СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ФАКТИЧЕСКИХ СМОЛ В БЕНЗИНАХ Российский патент 1994 года по МПК G01N31/00 

Изобретение относится к области химмотологии, а именно к области определения содержания фактических смол, например, в автомобильных бензинах, и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, а также при проведении научно-исследовательских работ.

Известен способ определения фактических смол, который основан на выпаривании испытуемого топлива в струе водяного пара с последующим взвешиванием образовавшегося остатка.

Данный способ определения фактических смол характеризуется большой продолжительностью, сложностью и трудоемкостью анализа, громоздкостью приборного оборудования. Кроме того, способ не позволяет определять именно содержание фактических смол в бензинах, так как в процессе анализа в испытуемой пробе появляются смолы, образовавшиеся в результате высокотемпературного окисления во время анализа и за счет поликонденсации при высокой температуре.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ, основанный на испарении испытуемого продукта при заданных температурах и расходе воздуха или водяного пара, определении массы остатка после испарения авиационных бензинов или топлив для турбореактивных двигателей и определении массы остатка после экстрагирования н-гептаном автомобильных бензинов.

Недостатками данного способа являются большая продолжительность (до 6 ч), обусловленная прежде всего неоднократными просушками и взвешиваниями стаканов при подготовке к испытанию и после него. Так, в практике операции просушки и взвешивания стаканов проводятся не менее двух раз, так как погрешность между параллельными определениями массы стаканов допускается не более 0,0002 г. Следовательно, при большой величине погрешности просушку и взвешивание стаканов повторяют до тех пор, пока не будет расхождение менее 0,0002 г. На одну операцию просушки (нагрева и охлаждения) и взвешивания стаканов затрачивается примерно 90-100 мин.

Кроме того, проведение испытания является трудоемким процессом, требующим сложного приборного оформления.

Изобретение решает задачу - сокращение времени анализа и упрощение способа.

Для этого предлагают способ, включающий отбор фиксированного объема испытуемого бензина с последующим определением содержания фактических смол, при этом после отбора пробы бензин наносят на хроматографическую бумагу, сушат пропитанную бензином бумагу, промывают ее н-гептаном, затем повторно сушат и мелконарезанную со смолами хроматографическую бумагу помещают в ацетоно-толуольную смесь, встряхивают раствор, замеряют оптическую плотность раствора, а содержание смол определяют по формуле:
С_ф.с = К ˙D, где С_ф.с. - концентрация фактических смол в бензине, мг на 100 см³ бензина;
К - эмпирический коэффициент;
D - оптическая плотность раствора.

Предложенный способ отличается от прототипа следующим:
после отбора пробы бензина наносят его на хроматографическую бумагу, сушат пропитанную бензином бумагу;
промывают хроматографическую бумагу н-гептаном и повторно ее сушат
мелконарезанную хроматографическую бумагу переносят в ацетонотолуольную смесь, встряхивают полученный раствор;
замеряют оптическую плотность раствора, а содержание смол определяют по формуле
С_ф.с = К ˙D.

Эти признаки являются существенными для достижения цели изобретения, так как:
1. После отбора пробы бензина его наносят на хроматографическую бумагу. При этом бумага пропитывает нанесенный бензин. Затем пропитанную топливом хроматографическую бумагу сушат при 150^оС в течение 2-3 мин. В ходе просушки из бумаги испаряется полностью бензин, а в ней остаются высокомолекулярные соединения, нелетучие компоненты присадок. Затем хроматографическую бумагу промывают н-гептаном для отделения присадок от фактических смол. При этом присадки смываются н-гептаном, а смолы остаются на хроматографической бумаге. Повторно бумагу сушат до полного испарения остатка н-гептана в течение 1 мин. Такой подход позволяет выделить фактические смолы из бензинов.

2. Затем мелконарезанную хроматографическую бумагу с фактическими смолами помещают в смесь ацетона с толуолом, взятых в объемном отношении 1: 1. Смесь ацетона с толуолом выбрана в ходе проведенных опытов. Ацетон и толуол хорошо растворяют все составные части фактических смол. Соотношение растворителей 1: 1 также установлено опытным путем.

3. В ходе экспериментальных исследований было установлено, что изменение оптической плотности ацетонотолуольной смеси со смолами пропорционально концентрации фактических смол в пробе бензина. Пропорциональность выражена величиной эмпирического коэффициента К, являющегося постоянным значением, что позволяет определить концентрацию фактических смол по приведенной формуле.

Для вывода эмпирического коэффициента были взяты обессмоленные этилированные и неэтилированные автомобильные бензины и внесены известные концентрации смол. Затем в этих образцах было определено содержание фактических смол и параллельно были измерены оптические плотности ацетонотолуольных смесей. Далее рассчитан и коэффициент для автомобильных бензинов, который равен 32,91 (см. табл. 1).

Таким образом, все признаки в формуле изобретения необходимы в совокупности для достижения цели изобретения.

Способ осуществляется следующим образом.

Берут пипеткой пробу бензина 1 см³. Наносят на хроматографическую бумагу. При этом она пропитывает топливо. Затем пропитанную бензином хроматографическую бумагу сушат при температуре 150^оС в течение 1-2 мин. После чего хроматографическую бумагу промывают (2-4 см³) н-гептаном. Повторно бумагу сушат для полного испарения остатков гептана в течение 1 мин при 150^оС. Затем бумагу со смолами мелко нарезают и переносят в 10 см³ смеси ацетона и толуола в соотношении 1: 1, встряхивают в течение 0,5 мин для извлечения смол из хроматографической бумаги. После этого полученный раствор смол переносят в кювету с толщиной слоя, поглощающего свет, 20 мм и измеряют оптическую плотность при длине волн 400 нм. В качестве раствора сравнения используют смесь ацетона и толуола в соотношении 1: 1. Концентрацию фактических смол определяют по формуле
С_ф.с. = К ˙D.

Пример конкретного исполнения
Для проверки предлагаемого способа были взяты бензины этилированные и неэтилированные марок А-72, А-76, Аи-93. Определение содержания фактических мол проводили, как описано выше. Параллельно в этих же образцах определены концентрации фактических смол способом-прототипом. Полученные данные представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что данные, полученные предлагаемым способом, несколько занижены, по сравнению с данными, полученными способом-прототипом. Это объясняется тем, что в предлагаемом способе исключается новообразование смол во время проведения анализа (о чем указывалось на с. 1 описания заявки).

Применение предлагаемого изобретения позволяет сократить время анализа. Данные, подтверждающие времени анализа заявляемым способом, по сравнению с прототипом, приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, время анализа предлагаемым способом сокращается более, чем в 55 раз, по сравнению с прототипом.

Использование предлагаемого способа позволяет упростить приборное оформление способа (см. табл. 4).

Из табл. 4 видно, что для осуществления заявляемого способа требуется меньшее количество приборного оборудования. (56) ГОСТ 8489-85. Метод определения фактических смол (по Бударову), в кн. : Нефтепродукты. Методы испытаний, ч. II-М. : Стандартов, 1987, с. 373.

ГОСТ 1567-83. Метод определения фактических смол, в кн. : Нефтепродукты. Метод испытаний, ч. II. - М. : Стандартов, 1987, с. 364.

Использование: в аналитической химии. Сущность изобретения состоит в том, что пробу бензина наносят на хроматографическую бумагу, сушат пропитанную бензином бумагу, промывают ее n-гептаном, затем повторно сушат и мелконарезанную хроматографическую бумагу со смолами помещают в ацетонотолуольную смесь, встряхивают раствор, замеряют оптическую плотность раствора, а содержание смол определяют по ф-ле: C_ф.с.=K=D , где C_ф.с. - концентрация фактических смол в бензине, мг на 100 см бензина; K - эмпирический коэффициент; D - величина оптической плотности. 4 табл.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ФАКТИЧЕСКИХ СМОЛ В БЕНЗИНАХ, включающий отбор фиксированного объема пробы бензина и определение содержания фактических смол, отличающийся тем, что после отбора пробу наносят на хроматографическую бумагу, сушат пропитанную бензином бумагу, промывают ее н-гептаном, растворяют его в ацетонотолуольной смеси, измеряют оптическую плотность раствора и содержание смол определяют по формуле
C_ф.с = K · D,
где C_ф.с - концентрация фактических смол в бензине;
K - эмпирический коэффициент;
D - величина оптической плотности.