一种宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法

技术领域

本发明涉及燃烧动力学及表征燃料构建技术领域，特别涉及一种宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法。

背景技术

针对轨道交通专用设备、关键系统及部件里面的大功率中速柴油机、中等功率高速柴油机、双燃料发动机，确定宽域石油馏分通用表征燃料组分模板以此来构建宽域石油馏分通用表征燃料，进而能够通过燃料设计优化燃料性能，以提供适配燃料，为提升大功率中速柴油机和中等功率高速柴油机提供技术支持，也能为优化双燃料发动机奠定基础。

柴油机自发明至今，凭借热效率高，经济性好，功率覆盖面大等优点，被广泛地应用于国民交通和国防建设，但其在低温环境下运行时存在起动性能差、综合效率低、故障频发、可靠性低等问题。相比于大负荷稳定工况，冷起动工况下柴油机有超过30%的效率损失，其主要来源之一为燃油的不充分燃烧。高寒地区柴油异常燃烧导致频繁出现活塞烧蚀的问题也与燃用的燃油与实际环境所需燃料性质存在差异密切相关。此环境下使用的燃油沸点低、十六烷值低，导致蒸发气化吸热增加，滞燃期长，预混合燃烧阶段放热比例大，缸内会产生强烈热冲击和机械冲击。在高海拔地区，缸内气体流动弱化，燃油在缸内的蒸发雾化变差以及与空气的混合速度迅速减弱，导致各缸燃烧循环变动程度的差异性增大，怠速转速循环变动率增大，引起起动困难问题。

基于上述实际问题发现，燃料已是制约柴油机冷起动的重要因素，从优化燃料性能角度提升柴油机低温冷起动性能已刻不容缓。柴油机的着火方式为压燃式着火，燃烧过程由燃油蒸发、与空气混合的物理过程以及混合气燃烧的化学过程共同耦合作用，因此燃料的物理、化学特性对柴油机的着火均有着重要的影响。柴油是石油的部分馏分，其组成为易压燃难挥发的高碳组分，虽然其本身的成分已足够复杂，但是相比于石油来说，其性质还是较单一。汽油作为石油的另一馏分产品，表现出与柴油相反的性质：其组成为易挥发难压燃的低碳组分，与空气的混合速率快，很难通过压缩自燃。面对高原、高寒等极端环境，柴油雾化效果变差，化学反应活性低，如果能够将石油不同馏程下的馏分进行优化配合，使得燃料中既包含易压燃的高碳组分也包含不易压燃的低碳组分。高碳组分能保证燃料的高化学活性，低碳组分则加快油气混合速率，保证着火前油气相对充分的混合，则有望实现柴油机在低温下快速、可靠的起动、运行。基于此思想，前人已开展将汽油和柴油混合以拓宽馏分来改善燃油的理化性质，其结果表明：通过改变馏分来设计燃料特性是可行的。

目前基于石油馏分的燃料设计来改善低温环境下柴油机的冷起动下的燃烧性能、可靠性的研究很少，并且主要着眼于实验研究。这主要因为宽域石油馏分的复杂组分特征，直接研究燃油与柴油机冷起动工作条件下的相互作用关系十分困难。其次，对于表征燃料的构建也通常主要聚焦于化学特性的匹配，往往忽略了物理特性的重要性。正如上面指出，柴油机压燃式的着火方式，使得燃料的物理、化学特性均对着火均有着重要的影响，因此在确定表征燃料组分模板时须综合考虑燃料物理、化学特性。最重要的是，柴油机缸内燃烧是非常复杂的物理化学耦合作用过程，宏观的实验难以从微观层面上分析燃油消耗过程对起动过程的影响以及重要中间产物的生成消耗，因此迫切需要构建宽域石油馏分通用表征燃料模型并耦合化学反应动力学来进行仿真计算，实现这一研究的前提是确定宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法，能够以较小的组分数获得综合考虑燃料物理、化学性质的更为准确的表征燃料组分模板，为构建宽域石油馏分表征燃料奠定基础，为基于馏分的燃料设计提供理论支持，进而为改善燃料性质以提升柴油机的冷起动能力提供有力的工具。

一种宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法，包括：

S1、分析宽域石油馏分不同馏程下的石油馏分的构成，以确定所述宽域石油馏分的燃料物理化学特征；

S2、根据所述燃料物理化学特征，选出表征目标燃料属性的特征作为目标燃料的特征；

S3、根据所述目标燃料的特征，构建所述宽域石油馏分通用表征燃料组分模板。

在本发明的一实施例中，所述宽域石油馏分为初馏点至350℃的石油馏分。

在本发明的一实施例中，分析宽域石油馏分不同馏程下的石油馏分的构成包括通过常压蒸馏和减压蒸馏技术、气相色谱-质谱联用技术、核磁共振波谱法、石油密度测定仪、柴油十六烷值测定法、粘度计、石油产品低温测定仪、石油产品热值测定法分析不同馏程下的石油馏分的构成。

在本发明的一实施例中，所述宽域石油馏分的燃料物理化学特征包括沸点、分子结构、碳数分布、族烃组成分布、密度、十六烷值、运动粘度、低温流动性的变化规律。

在本发明的一实施例中，步骤S2中的根据所述燃料物理化学特征，选出表征目标燃料属性的特征作为目标燃料的特征包括：

S21、根据所述宽域石油馏分的平均分子量的计算公式

S22、通过所述宽域石油馏分的特性因数K表示宽域石油馏分的化学组成性质，利用宽域石油馏分的沸点和相对密度表示宽域石油馏分的燃料物理化学特征，特性因数

S23、选择所述宽域石油馏分的十六烷值、沸点以及密度作为目标燃料的特征。

在本发明的一实施例中，步骤S3中的根据所述目标燃料的特征，构建所述宽域石油馏分通用表征燃料组分模板包括：

S31、所述宽域石油馏分通用表征燃料组分模板所确定的十六烷值、沸点以及密度的数值范围与宽域石油馏分的燃料物理化学特征中的十六烷值、沸点以及密度的数值范围相近，以使每个窄馏分段内有适合的组分来匹配目标燃料；

S32、根据美国国家标准与技术研究院给出的化学物质的参数，选择四十三个组分作为通用表征燃料组分模板，所述四十三个组分包括正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃，所述四十三个组分的十六烷值的数值范围为-3～110，沸点的数值范围为309.2K～617K，密度的数值范围为0.626-1.025克每立方厘米；

S33、判断所述四十三个组分的获取成本是否高于设定获取成本标准，且稳定性是否低于设定稳定性标准，若是，则删除获取成本高于设定获取成本标准，且稳定性低于设定稳定性标准的组分，以得到第一次删除后的组分；

S34、删除所述第一次删除后的组分中的未获取成熟化学反应动力学机理的组分，以得到第二次删除后的组分；

S35、删除所述第二次删除后的组分中的性质相似的组分，以得到第三次删除后的组分作为宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板。

在本发明的一实施例中，步骤S33中的删除获取成本高于设定获取成本标准，且稳定性低于设定稳定性标准的组分包括删除所述四十三个组分中的异构烷烃中的2-甲基十七烷、2,2,5-三甲基己烷、2,2,4,6,6-五甲基庚烷、2,2-二甲基辛烷。

在本发明的一实施例中，步骤S34中的删除所述第一次删除后的组分中的未获取成熟化学反应动力学机理的组分包括环烷烃环辛烷、正丙基环己烷、双环己烷、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、叔丁基苯、正戊基苯、正己基苯、正庚基苯、正辛苯、正壬苯、正十二烷基苯。

在本发明的一实施例中，步骤S35中的删除所述第二次删除后的组分中的性质相似的组分包括正己烷、正辛烷、正壬烷、正十一烷、正十三烷、正十四烷、正十五烷、正十八烷、环己烷、苯、乙基苯、萘。

在本发明的一实施例中，步骤S35中的宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板包括十四个组分，分别为正戊烷、正庚烷、正癸烷、正十二烷、正十六烷、正二十烷、异辛烷、异十六烷、甲基环己烷、十氢萘、甲苯、1,2,4,-三甲基苯、四氢萘以及1-甲基萘。

如上所述，本发明的一种宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法，具有以下有益效果：

本发明的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法能够以较小的组分数获得综合考虑燃料物理、化学性质的更为准确的表征燃料组分模板，为构建宽域石油馏分表征燃料奠定基础，为基于馏分的燃料设计提供理论支持，进而为改善燃料性质以提升柴油机的冷起动能力提供有力的工具。

本发明的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法在组分选取上不仅考虑了燃料的物理、化学特性，并且石油馏分组成的四种烃类型全部包含在内，也涵盖了直馏石油馏分中占比较大的单双环的环烷烃和芳香烃分子结构，最大限度地接近于真实的燃油。

本发明的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法在确定宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板时考虑了组分模板中的每个基础组分能够获得稳定的、高纯度的单组分燃料，并且能够用于发动机试验，本发明的选取依据实际，实用性强。

本发明的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法在确定宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板的同时，考虑了组分模板中组分化学反应动力学机理的可获取性和在充分匹配性质目标下尽可能确定最小的组分个数，以降低表征燃料化学反应动力学的复杂性，为与计算流体力学（CFD）模型进行多维耦合计算提供了便利。而且，本发明的通用性强，针对宽域石油馏分包括了汽油、煤油、柴油成分，可以用到狭义的汽油、煤油、柴油中去。

附图说明

图1为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的工作流程图。

图2为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的步骤S2的工作流程图。

图3为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的步骤S3的工作流程图。

图4为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的选择四十三个组分作为通用表征燃料组分模板示意图。

图5为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的确定宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板中确定的十六烷值范围示意图。

图6为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的确定宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板中确定的沸点范围示意图。

图7为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的确定宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板中确定的密度范围。

图8为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的汽油表征燃料PRF70（当量比=0.5）着火滞燃期验证示意图。

图9为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的汽油表征燃料PRF70（当量比=0.5）着火滞燃期验证示意图。

图10为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的真实汽油燃料着火滞燃期验证示意图。

图11为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的真实煤油（环境压力=10atm）着火滞燃期验证示意图。

图12为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的真实煤油（环境压力=12atm）着火滞燃期验证示意图。

图13为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的真实柴油燃料着火滞燃期验证示意图。

图14为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的真实汽油层流火焰速度验证示意图。

图15为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的真实煤油层流火焰速度验证示意图。

图16为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的真实柴油层流火焰速度验证示意图。

图17为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的煤油表征燃料与真实煤油反应物浓度验证示意图。

图18为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的真实柴油（当量比=0.25）燃料反应物浓度验证示意图。

图19为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的真实柴油（当量比=1.5）燃料反应物浓度验证示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的工作流程图。本发明提供一种宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法，能够以较小的组分数获得综合考虑燃料物理、化学性质的更为准确的表征燃料组分模板，并能够为构建宽域石油馏分表征燃料奠定基础，且能够为基于馏分的燃料设计提供理论支持，进而能为改善燃料性质以提升柴油机的冷起动能力提供有力的工具。所述宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法包括：

步骤S1、分析宽域石油馏分不同馏程下的石油馏分的构成，以确定所述宽域石油馏分的燃料物理化学特征。具体的，所述宽域石油馏分为初馏点至350℃的石油馏分。分析宽域石油馏分不同馏程下的石油馏分的构成包括通过常压蒸馏和减压蒸馏技术、气相色谱-质谱联用技术、核磁共振波谱法、石油密度测定仪、柴油十六烷值测定法、粘度计、石油产品低温测定仪、石油产品热值测定法分析不同馏程下的石油馏分的构成。所述宽域石油馏分的燃料物理化学特征包括沸点、分子结构、碳数分布、族烃组成分布、密度、十六烷值、运动粘度、低温流动性的变化规律。

具体的，虽然不同国家和地区、不同原油产地，甚至不同生产季节的石油馏分组成都存在着明显的差异，对确定宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板的工作带来了阻碍。但从分析不同地区的汽油、柴油成分发现它们均由正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳香烃构成。因此通过蒸馏分离技术（常压蒸馏和减压蒸馏技术）、气相色谱-质谱联用技术、核磁共振波谱法、石油密度测定仪、GB/T386－2010柴油十六烷值测定法、粘度计、石油产品低温测定仪、GB384-1981石油产品热值测定法分析几种石油馏分样品物理、化学特性，确定随着馏出温度的变化，馏分的馏出比例（蒸馏曲线）、分子结构、平均分子量、碳氢比、碳数分布、组分族类分布、密度、十六烷值、运动粘度、低温流动性的变化规律，为确定组分模板奠定基础。本发明构建宽域石油表征燃料以期待对燃料改性来提升柴油机冷起动能力，本发明中石油样品取初馏点至350℃的宽域石油馏分，包括了狭义上汽油、煤油、柴油馏程范围。

步骤S2、根据所述燃料物理化学特征，选出表征目标燃料属性的特征作为目标燃料的特征。

步骤S3、根据所述目标燃料的特征，构建所述宽域石油馏分通用表征燃料组分模板。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的步骤S2的工作流程图。步骤S2中的根据所述燃料物理化学特征，选出表征目标燃料属性的特征作为目标燃料的特征包括：

步骤S21、根据所述宽域石油馏分的平均分子量的计算公式

步骤S22、通过所述宽域石油馏分的特性因数K表示宽域石油馏分的化学组成性质，利用宽域石油馏分的沸点和相对密度表示宽域石油馏分的燃料物理化学特征，特性因数

步骤S23、选择所述宽域石油馏分的十六烷值、沸点以及密度作为目标燃料的特征。

具体的，表征目标燃料属性的特征的构建通常是为了复现目标燃料（真实燃料）的物理化学特性，即步骤S1中获得的馏分的馏出比例（蒸馏曲线）、分子结构、平均分子量、碳氢比、碳数分布、组分族类分布、密度、十六烷值、运动粘度、低温流动性，实际上述部分特性之间是相互影响的，能够互为表征，因此并不需要全部作为匹配目标燃料的特征参数，而且过多的选择设计参数会给后续确定目标燃料组分计算带来巨大工作量。

具体的，对于用于柴油机的燃油来说，其自燃性、蒸发性最为重要，因此须选用评价燃油自燃性能的重要指标即为十六烷值与评价燃油挥发性的重要指标即为蒸馏曲线作为匹配目标燃料时的特征参数。综上所述，在步骤S2中选择以燃料的十六烷值、蒸馏曲线（沸点）以及密度作为匹配目标燃料时的特征参数。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的步骤S3的工作流程图。步骤S3中的根据所述目标燃料的特征，构建所述宽域石油馏分通用表征燃料组分模板包括：

步骤S31、所述宽域石油馏分通用表征燃料组分模板所确定的十六烷值、沸点以及密度的数值范围与宽域石油馏分的燃料物理化学特征中的十六烷值、沸点以及密度的数值范围相近，以使每个窄馏分段内有适合的组分来匹配目标燃料。

具体的，所述宽域石油馏分沸点范围：初馏点至350℃，密度：0.65-0.95克每立方厘米，十六烷值小于70，所确定组分模板的范围：十六烷值的数值范围为-3～110，沸点的数值范围为309.2K～617K（36℃-344℃），密度的数值范围为0.626-1.025克每立方厘米，因此两个范围是相近的。所述窄馏分段表示沸点范围较窄的石油馏分，沸程一般小于等于30℃，例如，柴油的馏程范围为180℃-300℃，则180℃-200℃、180℃-250℃均为窄馏分段。

步骤S32、根据美国国家标准与技术研究院（NIST）给出的化学物质的参数，选择四十三个组分作为通用表征燃料组分模板，所述四十三个组分包括正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃，所述四十三个组分的十六烷值的数值范围为-3～110，沸点的数值范围为309.2K～617K，密度的数值范围为0.626-1.025克每立方厘米。

步骤S33、判断所述四十三个组分的获取成本是否高于设定获取成本标准，且稳定性是否低于设定稳定性标准，若是，则删除获取成本高于设定获取成本标准，且稳定性低于设定稳定性标准的组分，以得到第一次删除后的组分。具体的，步骤S33中的删除获取成本高于设定获取成本标准，且稳定性低于设定稳定性标准的组分包括删除所述四十三个组分中的异构烷烃中的2-甲基十七烷、2,2,5-三甲基己烷、2,2,4,6,6-五甲基庚烷、2,2-二甲基辛烷。例如，异构烷烃的成本明显要高于其他烃类，对于异构烷烃，保留的异十六烷1kg需要470美金，而删除的2-甲基十七烷1kg需要5000美金。具体的，稳定性是指常温下易于存储，不会发生氧化、分解反应，导致性质发生改变。

步骤S34、删除所述第一次删除后的组分中的未获取成熟化学反应动力学机理的组分，以得到第二次删除后的组分。具体的，步骤S34中的删除所述第一次删除后的组分中的未获取成熟化学反应动力学机理的组分包括环烷烃环辛烷、正丙基环己烷、双环己烷、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、叔丁基苯、正戊基苯、正己基苯、正庚基苯、正辛苯、正壬苯、正十二烷基苯。

步骤S35、删除所述第二次删除后的组分中的性质相似的组分，以得到第三次删除后的组分作为宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板。具体的，步骤S35中的删除所述第二次删除后的组分中的性质相似的组分包括正己烷、正辛烷、正壬烷、正十一烷、正十三烷、正十四烷、正十五烷、正十八烷、环己烷、苯、乙基苯、萘。步骤S35中的宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板包括十四个组分，分别为正戊烷(NC5H12)、正庚烷(NC7H16)、正癸烷(NC10H22)、正十二烷(NC12H26)、正十六烷(NC16H34)、正二十烷(NC20H42)、异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷，IC8H18)、异十六烷(2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷，IC16H34)、甲基环己烷(单环烷烃，MCH)、十氢萘(双环烷烃，Decalin)、甲苯(单环烷基苯，Toluene)、1,2,4,-三甲基苯(单环烷基苯，TMB124)、四氢萘(四氢萘类，Tetralin)以及1-甲基萘(双环萘类，1MN)。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法的选择四十三个组分作为通用表征燃料组分模板示意图。对于步骤S2中确定的三个匹配目标燃料的特征参数即为十六烷值、沸点以及密度，组分模板中的所有组分共同确定的步骤S2中的十六烷值、蒸馏曲线以及密度特征参数范围应该与步骤S1中得到的宽域石油馏分中的参数范围相近，使得每个窄馏分段内都能有适合的组分来匹配目标燃料。同时，石油馏分族烃均由正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳香烃组成，同时环烷烃中单、双环结构以及芳香烃中单环烷基苯、四氢萘类、萘类是石油馏分中质量占比较大的分子结构类型，因此在选取组分时应该把这些因素考虑进去，因此根据NIST中给出的化学物质的参数，初步选择了四十三个组分作为通用表征燃料组分模板，具体组分如图4所示，沸点分布范围为：309.2K(36℃)-617K(344℃)，密度范围为：0.626-1.025克每立方厘米，十六烷值覆盖范围为：-3-110，能够涵盖本发明中的宽域石油馏分的参数范围。

具体的，表征燃料要求能够应用于实验研究中，因此需要确保组分模板中的每个基础组分应具有获取成本低、具有稳定的高纯度单体用于发动机试验的特性。在步骤S32中确定的四十三个组分中，异构烷烃中2-甲基十七烷、2,2,5-三甲基己烷、2,2,4,6,6-五甲基庚烷、2,2-二甲基辛烷成本均过高，也难以获得高纯度的单体，因此不适合作为组分模板，应该剔除。

具体的，IC8H18和IC16H34虽然在石油馏分中占比微量，也被选中作为组分模板之一，由于所述IC8H18和IC16H34获得稳定的、高纯度的单体，且获取成本低，作为低十六烷值高沸点的组分，可以用来中和表征燃料组分中反应活性较高的直链烷烃，弥补表征燃料组分中缺陷。

具体的，确保组分模板中的每个基础组分应能够获取成熟化学反应动力学机理。柴油机缸内燃烧是非常复杂的物理化学耦合作用过程，宏观的实验难以从微观层面上分析燃油消耗过程对起动过程的影响以及重要中间产物的生成消耗，而且这主要由燃料的化学动力学决定，因此组分模板中的每个基础组分应能够获取成熟化学反应动力学机理。步骤S33中滞后剩余的确定三十九个组分中，环烷烃环辛烷、正丙基环己烷、双环己烷、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、叔丁基苯、正戊基苯、正己基苯、正庚基苯、正辛苯、正壬苯、正十二烷基苯尚缺乏成熟化学反应动力学机理，应该剔除。

具体的，在存在无法取代的组分不能提供化学反应动力学机理的情况下，要考虑燃料化学特性的替代性。例如：本发明中选取的正二十烷（NC20H42）来作为高沸点的代表，虽然没有成熟的机理，对于正构烷烃来说，化学结构相似，在碳原子数超过七以后，化学性质相似，可以用有相对成熟机理的正十六烷（NC16H34）来表征其化学特性。

在充分匹配性质目标下，把性质相似的组分进行舍弃，以减少用表征燃料组分模板中组分的个数，降低表征燃料化学反应动力学的复杂性。因此，首先正构烷烃结构简单，化学性质相似，因此将正构烷烃碳数相近的组分取其中一个，结合步骤S34中得到第二次删除后的组分，获取成熟化学反应动力学机理，因此将化学反应动力学机理相对不成熟的正己烷、正辛烷、正壬烷、正十一烷、正十三烷、正十四烷、正十五烷、正十八烷、环己烷、苯、乙基苯、萘删除，对于环烷烃，环己烷与甲基环己烷性质相似，但环烷烃中带烷基的结构更为常见，芳香烃中苯、乙基苯与甲苯性质相似，但是甲苯作为典型汽油参比燃料TRF组成之一，更能满足要求。芳香烃中萘与1-甲基萘性质相似，但芳香烃中带烷基的结构更为常见，而且1-甲基萘曾作为测量十六烷值的参考燃油，研究更为成熟。

本发明确定了14个组分作为表征宽域石油馏分的通用表征燃料组分模板，包括石油馏分的四种烃类型：正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳香烃类，也均涵盖了直馏石油馏分中占比较大的单双环的环烷烃和芳香烃分子结构。

请参阅图5~图7，沸点分布范围209K(36℃)-617K(344℃)，密度范围为0.583-0.1001克每立方厘米，十六烷值覆盖范围为从0-110，基本涵盖了所取用的直馏石油馏分的参数范围。

请参阅图8~图19，本发明构造的实际燃油的表征燃料的着火滞燃期、层流火焰速度、燃烧过程中反应物浓度变化图与真实的实验结果吻合，说明本发明的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法是可行的。

综上所述，本发明的宽域石油馏分通用表征燃料组分模板构建方法能够以较小的组分数获得综合考虑燃料物理、化学性质的更为准确的表征燃料组分模板，为构建宽域石油馏分表征燃料奠定基础，为基于馏分的燃料设计提供理论支持，进而为改善燃料性质以提升柴油机的冷起动能力提供有力的工具。在组分选取上不仅考虑了燃料的物理、化学特性，并且石油馏分组成的四种烃类型全部包含在内，也涵盖了直馏石油馏分中占比较大的单双环的环烷烃和芳香烃分子结构，最大限度地接近于真实的燃油。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。