محاسبه شاخص ستان یا استاندارد فرآورده‌های نفتی – محاسبه شاخص ستان سوخت‌های حاصل از بخش میانی برج تقطیر به روش معادله چهار متغیره، اولین بار در سال ۱۳۸۴ توسط سازمان ملی استاندارد ایران تهیه شد و بعد از آن در سال ۱۳۹۳ با بازبینی و تائید کمیسیون‌های مربوطه مورد تجدید نظر قرار گرفت. آزمایشگاه‌ها و مراکز سنجش فعال در زمینه فرآورده‌های نفتی، محاسبه شاخص ستان را با پیروی از روش‌های استاندارد، برای به دست آوردن مقدار محاسبه شده شاخص ستان به روش معادله چهار متغیره انجام می‌دهند و نتایج آن را به تولیدکنندگان یا مصرف‌کنندگان فرآورده‌های نفتی و همچنین سوخت‌های حاوی مشتقات غیر نفتی گزارش می‌کنند. شاخص ستان معیاری برای جایگزینی عدد ستان نیست، اما در موارد زیادی مورد توجه تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگانی قرار می‌گیرد که قصد دارند از این ابزار تکمیلی در جهت همسو شدن با تحولات ملی و جهانی استفاده کنند.
اهداف و دامنه کاربردی محاسبه شاخص ستان
هدف از این اندازه‌گیری استاندارد، تعیین روشی برای محاسبه شاخص ستان (Cetane) سوخت‌های حاصل از بخش میانی برج تقطیر است. این استاندارد برای سوخت‌های بخش میانی و برج تقطیر حاصل از منابع نفتی و همچنین سوخت‌های حاوی مشتقات غیرنفتی حاصل از شن قطران و شیل نفت کاربرد دارد.
این استاندارد برای سوخت‌های حاوی افزودنی‌های افزایش دهنده عدد ستان، هیدروکربن‌های خالص و سوخت‌های حاصل از تقطیر مواد مشتق شده مثل کک کاربرد ندارد. همچنین باید توجه کرد که شاخص ستان روش جایگزین برای بیان عدد ستان نیست و ابزاری تکمیلی است که با توجه به محدودیت‌های آن استفاده می‌شود.
شاخص ستان برای تخمین عدد ستان سوخت دیزل، هنگامی که موتور آزمون برای تعیین مستقیم این خاصیت یا نمونه کافی برای درجه‌بندی موتور در دسترس نیست، کاربرد دارد. در مواردی که عدد ستان یک سوخت از قبل تعیین شده است، شاخص ستان می‌تواند برای تصدیق عدد ستان نمونه‌های بعدی سوخت استفاده شود، مشروط به این‌که منبع سوخت و مدل سازنده بدون تغییر بماند.
این استاندارد با استفاده از بافت برخی سوخت‌ها که حاوی مشتقات غیر نفتی حاصل از شن قطران و شیل نفت هستند ایجاد شده است. سایر معادلات شاخص ستان به این دلیل در نظر گرفته شده‌اند که می‌تواند برای محصولات شن قطران به کار رود.
گستره پیشنهادی خواص سوخت برای کاربرد این استاندارد ملی در جدول زیر مشخص شده است:
| خاصیت سوخت | گستره پیشنهادی |
| عدد ستان | ۵۶/۵ – ۳۲/۵ |
| چگالی در دمای ۱۵ درجه سلسیوس (kg/m۳) | ۸۹۵/۰ – ۸۰۵/۰ |
| دمای بازیابی ۱۰ درصد (حجمی/حجمی) تقطیر | ۲۵۹ – ۱۷۱ |
| دمای بازیابی ۵۰ درصد (حجمی/حجمی) تقطیر | ۳۰۸ – ۲۱۲ |
| دمای بازیابی ۹۰ درصد (حجمی/حجمی) تقطیر | ۳۶۳ – ۲۵۱ |
اصول کلی محاسبه شاخص ستان
اصول روش استاندارد بر اساس روش کلی زیر است:
چگالی نمونه در دمای ۱۵ درجه سلسیوس و دما‌هایی که در آن ۱۰ درصد، ۵۰ درصد و ۹۰ درصد (حجمی/حجمی) از نمونه بازیابی شده (دما‌های بازیابی دما‌های تقطیری) با روش‌های آزمون استاندارد تعیین می‌شود و شاخص ستان از این داده‌های آزمون با استفاده از همبستگی معلوم محاسبه می‌شود.
روش انجام آزمون محاسبه شاخص ستان
در ابتدا چگالی نمونه در دمای ۱۵ درجه سلسیوس با استفاده از روش‌های شرح داده شده در استاندارد‌های ISO ۳۶۷۵ و ISO ۱۲۱۸۵ و با استفاده از تصحیح‌های ارائه شده در استاندارد ISO ۹۱-۱ با تقریب ۰/۱ kg/m۳ تعیین می‌شود. سپس دما‌های که در آن ۱۰ درصد، ۵۰ درصد و ۹۰ درصد (حجمی/حجمی) از نمونه در حین تقطیر بازیابی شده و به فشار بارومتری استاندارد تصحیح شده را با روش استاندارد ISO ۳۴۰۵ با تقریب ۱ درجه سلسیوس تعیین می‌شود.
بعد از مشخص شدن چگالی و دما‌های نمونه، محاسبات شاخص ستان انجام می‌شود که به دو روش کلی انجام می‌گیرد:
روش اول محاسبه شاخص ستان:
در این روش (CL) یا شاخص ستان از طریق رابطه شرح داده شده در استاندارد محاسبه می‌شود و آزمایشگاه‌ها در پایان نتیجه را با تقریب ۱ دهم درصد به عنوان شاخص به روش معادله چهار متغیره گزارش می‌کنند.
چگالی و دما‌های بازیابی ۱۰ درصد، ۵۰ درصد و ۹۰ درصد، اصلی‌ترین داده‌های معادله معرفی شده در روش آزمون استاندارد محاسبه شاخص ستان است و قبل از انجام محاسبه باید مشخص شوند.
روش دوم محاسبه شاخص ستان:
در این روش از نوموگراف (Nomograph) برای به دست آوردن شاخص ستان استفاده می‌شود و مراحل آن به دقت در متن استاندارد شرح داده شده است. در این روش چگالی و مقادیر دما‌های بازیابی نمونه در اشکال نوموگراف وارد می‌شود تا داده‌ها به دست بیایند. در متن استاندارد روش استفاده از نمودار برای یک نمونه مثالی سوخت با عدد ستان ۴۶/۸ به‌طور کامل شرح داده شده است.
در این روش هم در پایان آزمایشگاه‌ها نتیجه را با تقریب ۱ دهم درصد به عنوان شاخص به روش معادله چهار متغیره گزارش می‌کنند.
دقت محاسبه شاخص ستان در فرآورده‌های نفتی
محاسبه این شاخص حاصل از چگالی اندازه‌گیری شده در دمای ۱۵ درجه سلسیوس و دما‌های بازیابی ۱۰ درصد، ۵۰ درصد و ۹۰ درصد (حجمی/حجمی) تقطیر دقیق است.
همچنین دقت معادله شاخص ستان، به دقت چگالی اولیه و اندازه‌گیری‌های دمایی بازیابی تقطیر که در معادله وارد می‌شوند بستگی دارد. دقت این اندازه‌گیری‌ها در استاندارد‌های ISO ۳۶۷۵، ISO ۱۲۱۸۵ و ISO ۳۴۰۵ بیان شده است.
گزارش آزمون محاسبه شاخص ستان
آزمایشگاه‌های برتر در این زمینه، نتایج این آزمون استاندارد را به ترتیب زیر ارائه می‌دهند:
۱- روش آزمون استفاده شده مطابق استاندارد ملی ایران شماره ۸۵۲۵
۲- کل جزئیات لازم برای شناسایی کامل نمونه
۳- نتایج آزمون
۴- هرگونه انحراف از روش آزمون مشخص شده
۵- تاریخ انجام آزمون
۶- نام و امضای آزمونگر
نتیجه‌گیری
بازرسی و نمونه‌برداری از کالا‌های داخلی و خارجی مثل فرآورده‌های نفتی، بخشی از وظایف برترین آزمایشگاه‌های تخصصی است. روش‌های معمول و کیفیات کار این مراکز همیشه از دستورالعمل‌ها و معیار‌های سازمان ملی استاندارد ایران مشتق می‌شود. هماهنگی کیفیت محصولات برای تمامی محصولات مهم است. شاخص ستاس جدا از عدد ستان یکی از معیار‌هایی است که به شناخت رفتار شیمیایی فراورده‌های نفتی خصوصاً سوخت‌ها کمک می‌کند. آزمایشگاه‌ها و مراکز سنجش مواد نفتی بر اساس روش‌های تدوین شده از سوی سازمان ملی استاندارد ایران می‌توانند شاخص ستان را در سوخت‌های حاصل از بخش میانی برج تقطیر محاسبه کنند. این روش اندازه‌گیری بعد از به دست آوردن داده‌های لازم در زمینه چگالی و دما‌های درصد‌های حجمی مشخص شده نمونه، از طریق یکی از دو روش معادله یا محاسبه شاخص با استفاده از نوموگراف، معیار دقیقی در زمینه شاخص ستان فرآورده‌های نفتی مختلف به دست می‌دهد.