СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ ФАЛЬСИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЬНОГО БЕНЗИНА Российский патент 2022 года по МПК G01N33/22 G01N29/02 

Изобретение относится к аналитической химии углеводородов и может быть использовано для определения в автомобильных бензинах добавки иного углеводородного топлива и установления факта фальсификации бензинов.

Известен способ определения примесей в спиртсодержащих растворах с применением пьезосенсоров [Патент РФ №2706438. Способ определения искусственных ароматизаторов в спиртосодержащих растворах/ Лисицкая Р.П., Кучменко Т.А. Опубл. 19.11.2019. Бюл. №32], который позволяет оценить только наличие примесей в растворах, однако, их количественное содержание определить этим способом невозможно.

Техническим результатом изобретения является разработка экспрессного, точного и применимого в режиме «на месте» способа установления фальсификации автомобильного бензина путем добавления бензина или жидкого топлива другой марки и определение объемной доли добавляемого топлива с применением портативного прибора «электронный нос» на основе четырех разноселективных сенсоров.

Технический результат достигается тем, что в способе установления фальсификации бензина, включающем пробоотбор 30-50 см бензина, получение равновесной газовой фазы (РГФ) в герметично закрытом пробоотборнике в течение не менее 15 мин, РГФ инжектируют в ячейку детектирования с установленными в ней четырьмя пьезосенсорами, на электроды одного из которых нанесен сорбент из раствора дициклогексана-18-краун-6 (18К6) в этаноле, второго - полиоксиэтилен-(21)-сорбитол-моноолеата (Tween-40) в ацетоне, третьего - октилполиэтокси-фенола Triton Х-100 (ТХ-100) в ацетоне и четвертого триоктилфосфипоксида (ТОФО) в толуоле, одновременно фиксируют отклики всех пьезосенсоров в течение не менее 30 с, определяют площадь S «визуального отпечатка» откликов пьезосенсоров в парах пробы бензина, нормируют значение S в соответствии с выражением где - нормированное значение площади S; S_min и S_max - значение S для проб без признаков и с максимальными признаками примесей другой марки топлива соответственно, вычисляют объемную долю добавки топлива другой марки по формуле где b - свободный член, k - угловой коэффициент линейного уравнения, и если рассчитанное значение объемной доли ω>0, то принимают решение о фальсификации бензина.

Сущность изобретения заключается в том, что РГФ пробы бензина инжектируют в ячейку детектирования с установленными в ней четырьмя пье-зосенсорами, на электроды одного из которых нанесен сорбент из раствора 18К6 в этаноле, второго - Tween-40 в ацетоне, третьего - ТХ-100 в ацетоне и четвертого -ТОФО в толуоле, фиксируют отклики всех пьезосенсоров в течение не менее 30 с, определяют площадь S «визуального отпечатка» их откликов, нормируют значение S по формуле где S_min и S_max - значение S для проб без признаков и с максимальными признаками примесей другой марки топлива соответственно, вычисляют объемную долю добавки топлива другой марки по формуле где b - свободный член, k - угловой коэффициент линейного уравнения, и, если рассчитанное значение объемной доли ω>0, то принимают решение о фальсификации бензина.

Для этого предварительно на электроды четырех пьезокварцевых резонаторов с собственной частотой колебания 10 МГц наносят тонкие пленки растворов сорбентов: 18К6, Tween-40, ТХ-100 и ТОФО массой 10-15 мкг, модифицированные таким образом пьезосенсоры устанавливают в ячейку детектирования анализатора газов «электронный нос».

Способ может быть реализован, например, с применением портативного анализатора газов «электронный нос» (ООО "Квадро Софт", ООО "Сен-Тех"), (см., например, [Контроль содержания пищевых ароматизаторов в кондитерских массах с применением сорбционных сенсоров газов/ Т.А. Кучменко, Р.П. Лисицкая, М.А. Хоперская и др.// Аналитика и контроль. 2012. Т. 16, №4. С. 399-405].

1. РГФ пробы бензина получают следующим образом: 30-50 см³ средней пробы образца помещают в герметично закрытый пробоотборник, выдерживают не менее 15 мин, затем отбирают шприцем 2 см³ РГФ и быстро инжектируют в ячейку детектирования.

2. Одновременно фиксируют отклики всех пьезосенсоров в течение не менее 30 с. Формируют их в виде суммарного сигнала в «визуальный отпечаток» откликов всех пьезосенсоров в парах пробы бензина и рассчитывают площадь £ геометрической фигуры - «визуального отпечатка» с применением программного обеспечения «электронного носа» (язык программирования Turbo Pascal на платформе NET 2.0 и базы данных MS SQL Server, ООО "Квадро Софт").

3. Нормируют полученное значение S по формуле:

где S_min и S_max - значение площади «визуального отпечатка» для проб без признаков и с максимальными признаками примесей другой марки топлива соответственно.

Например, для проб бензина марки АИ-95 в присутствии добавок с различным соотношением объемной доли бензина марки АИ-92 формула имеет вид:

где S_min=1600 (Гц⋅с) - площадь «визуального отпечатка» откликов пьезосенсоров для эталонного образца бензина АИ-95 в отсутствии добавок другого бензина, S_max=3400 (Гц⋅с) - площадь «визуального отпечатка» откликов пьезосенсоров для пробы бензина АИ-95 с максимальными признаками присутствия бензина АИ-92.

4. Вычисляют объемную долю возможной добавки жидкого топлива другой марки, чем исследуемый бензин, по формуле:

где b - свободный член, k - угловой коэффициент линейного уравнения, и если рассчитанное значение объемной доли ω>0, то принимают решение о фальсификации бензина.

Например, зависимость площади «визуального отпечатка» откликов пьезосенсоров в парах бензина от объемной доли бензина марки АИ-95 в смеси с АИ-92 описывается уравнением:

Объемную долю добавки бензина марки АИ-92 в пробе бензина АИ-95 рассчитывают по формуле:

5. Решение о фальсификации бензинов добавлением топлива других марок может быть принято по следующему алгоритму: если рассчитанное значение объемной доли ω>0, бензин считается фальсифицированным и содержит низкооктановые продукты переработки нефти.

Время анализа единичной пробы (3 параллельных опыта) составляет 25-30 мин, при массовом рутинном анализе - 5-7 мин.

По сравнению с прототипом разработанный способ установления фальсификации автомобильного бензина путем добавления других видов жидкого топлива с применением портативного прибора «электронный нос» является простым, быстрым (время массового анализа уменьшается в 2 раза), точным, позволяет оценить не только наличие примесей топлива другой марки, но и установить их количественное содержание, применим в режиме «на месте» с принятием решения о качестве топлива по одному расчетному параметру без сложных математических алгоритмов.

Использование: для контроля бензина. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют отбор 30-50 см³ пробы бензина, выдерживают в герметично закрытом пробоотборнике в течение не менее 15 мин, инжектируют равновесную газовую фазу (РГФ) в ячейку детектирования, при этом РГФ инжектируют в ячейку детектирования с установленными в ней четырьмя пьезосенсорами, на электроды одного из которых нанесен сорбент из раствора дицик-логексана-18-краун-6 (18К6) в этаноле, второго - полиоксиэтилен-(21)-сорбитол-моноолеата (Tween-40) в ацетоне, третьего - октилполиэтокси-фенола Triton Х-100 (ТХ-100) в ацетоне и четвертого - триоктилфосфиноксида (ТОФО) в толуоле, одновременно фиксируют отклики всех пьезосенсоров в течение не менее 30 с, определяют площадь S «визуального отпечатка» откликов пьезосенсоров в парах пробы бензина, на основании которого принимают решение о наличии или отсутствии фальсификации бензина. Технический результат: обеспечение возможности точно оценить количественное содержание примесей топлива другой марки.

Способ установления фальсификации бензина, включающий отбор 30-50 см³ пробы бензина, выдерживание в герметично закрытом пробоотборнике в течение не менее 15 мин, инжектирование равновесной газовой фазы (РГФ) в ячейку детектирования, отличающийся тем, что РГФ инжектируют в ячейку детектирования с установленными в ней четырьмя пьезосенсорами, на электроды одного из которых нанесен сорбент из раствора дицик-логексана-18-краун-6 (18К6) в этаноле, второго - полиоксиэтилен-(21)-сорбитол-моноолеата (Tween-40) в ацетоне, третьего - октилполиэтокси-фенола Triton Х-100 (ТХ-100) в ацетоне и четвертого - триоктилфосфиноксида (ТОФО) в толуоле, одновременно фиксируют отклики всех пьезосенсоров в течение не менее 30 с, определяют площадь S «визуального отпечатка» откликов пьезосенсоров в парах пробы бензина, нормируют значение S в соответствии с выражением где S_min и S_max - значение S для проб без признаков и с максимальными признаками примесей другой марки топлива соответственно, вычисляют объемную долю добавки топлива другой марки по формуле: где b - свободный член, k - угловой коэффициент линейного уравнения, и если рассчитанное значение объемной доли ω>0, то принимают решение о фальсификации бензина.