Октановое число — PetroDigest.ru / Нефтегазовый портал
Октановое число (ОЧ) — показатель, который характеризует детонационную стойкость топлива, т.е. способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии.
ОЧ отражает процентное объемное содержание изооктана (2,2,4-триметилпентана) в его смеси с н-гептаном, при котором эта смесь будет эквивалентна по детонационной стойкости исследуемому топливу в стандартных условиях.
Вследствие устойчивости изооктана к окислению, его детонационная стойкость принята за 100 единиц. Сгорание н-гептана уже при невысоких степенях сжатия, наоборот, сопровождается детонацией, вследствие чего его детонационная стойкость принята за 0. Для бензинов с ОЧ свыше 100 единиц, создана условная шкала, для расчета по которой используется смесь изооктана и тетраэтилсвинца.
Методы определения
На полноразмерном автомобильном двигателе
- Фактическое октановое число (ФОЧ)
На специальных установках с одноцилиндровым двигателем
- Моторное октановое число (ОЧМ) — моторный метод.
- Исследовательское октановое число (ОЧИ) — исследовательский метод.
В ряде стран, таких как США, Канада, Бразилия и др., используется октановое число AKI, которое является средним арифметическим между ОЧИ и ОЧМ.
Стандарты определения октанового числа
- ГОСТ 511-82
- ГОСТ 8226-82
- ГОСТ Р 52946-2008
- ГОСТ Р 52947-2008
- ГОСТ 32340-2013
- ГОСТ 32339-2013
- ASTM D 2700-14
- ASTM D 2699-13b
- ASTM D 2885-13
- ISO 5163:2014
- ISO 5164:2014
Распределение октанового числа
Во время эксплуатации полноразмерного двигателя при различных режимах происходит разделение бензина на фракции, которые имеют разную детонационную стойкость. Для учета поправки на фракционирование ввели понятие Распределение октанового числа (ОЧР).
Для косвенного определения ОЧ разработаны специальные методы оценки детонационной стойкости по физико-химическим показателям и характеристикам низкотемпературной реакции газофазного окисления, которое имитирует предпламенные процессы в двигателе.
Повышение октанового числа (улучшение детонационной стойкости)
- Применение метил-трет-бутилового эфира — нетоксичной жидкости с ОЧ 117. При содержании не более 11 % не влияет на другие эксплуатационные характеристики бензина.
- Добавление этиловой жидкости, которая представляет собой смесь свинцового антидетонатора с так называемыми выносителями продуктов сгорания — галогензамещенными углеводородами. Эффективность этиловой жидкости, т.е. ее влияние на повышение ОЧ зависит от химического состава бензина. Наибольше влияние свинцовые антидетонаторы оказывают на низкоактановые бензины. С 2003 года производство этилированного бензина в России официально прекращено.
- Добавление этилового спирта. Действительно, введение 10 % абсолютного этилового спирта способно повысить октановое число на 3 единицы, а также существенно сократить содержание СЩ в выхлопе. Но этиловый спирт чрезвычайно гигроскопичен, в результате хранение бензина с добавкой этилового спирта становится довольно трудоемкой задачей. Зачастую нормы хранения не выполняются, в результате чего в бензине появляется существенный процент воды, что естественно не лучшим образом сказывается на его эксплуатационных характеристиках.
- Азотсодержащие антидетонационные присадки.
Посмотреть каталоги партнеров в формате PDF: — выбрать по фирме-производителю — ADAM EQUIPMENTALLA FRANCEANGELANTONIAPTACA NUOVAB-ScienceBRANSCANBurkle GmbHCaterpillarECOSAFEElcoldElectrothermalFILTRAFUNKE–GERBERGibertiniGROBGVS GroupHeathrow ScientificHeidolph InstrumentsHEINZ – HERENZHELLMAHuberILMVACINTERSCIENCEJastriteJENCONSJULABOKARL HECHT ASSISTENTKARTELLKNFKOEHLER INSTRUMENTKONIK-TECHLab MlabplantMESA LABSMIELEMUNKTELL AHLSTROMNaberthermOrum InternationalPBI INTERNATIONALPRENTEXRötzmeier SicherheitsbehälterSAINT-GOBAIN Performance PlasticsSciMatCoSELECTASIGMASILVERSONSmeg instrumentsSTABLE MICRO SYSTEMSSYNBIOSISTEKNOKROMAVelp-ScientificaWASSERLABWHATMANWhirl-PakЛаМО — выбрать по названию — TYGON и другие виды специальных шлангов и трубок от Saint-Gobain. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
D2885 Стандартный метод испытаний для определения октанового числа топлива для двигателей с искровым зажиганием методом прямого сравнения в режиме реального времени
Лицензионное соглашение ASTM
ВАЖНО — ВНИМАТЕЛЬНО ПРОЧИТАЙТЕ ЭТИ УСЛОВИЯ ПЕРЕД ВХОДОМ В ЭТОТ ПРОДУКТ ASTM.
Приобретая подписку и нажимая на это соглашение, вы вступаете в
контракт, и подтверждаете, что прочитали настоящее Лицензионное соглашение, что вы понимаете
его и соглашаетесь соблюдать его условия. Если вы не согласны с условиями настоящего Лицензионного соглашения,
немедленно покиньте эту страницу, не входя в продукт ASTM.
1. Право собственности:
Этот продукт защищен авторским правом как
компиляции и в виде отдельных стандартов, статей и/или документов («Документы») ASTM
(«ASTM»), 100 Barr Harbour Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959 USA, за исключением случаев, когда
прямо указано в тексте отдельных документов. Все права защищены. Ты
(Лицензиат) не имеет прав собственности или иных прав на Продукт ASTM или Документы.
Это не продажа; все права, право собственности и интерес к продукту или документам ASTM
(как в электронном, так и в печатном виде) принадлежат ASTM. Вы не можете удалять или скрывать
уведомление об авторских правах или другое уведомление, содержащееся в Продукте или Документах ASTM.
2. Определения.
A. Типы лицензиатов:
(i) Индивидуальный пользователь:
один уникальный компьютер с индивидуальным IP-адресом;
(ii) Одноместный:
одно географическое местоположение или несколько
объекты в пределах одного города, входящие в состав единой организационной единицы, управляемой централизованно;
например, разные кампусы одного и того же университета в одном городе управляются централизованно.
(iii) Multi-Site:
организация или компания с
независимое управление несколькими точками в одном городе; или организация или
компания, расположенная более чем в одном городе, штате или стране, с центральным управлением для всех местоположений.
B. Авторизованные пользователи:
любое лицо, подписавшееся
к этому Продукту; если Site License также включает зарегистрированных студентов, преподавателей или сотрудников,
или сотрудник Лицензиата на Одном или Множественном Сайте.
3. Ограниченная лицензия.
ASTM предоставляет Лицензиату ограниченное,
отзывная, неисключительная, непередаваемая лицензия на доступ посредством одного или нескольких
авторизованные IP-адреса и в соответствии с условиями настоящего Соглашения использовать
разрешенных и описанных ниже, каждого Продукта ASTM, на который Лицензиат подписался.
A. Конкретные лицензии:
(i) Индивидуальный пользователь:
(a) право просматривать, искать, извлекать, отображать и просматривать Продукт;
(b) право скачивать, хранить или распечатывать отдельные копии
отдельных Документов или частей таких Документов исключительно для собственного использования Лицензиатом.
То есть Лицензиат может получить доступ к электронному файлу Документа (или его части) и загрузить его. Документа) для временного хранения на одном компьютере в целях просмотра и/или
печать одной копии документа для личного пользования. Ни электронный файл, ни
единственный печатный отпечаток может быть воспроизведен в любом случае. Кроме того, электронный
файл не может распространяться где-либо еще по компьютерным сетям или иным образом. Это
электронный файл нельзя отправить по электронной почте, загрузить на диск, скопировать на другой жесткий диск или
в противном случае разделены. Одна печатная копия может быть распространена среди других только для их
внутреннее использование в вашей организации; его нельзя копировать. Индивидуальный загруженный документ
иным образом не может быть продана или перепродана, сдана в аренду, сдана в аренду, одолжена или сублицензирована.
(ii) Односайтовые и многосайтовые лицензии:
(a) право просматривать, искать, извлекать, отображать и просматривать Продукт;
(b) право скачивать, хранить или распечатывать отдельные копии
отдельных Документов или частей таких Документов для личных целей Авторизованного пользователя. использовать и передавать такие копии другим Авторизованным пользователям Лицензиата в компьютерной сети Лицензиата;
(c) если образовательное учреждение, Лицензиату разрешается предоставлять печатная копия отдельных Документов отдельным учащимся (Авторизованные пользователи) в классе по месту нахождения Лицензиата;
(d) право на отображение, загрузку и распространение печатных копий Документов для обучения Авторизованных пользователей или групп Авторизованных пользователей.
(e) Лицензиат проведет всю необходимую аутентификацию и процессы проверки, чтобы гарантировать, что только авторизованные пользователи могут получить доступ к продукту ASTM.
(f) Лицензиат предоставит ASTM список авторизованных
IP-адреса (числовые IP-адреса домена) и, если многосайтовый, список авторизованных сайтов.
B. Запрещенное использование.
(i) Настоящая Лицензия описывает все разрешенные виды использования. Любой другой использование запрещено, является нарушением настоящего Соглашения и может привести к немедленному прекращению действия настоящей Лицензии.
(ii) Авторизованный пользователь не может производить этот Продукт, или Документы, доступные любому, кроме другого Авторизованного Пользователя, будь то по интернет-ссылке, или разрешив доступ через его или ее терминал или компьютер; или другими подобными или отличными средствами или договоренностями.
(iii) В частности, никто не имеет права передавать, копировать,
или распространять любой Документ любым способом и с любой целью, за исключением случаев, описанных в Разделе
3 настоящей Лицензии без предварительного письменного разрешения ASTM. В частности,
за исключением случаев, описанных в Разделе 3, никто не может без предварительного письменного разрешения
ASTM: (a) распространять или пересылать копию (электронную или иную) любой статьи, файла,
или материал, полученный из любого продукта или документа ASTM; (b) воспроизводить или фотокопировать любые
стандарт, статья, файл или материал из любого продукта ASTM; в) изменять, видоизменять, приспосабливать,
или переводить любой стандарт, статью, файл или материал, полученный из любого продукта ASTM;
(d) включать любой стандарт, статью, файл или материал, полученный из любого продукта ASTM или
Документировать в других произведениях или иным образом создавать любые производные работы на основе любых материалов.
получено из любого продукта или документа ASTM; (e) взимать плату за копию (электронную или
иным образом) любого стандарта, статьи, файла или материала, полученного из любого продукта ASTM или
Документ, за исключением обычных расходов на печать/копирование, если такое воспроизведение разрешено
по разделу 3; или (f) систематически загружать, архивировать или централизованно хранить существенные
части стандартов, статей, файлов или материалов, полученных из любого продукта ASTM или
Документ.
Включение печатных или электронных копий в пакеты курсов или электронные резервы,
или для использования в дистанционном обучении, не разрешено настоящей Лицензией и запрещено без
Предварительное письменное разрешение ASTM.
(iv) Лицензиат не может использовать Продукт или доступ к Продукт в коммерческих целях, включая, помимо прочего, продажу Документов, материалы, платное использование Продукта или массовое воспроизведение или распространение Документов в любой форме; а также Лицензиат не может взимать с Авторизованных пользователей специальные сборы за использование Продукт сверх разумных расходов на печать или административные расходы.
C. Уведомление об авторских правах . Все копии материала из ASTM
Продукт должен иметь надлежащее уведомление об авторских правах от имени ASTM, как показано на начальной странице. каждого стандарта, статьи, файла или материала. Сокрытие, удаление или изменение
уведомление об авторских правах не допускается.
4. Обнаружение запрещенного использования.
A. Лицензиат несет ответственность за принятие разумных мер для предотвращения запрещенного использования и незамедлительного уведомления ASTM о любых нарушениях авторских прав или запрещенное использование, о котором Лицензиату стало известно. Лицензиат будет сотрудничать с ASTM при расследовании любого такого запрещенного использования и предпримет разумные шаги для обеспечения прекращение такой деятельности и предотвращение ее повторения.
B. Лицензиат должен прилагать все разумные усилия для защиты
Продукт от любого использования, не разрешенного настоящим Соглашением, и уведомляет
ASTM о любом использовании, о котором стало известно или о котором было сообщено.
5. Постоянный доступ к продукту.
ASTM резервирует
право прекратить действие настоящей Лицензии после письменного уведомления, если Лицензиат существенно нарушит
условия настоящего Соглашения. Если Лицензиат не оплачивает ASTM какую-либо лицензию или
абонентской платы в установленный срок, ASTM предоставит Лицензиату 30-дневный период в течение
что бы вылечить такое нарушение. Для существенных нарушений период устранения не предоставляется
связанные с нарушениями Раздела 3 или любыми другими нарушениями, которые могут привести к непоправимым последствиям ASTM.
вред. Если подписка Лицензиата на Продукт ASTM прекращается, дальнейший доступ к
онлайн-база данных будет отклонена. Если Лицензиат или Авторизованные пользователи существенно нарушают
настоящую Лицензию или запрещать использование материалов в любом продукте ASTM, ASTM оставляет за собой право
право отказать Лицензиату в любом доступе к Продукту ASTM по собственному усмотрению ASTM.
6. Форматы доставки и услуги.
A. Некоторые продукты ASTM используют стандартный интернет-формат HTML. ASTM оставляет за собой право изменить такой формат с уведомлением Лицензиата за три [3] месяца, хотя ASTM приложит разумные усилия для использования общедоступных форматов. Лицензиат и Авторизованные пользователи несут ответственность за получение за свой счет подходящие подключения к Интернету, веб-браузеры и лицензии на любое необходимое программное обеспечение для просмотра продуктов ASTM.
B. Продукты ASTM также доступны в Adobe Acrobat
(PDF) Лицензиату и его Авторизованным пользователям, которые несут единоличную ответственность за установку
и настройка соответствующего программного обеспечения Adobe Acrobat Reader.
C. ASTM приложит разумные усилия для обеспечения онлайн-доступа доступны на постоянной основе. Доступность будет зависеть от периодического перерывы и простои для обслуживания сервера, установки или тестирования программного обеспечения, загрузка новых файлов и причины, не зависящие от ASTM. ASTM не гарантирует доступ, и не несет ответственности за ущерб или возврат средств, если Продукт временно недоступен, или если доступ становится медленным или неполным из-за процедур резервного копирования системы, объем трафика, апгрейды, перегрузка запросов к серверам, общие сбои сети или задержки, или любая другая причина, которая может время от времени делать продукт недоступным для Лицензиата или Авторизованных пользователей Лицензиата.
7. Условия и стоимость.
A. Срок действия настоящего Соглашения _____________ («Период подписки»). Доступ к Продукту предоставляется только на Период Подписки. Настоящее Соглашение останется в силе после этого для последовательных Периодов подписки при условии, что ежегодная абонентская плата, как таковая, может меняются время от времени, оплачиваются. Лицензиат и/или ASTM имеют право расторгнуть настоящее Соглашение. в конце Периода подписки путем письменного уведомления, направленного не менее чем за 30 дней.
B. Сборы:
8. Проверка.
ASTM имеет право проверять соответствие
с настоящим Соглашением, за свой счет и в любое время в ходе обычной деятельности
часы. Для этого ASTM привлечет независимого консультанта при соблюдении конфиденциальности. соглашение, для проверки использования Лицензиатом Продукта и/или Документов ASTM. Лицензиат соглашается
разрешить доступ к своей информации и компьютерным системам для этой цели. Проверка
состоится после уведомления не менее чем за 15 дней, в обычные рабочие часы и в
таким образом, чтобы не создавать необоснованного вмешательства в деятельность Лицензиата. Если
проверка выявляет нелицензионное или запрещенное использование продуктов или документов ASTM,
Лицензиат соглашается возместить ASTM расходы, понесенные при проверке и возмещении
ASTM для любого нелицензированного/запрещенного использования. Применяя эту процедуру, ASTM не отказывается от
любое из своих прав на обеспечение соблюдения настоящего Соглашения или на защиту своей интеллектуальной собственности путем
любым другим способом, разрешенным законом.
Лицензиат признает и соглашается с тем, что ASTM может внедрять
определенная идентифицирующая или отслеживающая информация в продуктах ASTM, доступных на Портале.
9. Пароли:
Лицензиат должен немедленно уведомить ASTM
о любом известном или предполагаемом несанкционированном использовании(ях) своего пароля(ей) или о любом известном или предполагаемом
нарушение безопасности, включая утерю, кражу, несанкционированное раскрытие такого пароля
или любой несанкционированный доступ или использование Продукта ASTM. Лицензиат несет исключительную ответственность
для сохранения конфиденциальности своего пароля (паролей) и для обеспечения авторизованного
доступ и использование Продукта ASTM. Личные учетные записи/пароли не могут быть переданы.
10. Отказ от гарантии:
Если не указано иное в настоящем Соглашении,
все явные или подразумеваемые условия, заверения и гарантии, включая любые подразумеваемые
гарантия товарного состояния, пригодности для определенной цели или ненарушения прав
отказываются от ответственности, за исключением случаев, когда такие отказы признаются юридически недействительными.
11. Ограничение ответственности:
В пределах, не запрещенных законом,
ни при каких обстоятельствах ASTM не несет ответственности за любые потери, повреждения, потерю данных или за особые, косвенные,
косвенные или штрафные убытки, независимо от теории ответственности,
возникающие в результате или в связи с использованием продукта ASTM или загрузкой документов ASTM.
Ни при каких обстоятельствах ответственность ASTM не будет превышать сумму, уплаченную Лицензиатом по настоящему Лицензионному соглашению.
12. Общие.
A. Прекращение действия:
Настоящее Соглашение действует до
прекращено. Лицензиат может расторгнуть настоящее Соглашение в любое время, уничтожив все копии
(на бумажном, цифровом или любом носителе) Документов ASTM и прекращении любого доступа к Продукту ASTM.
B. Применимое право, место проведения и юрисдикция:
Это
Соглашение должно толковаться и толковаться в соответствии с законодательством
Содружество Пенсильвании. Лицензиат соглашается подчиняться юрисдикции и месту проведения
в суды штата и федеральные суды Пенсильвании по любому спору, который может возникнуть в соответствии с настоящим
Соглашение. Лицензиат также соглашается отказаться от любых претензий на неприкосновенность, которыми он может обладать.
C. Интеграция:
Настоящее Соглашение представляет собой полное соглашение
между Лицензиатом и ASTM в отношении его предмета. Он заменяет все предыдущие или
одновременные устные или письменные сообщения, предложения, заверения и гарантии
и имеет преимущественную силу над любыми противоречащими или дополнительными условиями любой цитаты, заказа, подтверждения,
или другое сообщение между сторонами, относящееся к его предмету в течение срока действия
настоящего Соглашения. Никакие изменения настоящего Соглашения не будут иметь обязательной силы, если они не будут в письменной форме
и подписан уполномоченным представителем каждой стороны.
D. Назначение:
Лицензиат не может назначать или передавать
свои права по настоящему Соглашению без предварительного письменного разрешения ASTM.
E. Налоги.
Лицензиат должен уплатить все применимые налоги,
за исключением налогов на чистый доход ASTM, возникающий в результате использования Лицензиатом Продукта ASTM.
и/или права, предоставленные по настоящему Соглашению.
Модели QSPR для прогнозирования октанового числа
На этой странице
РезюмеВведениеРезультаты и обсуждениеСсылкиАвторское правоСтатьи по теме Количественное соотношение структура-свойство (QSPR) выполняется как средство для прогнозирования октанового числа углеводородов путем сопоставления свойств с параметрами, рассчитанными на основе молекулярной структуры; такими параметрами являются молекулярная масса, энергия гидратации, температура кипения, коэффициент распределения октанол/вода, молярная рефракция, критическое давление, критический объем и критическая температура. Анализ главных компонентов (PCA) и метод множественной линейной регрессии (MLR) были выполнены для изучения взаимосвязи между несколькими переменными вышеуказанных параметров и октановым числом углеводородов. Результаты PCA объясняют взаимосвязь между октановым числом и различными переменными. Коэффициенты корреляции рассчитаны по М.С. Excel для изучения взаимосвязи между несколькими переменными вышеперечисленных параметров и октановым числом углеводородов. Набор данных был разделен на обучающий набор из 40 углеводородов и проверочный набор из 25 углеводородов. Линейная зависимость между выбранными дескрипторами и октановым числом имеет коэффициент детерминации, статистическую значимость и стандартные ошибки. Полученная модель QSPR была применена на валидационном наборе октановых чисел углеводородов, дающих и .
1. Введение
Октановое число или октановое число является стандартной мерой эффективности бензинового топлива. Наиболее распространенным типом октанового числа во всем мире является октановое число по исследовательскому методу (RON) и октановое число по моторному топливу (MON). Октаны представляют собой семейство углеводородов, которые являются типичными компонентами бензина. Октановое число бензина измеряется в испытательном двигателе и определяется путем сравнения со смесью 2,2,4-триметилпентана (изооктана) и гептана, которая обладает такой же антидетонационной способностью, как и испытуемый бензин. Например, бензин с такими же детонационными характеристиками, как у смеси 90% изооктана и 10% гептана будут иметь октановое число 90. Стандартом ASTM для сообщения этого измерения является двигатель внутреннего сгорания, в котором октановое число измеряется путем интерполяции между ближайшими стандартами выше и ниже неизвестного образца [1]. Процедура занимает много времени, требует дорогостоящего оборудования, требующего интенсивного обслуживания, и требует квалифицированной рабочей силы.
Более глубокое понимание связи строения алканов с их физико-химическими свойствами и эмпирических закономерностей зависимости октанового числа (ОН) от строения алканов обсуждают А. Перди и Ф. Перди [2]. Связь между строением углеводородов и их октановым числом изучалась с помощью ряда топологических показателей [3]. Николау и др. [4] представили метод расчета, который эффективно использует данные о составе капиллярной газовой хроматографии с высоким разрешением и измеренные значения RON в чистом виде и в смесях различных углеводородов, которые широко опубликованы. Чанг и др. [5] пришли к выводу, что гребневая регрессия является жизнеспособным методом калибровки RON с данными NIR. Результаты прогнозирования модели гребневой калибровки показали более стабильную производительность прогнозирования, особенно при изменении базовых спектральных линий. Связь октанового числа (ОН) изомеров гептана и октана с различными топологическими индексами изучал Хосоя [6].
Исследовано прогнозирование октановых чисел бензина с помощью БИК-спектрофотометра. Пятьдесят девять образцов неэтилированного бензина были проанализированы спектроскопически, как описано Kelly et al. [7] для оценки хемометрических методов регрессии основных компонентов (ПЦР) и частичной регрессии методом наименьших квадратов (PLS), а также для оценки точности прогнозов в зависимости от диапазона длин волн и спектрального разрешения. Для полученных данных они продемонстрировали, что большее разрешение не имеет решающего значения для точности прогноза. Определение октановых чисел соединений бензина по их химическому строению по 13 C ЯМР-спектроскопия и нейронные сети, согласно Мейзингеру и Моросу [8], продемонстрировали, что результаты расчетов нейронной сети нельзя интерпретировать химическим или физическим образом.
Определение фальсификации автомобильного бензина с помощью FTIR-спектроскопии и многомерной калибровки изучалось [9] с использованием практической процедуры, основанной на использовании плотности, температур перегонки и FTIR-анализа наряду с многомерной калибровкой. Тринадцать пиков поглощения при волновых числах 434, 461, 484, 673, 69.4, 1030, 1086, 1217, 1231, 1460, 1497, 1606 и 3028 см -1 были выбраны для выполнения многомерной калибровки. Модели искусственной нейронной сети (ANN) были исследованы для определения исследовательского октанового числа (RON) бензиновых смесей Pasadakis et al. [10]. Теоретико-графовые подходы нашли применение в различных областях химических, промышленных, экологических, фармакохимических и медицинских исследований [11, 12]. Рид и др. [13] и Альбахри [3] исследовали структурную зависимость октанового числа, используя подход вклада структурной группы.
Физические и химические свойства соединения зависят от его молекулярной структуры. Количественная взаимосвязь структура-свойство (QSPR) представляет собой эмпирически определенную взаимосвязь между молекулярной структурой и наблюдаемыми свойствами. Наиболее полный анализ хемометрических данных, используемый в количественных соотношениях структура-активность и структура-свойства (QSAR и QSPR), объяснен Феррейрой [14]. QSPR разрабатываются путем поиска подходящих дескрипторов. Это могут быть конституционные, топологические, электростатические, геометрические и квантово-химические молекулярные дескрипторы. Соотношение QSPR чаще всего получается с помощью программного обеспечения для подбора кривой для поиска наилучшей прогностической модели. Таким образом, полученную модель можно использовать для оценки свойств других молекул просто по их химической структуре и без необходимости экспериментального определения или синтеза. Abdel-Moghny et al., Gad, Gad и Khairou ранее проводили исследования QSPR для определения критической концентрации мицеллообразования (ККМ), гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) и стабильности эмульсии сырой нефти [15–17].
В этом исследовании были выбраны восемь дескрипторов из-за их прямого физического значения для поведения всей химической структуры органического углеводорода для изучения QSPR для октанового числа. Молекулярная геометрия углеводородов была оптимизирована с использованием AMI, полуэмпирического метода расчета самосогласованного поля SCF для химических расчетов. Рассчитывают молекулярную массу , энергию гидратации , температуру кипения , log коэффициента распределения октанол/вода , молярную рефракцию , критическое давление , критический объем и критическую температуру. Различные дескрипторы были проверены с помощью анализа основных компонентов PCA перед регрессией, чтобы иметь лучший обзор переменных.
Затем был проведен множественный линейный регрессионный анализ (MLRA) для моделирования и оценки октанового числа различных углеводородов по рассчитанным дескрипторам химической структуры. Полученное эмпирическое уравнение звучит приемлемо для прогнозирования октанового числа неизвестного углеводорода.
2. Методика
Экспериментально определенные октановые числа выбранных углеводородов взяты из Российского химического вестника [18]. Наборы данных содержат 65 молекул, которые разделены на два обучающих и проверочных набора. Обучающий набор включает 40 молекул, а проверочный набор включает 25 молекул. Молекулярные структуры были нарисованы с использованием бесплатного программного обеспечения ChemSketch (Advanced Chemistry Development, Inc. ACD/Labs Release 12.00 (2010 г.)) и затем оптимизированы с использованием полуэмпирического метода AM1. HyperChem 6.03 для Windows 8.1. Были выполнены одноточечные расчеты. Каждая молекула была подвергнута оптимизации молекулярной механики, сравнивая энергии для определения конформации глобальной минимальной энергии. Молекулярная масса , энергия гидратации , точка кипения , log коэффициента распределения октанол/вода , молярная рефракция , критическое давление , критический объем и критическая температура были рассчитаны с использованием ChemOffice Ultra 2004. Восемь рассчитанных дескрипторов перечислены в таблицах 1 и 2 в дополнение к литература по экспериментальному октановому числу.
3. Обработка данных
Для определения матрицы коэффициентов корреляции различных индивидуальных дескрипторов был проведен анализ главных компонент (PCA) с использованием статистического компьютерного программного обеспечения XLSTATE версии 7.1. Была определена матрица коэффициентов корреляции рассчитанных дескрипторов и значений октанового числа, после чего был проведен множественный линейный регрессионный анализ (MLRA) с использованием Microsoft Excel 2013. Результирующая корреляционная модель для прогнозирования октанового числа имеет вид следующего уравнения:
октановое число = , где – точка пересечения (значение октанового числа при всех ), а – коэффициент регрессии или слоп для переменных (вычисленных дескрипторов).
4. Результаты и обсуждение
4.1. Учебный набор
Биплот — это метод визуализации для исследования взаимосвязей между октановым числом (ON) и различными дескрипторами в многомерных данных. Обычно кластеры наблюдений иллюстрируются нанесением оценок для первого и второго основных компонентов (ПК1 и ПК2), показанных на рисунке 1.9.0006
Размещение параметра на двойном графике показывает, что на октановое число влияют векторы, лежащие рядом с ним или в противоположной стороне. Однако те векторы, которые лежат примерно перпендикулярно октановому числу, имеют низкие значения корреляции. На двойном графике видно, что такой параметр, как as, близок к октановому числу; то есть это означает, что имеет положительную корреляцию с октановым числом. Однако остальные параметры лежат почти в противоположном направлении от октанового числа. Это означает, что эти параметры коррелируют с октановым числом. И +ve, и -ve являются значимой корреляцией.
Относительную важность дескрипторов можно подтвердить, взглянув на матрицу корреляции, показанную в Таблице 2. Чем выше коэффициент корреляции, тем значительнее значение, независимо от его положительного или отрицательного знака.
Восемь комбинаций дескрипторов были протестированы методом множественного линейного регрессионного анализа для 40 молекул октановых чисел углеводородов. Квадрат коэффициента корреляции (или коэффициент множественной детерминации), также называемый -квадратом уравнения, обозначается как . Он измеряет объяснительную силу уравнения регрессии. Он находится в диапазоне от 0 до 1, где 0 означает, что регрессия не учитывает ни одной вариации, а 1 означает, что связь была детерминированной, а регрессия учитывает все вариации. Коэффициент детерминации, , оказался равным 0,9.32. Стандартная ошибка выражает вариацию остатков или вариацию относительно линии регрессии. Таким образом, стандартная ошибка измеряет ошибку модели; он равен 7,76, где и значение Е-16. Таким образом, регрессионная модель считается весьма значимой.
В таблице 3 показаны коэффициенты регрессии , стандартные ошибки, -stat, значение (значительность) и доверительные интервалы моделей линейной регрессии (, , и Sig. = 5,687 E-16. -значения и значения показывают, что предложенные 8 дескрипторы релевантны для прогнозирования ON. В таблице 3 также определены доверительные интервалы для коэффициентов регрессии дескрипторов. Положительные значения коэффициента регрессии указывают на то, что дескрипторы положительно влияют на значение октанового числа. Отрицательные значения указывают на то, что чем больше значение дескриптора , тем ниже значение октанового числа.
-stat измеряет статистическую значимость коэффициентов регрессии. Более высокие значения -stat соответствуют относительно более значимым коэффициентам регрессии. значения указывают на то, что модель является статистически значимой. Результирующая корреляционная модель для прогнозирования интересующих физических свойств имеет следующий вид (1). Прогноз (ON) дает линейную зависимость от литературных данных (ON), как показано на рисунке 2.
Учитывать
4.2. Проверочный набор
Чтобы проверить прогностическую способность полученной модели (1), коэффициенты регрессии, показанные в таблице 3, используются для прогнозирования октанового числа для остальных молекул, указанных в таблице 4. Полученные результаты проверочного набора: признаны хорошими, которые характеризуются значением 0,94 и стандартной ошибкой 6,96. Из рисунка 3 видно, что предсказанные значения ON хорошо согласуются с литературными значениями.
Линейная корреляция между экспериментальными и расчетными значениями октановых чисел НА графически представлена на рис. 3.
Приходим к выводу, что в модели (1) с увеличением энергии энергии гидратации , температуры кипения , молярной рефракции и коэффициента распределения октанол/вода октановое число уменьшается. Однако увеличение значений других дескрипторов, а именно молярной массы , критического давления , критического объема и критической температуры , увеличивает значение октанового числа.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.
Ссылки
Ежегодный сборник стандартов ASTM , том. 05.04, 1985.
А. Пердих и Ф.
Просмотр по адресу: Google ScholarПердих, «Химическая интерпретация октанового числа», Acta Chimica Slovenica , vol. 53, нет. 3, стр. 306–315, 2006.
Т. А. Альбахри, «Метод вклада структурных групп для прогнозирования октанового числа чистых углеводородных жидкостей», Industrial and Engineering Chemistry Research , том. 42, нет. 3, стр. 657–662, 2003 г.
Посмотреть по адресу: Сайт издателя | Google ScholarН. Николау, К. Э. Пападопулос, И. А. Гальяс, К. Г. Питаракис, «Новый нелинейный метод расчета октанового числа для исследования бензина изомеризации на основе данных газовой хроматографии», Fuel , vol. 83, нет. 4–5, стр. 517–523, 2004 г.
Посмотреть по адресу: Сайт издателя | Google ScholarХ. Чанг, Х. Ли и Ч.-Х. Джун, «Определение исследовательского октанового числа с использованием спектральных данных NIR и гребневой регрессии», Бюллетень Корейского химического общества , том.
Просмотр по адресу: Google Scholar22, нет. 1, стр. 37–42, 2001.
Хосоя Х., «Химическое значение октанового числа, проанализированное с помощью топологических индексов», Croatica Chemica Acta , vol. 75, нет. 2, pp. 433–445, 2002.
Просмотр по адресу: Google ScholarДж. Дж. Келли, Ч. Х. Барлоу, Т. М. Джингуджи и Дж. Б. Каллис, «Предсказание октановых чисел бензина по спектру в ближней инфракрасной области спектра». скопия в спектральном диапазоне 680–1235 нм», Аналитическая химия , вып. 61, нет. 4, стр. 313–320, 1989.
Посмотреть по адресу: Сайт издателя | Google ScholarР. Мейзингер и Р. Морос, «Определение октановых чисел соединений бензина по их химической структуре с помощью спектроскопии ЯМР 13С и нейронных сетей», Fuel , vol. 80, нет. 5, стр. 613–621, 2001.
Посмотреть по адресу: Сайт издателя | Google ScholarМ. А. Аль-Гути, Ю. С. Аль-Дегс и М.
Посмотреть по адресу: Сайт издателя | Google ScholarАмер, «Определение фальсификации автомобильного бензина с помощью FTIR-спектроскопии и многомерной калибровки», стр. 9.0281 Таланта , том. 76, нет. 5, стр. 1105–1112, 2008 г.
Н. Пасадакис, В. Гаганис и К. Фотейнопулос, «Прогнозирование октанового числа для бензиновых смесей», Fuel Processing Technology , vol. 87, нет. 6, стр. 505–509, 2006 г.
Посмотреть по адресу: Сайт издателя | Google ScholarJ. Dcvillers, Comparative Qsar , Taylor & Francis, Philadelphia, Pa, USA, 1998.
L.B. Kiel and I.H. Hall, Molecular Structure Description , Academic Press, New York, NY, USA, 1999.
R.C. Reid, J.M. Prausnitz, and B.E. Опрос, Свойства газов и Liquids , McGraw-Hill, New York, NY, USA, 1987.
MMC Ferreira, «Multivariate QSAR», Journal of the Brazilian Chemical Society , vol. 13, нет.
Посмотреть по адресу: Google Scholar6, стр. 742–753, 2002.
Т. Абдель-Могни, Э. Ахмед Гад и Ю. Мостафа, «Влияние межфазно-активных фракций некоторых египетских сырых нефтей на стабильность их эмульсии», Journal of Dispersion Science and Technology , vol. 27, нет. 1, стр. 133–141, 2006 г.
Посмотреть по адресу: Сайт издателя | Google ScholarEAM Gad, «QSPR для неионогенных поверхностно-активных веществ», Journal of Dispersion Science and Technology , vol. 28, нет. 2, стр. 231–237, 2007.
Посмотреть по адресу: Сайт издателя | Google ScholarЭ. А. М. Гад и К. С. Хайроу, «QSPR для HLB неионогенных поверхностно-активных веществ на основе полиоксиэтиленовой группы», Journal of Dispersion Science and Technology , vol. 29, нет. 7, стр. 940–947, 2008 г.
Посмотреть по адресу: Сайт издателя | Google ScholarСмоленский Е.А., Рыжов А.Н., Бавыкин В.М.