Xác định hàm lượng hydrocarbon sinh học trong nhiên liệu diesel và các sản phẩm chưng cất trung bình bằng phương pháp nhấp nháy lỏng DIN 51637

Tiêu chuẩn của Viện Tiêu chuẩn Đức (DIN), “DIN 51637 Sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng - Xác định hàm lượng hydrocarbon sinh học trong nhiên liệu diesel và các sản phẩm chưng cất trung bình bằng phương pháp nhấp nháy chất lỏng,” mô tả một phương pháp xác định trực tiếp hàm lượng hydrocarbon sinh học của dầu thực vật hydro hóa (HVO) trong các loại nhiên liệu diesel thường dùng bằng phương pháp nhấp nháy chất lỏng. Vì tổng hàm lượng có thể bắt nguồn từ cả dầu thực vật hydro hóa sinh học (HVO) và biodiesel (metyl este axit béo, FAME) có trong nhiên liệu diesel, nên hàm lượng FAME được xác định riêng bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại theo tiêu chuẩn DIN EN 14078 để sau đó có thể xác định hàm lượng HVO sinh học bằng phép trừ/tính toán.

Tiêu chuẩn DIN 51637 bao gồm phương pháp thử nghiệm chính xác để đo hàm lượng hydrocarbon sinh học trong nhiên liệu diesel và các sản phẩm liên quan. Tiêu chuẩn này đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về việc xác minh hàm lượng nhiên liệu tái tạo trong nhiên liệu trong bối cảnh các yêu cầu pha trộn nhiên liệu sinh học.

Mục đích chính của tiêu chuẩn DIN 51637 là cho phép đo trực tiếp các thành phần sinh học, đặc biệt là dầu thực vật hydro hóa (diesel tái tạo), trong nhiên liệu diesel thông thường có nguồn gốc từ dầu mỏ và các sản phẩm chưng cất trung gian của chúng.

Dầu thực vật hydro hóa là một loại nhiên liệu sinh học dễ sử dụng được sản xuất bằng cách hydro hóa chất béo thực vật hoặc động vật, có cấu trúc hydrocarbon gần như giống hệt với dầu diesel hóa thạch. Không giống như biodiesel thông thường (este metyl axit béo hoặc FAME), dầu thực vật hydro hóa không chứa oxy và trộn lẫn dễ dàng mà không bị hạn chế. Tuy nhiên, sự tương đồng này khiến việc phân biệt nó với nhiên liệu hóa thạch bằng các phương pháp phân tích hóa học thông thường trở nên khó khăn.

Tiêu chuẩn DIN 51637 áp dụng cho các loại nhiên liệu diesel được bán trên thị trường có chứa các thành phần sinh học như HVO, và đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc chính xác cũng như tuân thủ các quy định về tính bền vững.

Tiêu chuẩn DIN 51637 sử dụng phương pháp đếm nhấp nháy chất lỏng, một kỹ thuật đo phóng xạ để đo hàm lượng đồng vị carbon-14, làm phương pháp thử nghiệm.

Vì nhiên liệu hóa thạch có tuổi đời hàng triệu năm, nên các đồng vị carbon-14 mà chúng chứa đã phân rã hoàn toàn. Các vật liệu có nguồn gốc sinh học (những vật liệu thu được từ thực vật hoặc động vật hiện nay) chứa các đồng vị carbon-14 ở mức độ hiện đại do sự hấp thụ trong khí quyển. Mức độ đồng vị carbon-14 cao hơn cho thấy một phần có nguồn gốc sinh học trực tiếp.

Các phương pháp đếm nhấp nháy chất lỏng bao gồm:

• Mẫu nhiên liệu được trộn trực tiếp với dung dịch chất phát quang (không cần chuẩn bị phức tạp đối với nhiều mẫu).
• Phát hiện bức xạ beta từ sự phân rã đồng vị carbon-14 bằng cách sử dụng máy đếm nhấp nháy chất lỏng.
• Tính toán hàm lượng hydrocarbon có nguồn gốc sinh học dựa trên phép đo đồng vị carbon-14.

Phương pháp trực tiếp này hiệu quả hơn so với các phương pháp thay thế cần đốt cháy hoặc graphit hóa.

Nhiên liệu diesel có thể chứa cả dầu thực vật hydro hóa (HVO) và biodiesel (FAME). Cả hai đều góp phần tạo nên đồng vị carbon-14.

• Tiêu chuẩn này yêu cầu xác định riêng hàm lượng FAME bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại (theo tiêu chuẩn DIN EN 14078).
• Hàm lượng dầu thực vật hydro hóa sinh học sau đó được tính bằng cách trừ đi lượng chất phụ gia FAME.

Các thiết bị đếm nhấp nháy chất lỏng tiên tiến có thể tính đến các hiệu ứng làm giảm cường độ phát xạ (ví dụ: nhiễu màu hoặc hóa học) để cho kết quả chính xác hơn.

Phương pháp đếm nhấp nháy chất lỏng là một kỹ thuật phân tích có độ nhạy cao được sử dụng để đo hoạt độ phóng xạ của các mẫu phát ra các hạt beta năng lượng thấp (ví dụ: từ đồng vị carbon-14) hoặc các hạt alpha. Nó được chấp nhận rộng rãi như là phương pháp tiêu chuẩn để xác định định lượng các đồng vị phóng xạ năng lượng thấp trong các lĩnh vực như giám sát môi trường, hóa sinh, định tuổi bằng đồng vị carbon phóng xạ và phân tích nhiên liệu sinh học (tiêu chuẩn DIN 51637). Không giống như các máy dò khác đo trực tiếp sự ion hóa, phương pháp đếm nhấp nháy chất lỏng chuyển đổi năng lượng từ sự phân rã phóng xạ thành các tia sáng (nhấp nháy), sau đó được đếm.

Tiêu chuẩn DIN 51637 đóng vai trò quan trọng trong việc xác minh hàm lượng nhiên liệu sinh học:

• Tuân thủ các quy định pháp luật (ví dụ: các yêu cầu về nhiên liệu tái tạo ở châu Âu).
• Khả năng truy xuất nguồn gốc trong nhiên liệu hàng không bền vững và dầu thực vật hydro hóa (HVO).
• Kiểm soát chất lượng hỗn hợp nhiên liệu.

Các thử nghiệm do các phòng thí nghiệm tiên tiến cung cấp thường được thực hiện bằng các phương pháp tương tự, chẳng hạn như tiêu chuẩn EN 16640 (đối với nhiên liệu sinh học nói chung) hoặc tiêu chuẩn ASTM D6866 (sử dụng phương pháp đo phổ khối gia tốc).

Khi ngành năng lượng chuyển đổi sang các giải pháp thay thế ít phát thải carbon, các tiêu chuẩn như DIN 51637 đảm bảo tính minh bạch và ngăn chặn hành vi "tẩy xanh" trong các tuyên bố về nhiên liệu.

Dưới đây là một vài tiêu chuẩn liên quan đến tiêu chuẩn DIN 51637:

• Tiêu chuẩn “EN 16640 Sản phẩm sinh học - Hàm lượng carbon sinh học - Xác định hàm lượng carbon sinh học bằng phương pháp phóng xạ cacbon” áp dụng cho hàm lượng carbon có nguồn gốc sinh học trong các sản phẩm khác nhau.
• Tiêu chuẩn “ASTM D6866 Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để xác định hàm lượng sinh học trong mẫu rắn, lỏng và khí bằng phương pháp phân tích phóng xạ cacbon” là một tiêu chuẩn tương đương sử dụng đồng vị cacbon-14 để xác định hàm lượng có nguồn gốc sinh học.
• Tiêu chuẩn “DIN EN 14078 Sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng - Xác định hàm lượng metyl este axit béo (FAME) trong các sản phẩm chưng cất trung gian - Phương pháp quang phổ hồng ngoại” được dùng để xác định lượng FAME.

Tóm lại, tiêu chuẩn DIN 51637 hỗ trợ quá trình chuyển đổi toàn cầu sang nhiên liệu vận tải bền vững bằng cách cung cấp một công cụ mạnh mẽ, dựa trên cơ sở khoa học để xác định lượng hydrocarbon tái tạo trong nhiên liệu diesel.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm nghiệm tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ kiểm nghiệm cho các doanh nghiệp theo tiêu chuẩn "DIN 51637 Sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng - Xác định hàm lượng hydrocarbon sinh học trong nhiên liệu diesel và các sản phẩm chưng cất trung bình bằng phương pháp nhấp nháy chất lỏng".