СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ В РЕАКТИВНЫХ ТОПЛИВАХ Российский патент 2002 года по МПК G01N33/22 B01F3/08 

Предлагаемое изобретение относится к области исследования и контроля качественного состояния реактивных топлив путем создания дисперсных систем (ДС) жидкости с жидкостями, имитирующих промежуточный слой, образующийся в процессе хранения и применения реактивных топлив, и может быть использовано для контроля качественного состояния топлив, а также исследований отрицательного воздействия ДС на топливную аппаратуру в научно-исследовательских организациях.

Как известно, в процессе хранения и применения реактивных топлив происходит его обводнение и образование на поверхности раздела фаз "топливо-вода" дисперсных систем (ДС) в результате процессов конденсирования, окисления и адсорбции (Зрелов В.Н. Реактивные топлива. Окисление и осадкообразование при нормальных температурах. ВИНИТИ, М., 1968, с.5).

Совокупность этих превращений приводит к образованию, накоплению и попаданию ДС на топливную аппаратуру летательных аппаратов (ЛА), что приводит к появлению неисправностей в их работе.

Для исследования условий образования, состава и физикохимических свойств ДС, а также их влияния на топливную аппаратуру ЛА необходимо получение дисперсной фазы (ДФ) в достаточном количестве (20-30 мг).

Перед авторами стояла задача разработать способ получения ДС в топливе достаточно нетрудоемкий и эффективный, в частности получение ДС, в количестве не менее 1,0 мл в испытуемом топливе не более 1 л.

Близким по технической сущности и взятым за прототип является способ получения дисперсных систем в реактивных топливах на основании смешения топлива с водой и прокачки полученной смеси по замкнутому контуру на модельной установке, имитирующей работу топливного насоса авиационного объекта (Бедрик Б. Г. , Радкевич Т.Ф., Голубушкин В.Н. Исследование особенностей применения авиационных топлив с противоводокристаллизационными жидкостями. Тезисы доклада на Всесоюзной научно-технической конференции "Эксплуатационные свойства авиационных топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей", Киев, 1981, с. 124).

Недостатком известного способа являются значительные затраты, обусловленные габаритами установки, и как следствие этого, трудоемкость (объем исходного топлива 40 л) проведения испытаний, а результат - количество образующейся дисперсной фазы (ДФ) менее 0,002 г/л.

Технический результат - снижение трудоемкости испытаний с одновременным увеличением количества ДФ.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения дисперсных систем в реактивных топливах, включающем смешение топлива с водой в соотношении 4:1, двойную прокачку смеси по замкнутому контуру в течение заданного времени, отстаивание и отделение ДФ на границе раздела фаз "топливо-вода" после отстаивания во втором цикле, согласно предлагаемому изобретению в исходное топливо добавляют адсорбционные смолы (АС) в количестве не более 0,75 г/л, которые получают из анализируемого топлива.

Новым по отношению к способу по прототипу является добавление адсорбционных смол в исходное топливо перед смешением с водой. Количество (не более 0,75 г/л) добавляемых адсорбционных смол в топливо, смешиваемое с водой в соотношении, обусловлено требованием ГОСТ 10227-86 по концентрации фактических смол не более 5 мг на 100см³ (Саблина З.С. Состав и химическая стабильность моторных топлив. Химия, М., 1972 г., с. 44), что соответствует в пересчете на АС 0,75 г/л.

Способ реализуется следующим образом.

На чертеже представлена блок-схема лабораторной установки для получения и исследования условий образования ДС в топливе.

Адсорбционные смолы из анализируемого топлива могут быть получены любым известным способом. Главным требованием к адсорбционным смолам является то, что они должны быть выделены из анализируемого топлива.

Как вариант, адсорбционные смолы из реактивного топлива марки ТС-1 получали путем их адсорбции на хроматографической колонке диаметром 30 мм и высотой 70 см, заполненной адсорбентом (окись алюминия), из исходного топлива ТС-1. Помол окиси алюминия проводят на мельнице с последующим отбором фракции зернением 0,25-0,40 мм. Отобранную фракцию нагревают (активируют) в муфельной печи при температуре 550-600^oС в течение 3 ч. Температуру печи определяют с помощью калиброванной термопары. После активирования адсорбент помещают в эксикатор. Далее пропускают через колонку топливо ТС-1. Затем для удаления остатка топлива в колонке пропускают 500 мл петролейного эфира.

Адсорбционные смолы вытесняют (десорбируют) с поверхности окиси алюминия метиловым спиртом, который после этого отгоняют (в течение 1,5-2,0 ч) на водяной бане с холодильником до образования в колбе вязких (по консистенции близких к глицерину) смол темно-коричневого цвета (адсорбционные смолы).

Затем навеску АС в количестве 0,75 г/л вводят в 1 л топлива и полученную смесь топлива заливают в емкость. Далее в емкость добавляют воду в соотношении 4:1 (топливо: вода).

Осуществляют смешивание мешалкой 1, помещенной в емкость 2, с одновременной прокачкой смеси по замкнутому топливопроводу 3 при помощи насоса 4 с электродвигателем 5 в режиме: перекачка в течение 60 мин, затем отстаивание в течение 60 мин и после повторная перекачка в течение 60 мин.

В процессе перекачки на границе раздела фаз "топливо 6 - вода 7" путем конденсирования образуется ДС. После отстаивания во втором цикле дисперсную фазу отбирают (целевой продукт для дальнейшего использования при исследованиях) через делительную воронку и получают объемную ДФ.

Благодаря добавлению в исходное топливо навески АС количество ДФ в массовом выражении увеличивается до 0,002-0,006 г/л и в объемном - до 1,0-2,5 мл/л, т. е. выход ДФ повышается в 2-3 раза (по сравнению с известным методом).

Заявленный способ прошел испытания с использованием топлива ТС-1 ГОСТ 10227 (результаты сравнительных испытаний в таблице).

Таким образом, данный способ получения дисперсных систем в реактивных топливах дает возможность увеличить количество образующейся дисперсной фазы ДС и снизить трудозатраты испытаний (снижен расход топлива с 40 до 1 л). Полученное количество ДФ из 1 л топлива достаточно для изучения ее физико-химических свойств и химического состава.

Источники информации
1. Зрелов В.Н. Реактивные топлива. Окисление и осадкообразование при нормальных температурах. ВИНИТИ. М., 1968, с. 5.

2. Бедрик Б.Г., Радкевич Т.Ф., Голубушкин В.Н. Исследование особенностей применения авиационных топлив с противоводокристаллизационными жидкостями. Тезисы доклада на Всесоюзной научно-технической конференции "Эксплуатационные свойства авиационных топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей"., Киев, 1981 г., с.124 (прототип).

3. Саблина З.С. Состав и химическая стабильность моторных топлив. Химия. М., 1972 г., с.44.

Изобретение относится к исследованию или анализу реактивных топлив, контроля его качества и может применяться в исследованиях топлив по образованию дисперсных систем (ДС), а также исследованиях отрицательного воздействия ДС на топливную аппаратуру. Способ включает смешение топлива с водой в соотношении 4:1, двойную прокачку смеси по замкнутому контуру в течение заданного времени, отстаивание и отделение дисперсной фазы (ДФ) на границе раздела фаз "топливо-вода" после отстаивания во втором цикле. Новым в способе получения ДС является добавление адсорбционных смол (АС) в исходное топливо в количестве не более 0,75 г/л до смешения c водой. АС получают из этого же исходного топлива. Количество получаемой ДФ из 1 л топлива при добавлении 0,75 г АС составляет 1,0-2,5 мл. Применение изобретения снижает затраты на исследование процессов образования ДС в топливе и их влияние на топливную аппаратуру при увеличении количества получаемой дисперсной фазы. 1 табл., 1 ил.

Способ получения дисперсных систем в реактивных топливах, включающий смешение топлива с водой в соотношении 4: 1, двойную прокачку смеси по замкнутому контуру в течение заданного времени, отстаивание и отделение дисперсной фазы на границе раздела фаз "топливо-вода" после отстаивания во втором цикле, отличающийся тем, что в исходное топливо добавляют адсорбционные смолы в количестве не более 0,75 г/л, которые получают из анализируемого топлива.