，也可使用，但应记录使用 4 个潜变量的原因（见 A.2.3.1、A.2.3.2、A.2.3.3）。 吹扫：最好用干燥空气或氮气吹扫光谱仪以除去水蒸气；吹扫最好在分析前进行并稳定几个小时；采集每一个试样光谱时都应测量相应的参比背景光谱；光谱仪应密封干燥，配件应密封（见 6.3 注）。
计算与结果
计算：生物柴油（脂肪酸甲酯）体积分数由校正和验证标准试样按照公式（1）由质量分数转换为体积分数。 V_b = M_b × (D_f / D_b) ……（1） 式中：V_b为生物柴油体积分数（%），M_b为质量分数（%）；D_f为校正和验证试样在20℃的相对密度，D_b为其BD100生物柴油原料在20℃的相对密度，原文均指GB/T1884测定。密度比D_f/D_b不应倒置。 注：本轮按PDF8原图恢复式1及符号对应；此式用于校正和验证试样质量分数向体积分数转换，不是未知样品无需建模的直接测定式。 校正模型（附录 A）： A.1.1 使用偏最小二乘法（PLS）建立校正模型；校正集分三组：A 组 0.00%~10.00%，B 组 10.00%~30.00%，C 组 30.00%~100%。 A.1.2 按照 GB/T 1884 测量校正试样调合组分在 20 ℃ 的密度。 A.1.3 对于每个校正试样，按照公式（1）将生物柴油质量分数转换成体积分数。 A.2.3.1 低浓度校正模型（0.00~10.00%）：光谱区间 1800 cm⁻¹~1692 cm⁻¹ 和 1327 cm⁻¹~940 cm⁻¹，无基线校正，均值中心化和 3 个潜变量。 A.2.3.2 中浓度校正模型（10.00%~30.00%）：光谱区间 1800 cm⁻¹~1700 cm⁻¹ 和 1399 cm⁻¹~931 cm⁻¹，无基线校正，均值中心化和 3 个潜变量。 A.2.3.3 高浓度校正模型（可选，30.00%~100%）：光谱区间 1851 cm⁻¹~1670 cm⁻¹ 和 1371 cm⁻¹~1060 cm⁻¹，无基线校正，均值中心化和 3 个潜变量；可通过样品池附件限制模型的使用。 仪器性能验证（A.3）： A.3.1 验证试样制备：与校正集试样相似但不完全一样；至少覆盖校正试样浓度范围的 95%；验证试样数量一般是校正方程中潜变量的 3 倍（原文“了倍”〔待核〕（〔原文不清〕））；对于 3 个主成份的 PLS 模型，所需验证的标准试样数至少 20 个。 A.3.3.1 验证标准偏差 SEQ 按式（A.1）计算（原文公式细节 〔原文不清〕缺失，〔待核〕（〔原文不清〕））。 A.3.3.2 如果 SEQ 比 PSEQ（循环测定的标准偏差总和）低，则仪器可以进行试验。 A.3.3.3 如果 SEQ 比 PSEQ 高，由 SEQ 平方除以 PSEQ 平方计算 F 值；用分子中的自由度 q 和分母中的自由度 DOF（PSEQ）比较 F 值和临界 F 值；PSEQ 和 DOF（PSEQ）值见表 A.2，F 临界值见表 A.3。 A.3.3.4 如果 F 值小于或等于表中的临界 F 值，则仪器可以进行试验。 A.3.3.5 如果 F 值大于表中的临界 F 值，则仪器不可以进行试验。 表 A.2 允许的标准偏差总和：校正 0.21，自由度 56（原文仅见“校正”一行，〔待核〕（〔原文不清〕））。 表 A.3 临界 F 值：自由度 20/21/22/23/24/25/30/35/40 对应 F 临界值 1.76/1.75/1.74/1.72/1.71/1.70/1.66/1.63/1.61。
质量控制
精密度：本方法精密度试验在 5 个实验室之间进行，使用 16 个脂肪酸甲酯体积分数范围为 1%~20% 的试样；试验方法的精密度通过 5 个实验室统计试验结果确定；汇总表见表2和表3。 15.1.1 重复性：对于脂肪酸甲酯体积分数为 1.00%~20.00% 之间的生物柴油，同一操作者使用相同仪器，在同一条件下对相同试样进行试验，所得两个重复结果之差不应超过式（2）的计算值： 重复性 = 0.01505（X + 14.905） ……（2） 式中：X——测定的两个生物柴油体积分数重复结果的平均值，%。 表2 重复性典型值（%）： 生物柴油体积分数 1.00 → 重复性 0.24 2.00 → 0.25 5.00 → 0.30（原文“00”“VH9”等 〔原文不清〕，〔待核〕（〔原文不清〕）） 10.00 → 0.37 20.00 → 0.53 50.00 → 未确定 90.00 → 未确定 100.00 → 未确定 15.1.2 再现性：对于脂肪酸甲酯体积分数为 1.00%~20.00% 的生物柴油，不同操作者在不同实验室，对相同试样进行测定所得两个独立测试结果之差，不应超过式（3）的计算值： 再现性 = 0.04770（X + 14.905） ……（3） 式中：X——测定的两个生物柴油体积分数结果的平均值，%。 表3 再现性典型值（%）： 生物柴油体积分数 1.00 → 再现性 0.76 2.00 → 0.8（原文“0.8”，〔待核〕（〔原文不清〕）） 5.00 → 0.95 10.00 → 1.19 20.00 → 1.66 50.00 → 未确定 90.00 → 未确定 100.00 → 未确定 15.2偏差：原文说明由于没有合适的参考物质，因此无法确定偏差（PDF9原图）；不代表没有任何可用校正或质控试样，也不证明本公司具体商品可用。
引用文件
GB 252—2011 普通柴油 GB/T 1884 原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法） GB/T 4756 石油液体手工取样法 GB/T 13377 原油和液体或固体石油产品 密度或相对密度的测定 毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法 GB/T 11139 馏分燃料十六烷指数计算法 GB/T 20828—2014 柴油机燃料调合用生物柴油（BD100） SH/T 0604 原油和石油产品密度测定法（U 形振动管法） SH/T 0694 中间馏分燃料十六烷指数计算法（四变量公式法） NB/SH/T 0843 石化行业分析测试系统的评价 统计技术法 ASTM E1655 红外多元校正分析标准（Standard practices for infrared multivariate quantitative analysis） 注：第2章标题 〔原文不清〕为“：规范性引用文件”，应为“2 规范性引用文件”，〔待核〕（〔原文不清〕）。
本轮同版原件核对与未核边界
本轮按17页同版原件定位并局部核对质量/体积分数密度比、仪器条件及校正模型边界，保留其余既有正文。技术复核待完成；不作实机控制、合格判定或计算器。正文精密度仅支持FAME体积分数1%～20%，适当ATR附件扩展至100%不代表超过20%仍有该精密度；FAEE会产生负偏差。方法精密度不是具体批次证书不确定度，15～27℃分析温度不是商品证书储存条件。
原PDF7第12.7.1.4条以中浓度预测≤10.50%回低模型、>10.50%且≤30.00%为报告值；12.7.1.5却以>31.00%转高模型，30.00%～31.00%之间衔接未明确。按原文保留疑点，不自行补判断区间或用于自动判定。PDF13规范性附录A验证要求至少覆盖校正浓度范围95%，一般试样数为潜变量3倍，但3主成份模型至少20个。密集70行表A.1及附录C光谱图未逐格重建；原8.3注的“不大于45”等与引用标准对应仍待核，不改原标准。
版本核查截至2026-10-10：原2015版发布2015-10-27、实施2016-03-01；官方详细页已登记未来2026-12-26废止，新版NB/SH/T0916-2026标为即将实施、2026-12-26实施并全部代替本版。不将未来日期当作当前已废止，也不把本页替换成2026版。另备案列表摘要日期差异保留在证据；本页仅2015版学习定位，修改采用ASTM D7371-14不推等效。
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核验说明
〔待核〕和〔原文不清〕标明仍需核对标准原文的具体位置，并不表示已经核实。请勿将这些数值或步骤直接用于作业依据。