СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОЛА В ТРАНСФОРМАТОРНОМ МАСЛЕ Российский патент 1998 года по МПК G01N33/22 G01N33/26 

Изобретение относится к области исследования эксплуатационных свойств нефтепродуктов, а именно к определению содержания антиокислительной присадки в трансформаторных маслах, и может быть использовано для определения сроков замены или обновления масел.

В результате окисления кислородом, под воздействием температуры, электрического поля, твердых изоляционных материалов в масле образуются продукты окисления, ухудшающие электроизоляционные свойства масел. Поэтому оценка стабильности против окисления является основным эксплуатационным показателем трансформаторных масел. Для предотвращения процессов окисления в масла вводят антиокислительную присадку ионол в количестве 0,2-0,7% мас., а в процессе эксплуатации осуществляют контроль содержания присадки.

Известен метод определения стабильности против окисления путем окисления масел под воздействием кислорода при повышенной температуре в присутствии катализатора /ГОСТ 981-75 Масла нефтяные. Метод определения стабильности против окисления/.

Наиболее близким является метод определения содержания ионола в ТМ с помощью тонкослойной хроматографии /Методические указания по эксплуатации трансформаторных масел. Метод тонкослойной хроматографии для определения содержания ионола в трансформатором масле. Р.Д. 34.43.105-189/. Этот метод позволяет только качественно оценить содержание ионола в масле. Однако известный метод не позволяет оценить количественное содержание антиокислительной присадки в масле.

Задачей изобретения является количественное определение (%мас.) ионола в трансформаторных маслах.

Технический результат достигается тем, что трансформаторные масла окисляют в смеси с кумолом в присутствии инициатора азобисизобутиронитрила (АИБИ). Измеряют количество поглощенного объема кислорода от времени, строят график, определяют период индукции для ионола. Участок кинетической кривой до периода индукции спрямляют в полулогарифмических координатах для определения реакционной активности присадки (K₇) - идентификации ионола.

Пример 1. Навеску трансформаторного масла N 1 38,0 мг, 10,0 мг инициатора (АИБИ) и 10 мл кумола помещают в реакционный сосуд, соединяют с газометрической установкой, помещают в термостат при 60^oC и при постоянном перемешивании измеряют объем поглощенного кислорода во времени. Строят график зависимости объема кислорода от времени. Определяют период индукции (τ ионола). Содержание ионола, моль/кг определяют по формуле

где
W_i - скорость иницирования, 6,8•10^-8 моль/л с;
P - навеска масла, кг/л (с учетом 10 мл растворителя).

Содержание ионола, % мас. определяют по формуле

Для идентификации ионола определяют реакционную способность присадки K₇ из соотношения:

где
[O₂] - концентрация поглощенного кислорода;
[RH]₀ - концентрация кумола 7,14 моль/л;
K₃ - константа скорости продолжения цепи, 1,75 моль/л•с;
t - время, с.

Для определения tg α кинетическая кривая представлена в координатах:
x = -log(1-t/ τ ); y = [O₂]/[RH]₀
Результаты определения представлены в таблице.

В масле содержится ионол (K₇ = 2,2•10⁴ моль/л•с).

Содержание ионола составляет 0,37% мас., масло пригодно для эксплуатации.

Пример 2. Определение ионола в трансформаторном масле N 2 проводят аналогично примеру 1.

Результаты определения представлены в таблице. В масле присутствует ионол (K₇ = 2,2•10⁴ моль/л•с). Содержание ионола 0,13% мас., требуется довести количество присадки до нормы, не менее 0,2% мас.

Пример 3. Определение ионола в трансформаторном масле N 3 проводят аналогично примеру 1.

Результаты определения представлены в таблице.

В масле кроме ионола присутствуют новообразованные ингибиторы окисления, о чем свидетельствует 2 участка на логарифмической анаморфозе с K₇ = 1,3•10⁴ моль/л•с и K₇ = 2,3•10⁴ моль/л•с. Содержание ионола в масле N 3 составляет 0,11% мас. Требуется добавить ионол в масло до нормы /не менее 0,2% мас./, либо обновить масло.

Пример 4. Определение ионола в N 4 проводят аналогично примеру 1. В масле кроме ионола содержатся новообразованные ингибиторы окисления с K₇ = 6,9•10⁴ моль/л•с, о чем свидетельствует 2 участка на полулогарифмической анаморфозе. Содержание ионола составляет 0,09% мас. Требуется довести содержание ионола до нормы не менее 0,2% мас. или обновить масло.

Предлагаемый способ позволяет проводить дифференцированную количественную оценку содержания ионола в трансформаторных маслах. Достоверность результатов зависит от точности и чувствительности измерения количества поглощенного кислорода особенно в начале эксперимента. Способ осуществляется на автоматизированной газометрической установке, совмещенной с ЭВМ типа IBMPC /AT/ /Авт. свид. СССР N 1723445, кл. C 01 F 3/00, 1992 г./.

Зависимость количества поглощенного кислорода от времени обрабатывается ЭВМ и выводится на экран дисплея в виде интегральной кривой. Программное обеспечение позволяет проводить параллельную обработку информации и находить значения τ, содержание ионола, моль/кг и % мас., а также реакционную активность.

Чувствительность измерения поглощения кислорода 10-15 мкл. Время анализа и обработка информации около 1 ч. Для анализа требуются микропробы масла 20-60 мг, чувствительность определения масла 2•10^-5 - 6•10^-5 моль/л. Ошибка определения не более ± 5%.

Способ предназначен для исследования эксплуатационных свойств нефтепродуктов, а именно определения содержания антиокислительной присадки в трансформаторных маслах, а также определение сроков замены или обновления масел. Анализируемое масло окисляют в смеси с кумолом в присутствии инициаторов азобиоизобутиронитрила, строят график зависимости объема поглощенного кислорода от времени, определяют период индукции (τ ионола) по формуле
где с содержанием ионола, моль/кг; W_i - скорость инициирования, 6,8•10^-8 моль/л•с, а Р - навеска масла, кг/л, находят содержание ионола в масле, а по формуле определяют процентное содержание ионола в масле. Достигается количественное определение ионола в трансформаторных маслах. 1 табл.

Способ определения ионола в трансформаторном масле, отличающийся тем, что масло окисляют в смеси с кумолом в присутствии инициатора азобисизобутиронитрила, измеряют объем поглощенного кислорода во времени, по графику зависимости объема поглощенного кислорода от времени определяют период индукции ионола и рассчитывают по формуле

где C - содержание ионола, моль/кг;
W_i - скорость инициирования, 6,8•10^-8 моль/л • с;
p - навеска масла, кг/л;
τ_ионола - период индукции ионола, с.