Способ определения индукционного периода окисления топлива Советский патент 1983 года по МПК G01N33/22 

Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств моторных и реактивных : топлив и может быть использовано в нефтехимической,, автомобильной и авиационной промытленности. Известен способ определения индукционного периода по поглощению кислорода из газовой фазы стеклянной реакционной емкости при периодической компенсации израсходованного кислорода.При этом колбы с топливом помещаются В жидкостный, термостат, в котором производят те мостатирование топлива заданное время 1 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому положительному эффекту является способ определения индукционного периода окисления топлива путем нагрева его до заданной температуры и термостатирования, пери одического отбора порций топлива и определения в них содержания раств ренного кислорода, например, хрома тографическим способом с последующей фиксацией индукционного период который определяют по разности межд вре(иенем наЧала нагрева и моментом резкого снижения содержания раство ренного кислорода. В этом способе определение индукционного периода окисления топлива возможно только при нормальных атмосферных условиях, т.е. при комнатной температуре В этом случае с помощью шприца топливо вводят в заполненную гелием массообменную ячейку. Ячейку встряхивают, подсоединяют к хроматографу и переводят часть выделившихся газов из ячеек в дозированный объем хроматографа и далее направляют на разделение и анализ. По пло щади пика на ленте самописца опреде ляют содержание в поданной смеси газа раствсдаенного в топливе кислорода. Величину индукционного период при этом определяют как разность между временем резкого снижения содержания кислорода и временем начала наГрева. Для осуществления спосо ба определения индукционного периода требуется 40 мин 2 . Недостатком этого способа являет ся снижение достоверности результатов определения индукционного перио да с повышением температуры. Это объясняется повышением скорости окисления топлив (примерно 2 раза н каждые ) с повышением темпера- туры. При этом отдельные образцы то лив начинают расходовать кислород уже в процессе нагрева еще не достигнув заданной температуры. При повышении температуры, кроме окисле ния, происходит падение растворимости (при t 200°с более ч«м в 5 раз.) газов в топливе вследствие чего часть растворенного кислорода переходит из жидкой в газовую фазу. Таким образом, с повышением температуры содержание растворенного в топливе кислорода может уменьшаться как за счет окисления топлива, так и за счет снижения растворимости, что существенно снижает достоверность и точность определения индукционного периода. Причем оба этих процесса могут осуществляться на участке нагрева топлива, т.е. при переменных температурах. Целью данного изобретения является расширение температурного диапазона определения и повышение его точности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения индукционного периода окисления топлива путем нагрева его заданного количества до заданной температуры, термостатирования с периодическим отбором порций топлива и определения в них хроматографйчески содержания растворенного кислорода с последующей фиксацией индукционного периода, определяемого по разности между временем начала нагрева и моментом резкого снижения содержания растворенного кислорода, в отобранных порциях топлива первоначально определяют величину растворимости кислорода в топливе при заданной температуре, нагревая его со скоростью град/мин, а момент резкого -снижения содержания растворенного кислорода определяют относительно величины растворимости при заданной температуре. На фиг. 1 изображено устройство для определения индукционного периода окисления топлив; на фиг. 2 график, ПОЯСНЯЮЩИЙ определение раст- . воримости кислорода в топливе на фиг. 3 - график, поясняющий определение индукционного периода окисления топлив (и:зменение содержания растворенного кислорода в топливе по времени (от момента впуска топлива обозначено .1, изменение температуры топлива по времени (от момента впуска топлива) - II и,- растворимость кислорода в топливе при заданной температуре -III. Устройство (фиг. 1) содержит массообменную ячейку 1, соединенную с помощью медицинской иглы 2 с сосудом 3 для нагрева топлива, включающий металлический корпус 4, крышку 5, содержащую обратный клапан 6 и подсоединенный к нему шприц 7, с заданным объемом топлива 8, манометра 9, пробоотборного .узла, сосTOHhiero из запорного крана 10, капиллярной трубки 11 с заборным отверстием 12, аккумулятора 13 тепла с утолщенным основанием и центральной ступенчатой частью, в центре которой размещена стеклянная емкость 14 для заданного объема топли ва. Причем соотношение диаметров ступенчатой зауженной части D и ем кости с топливом d желательно должно быть равно 2, зона свободного объема 15 в iO-15-раз превышает заданный объем топлива, а масса аккумулятора тепла в 100-150 раз превышает массу заданного объема топли ва. . Растворимость кислорода в топлив при заданной температуре определяют следующим образом. Собирают сосуд для нагрева топли ва. Причем стеклянная емкость 14 то ливом не заполняется, а шприц 7с топливом не соединен с сосудом 3 для нагрева топлива.Последний устанавливается в гнездо термостата 16, отрегулированного на заданную темпе ратуру, и выдерживается в течение времени, необходимого для достижени аккумулятором тепла заданной температуры (для i 200°С, С 95 мин). Индукционный период окисления то .лива при заданной температуре определяется следующим образом. Собирают сосуд для нагрева, топл ва. Причемстеклянная емкость 1.4 то ЛИВОМ не заполняется, .а шприц 7 с топливом не соединен с сосудом 3 дл нагрева топлива. Последний устанавливается в гнездо термостата 16, отрегулированного на заданную темпе ратуру и выдерживается в течение вр мени, необходимого для достижения а кумулятором тепла заданной температ ры (для t , 95 мин) . Шприц заполняют испытуемым топливом в кoличecтJвe 10 см и соединяют с сосудом 3 (после его прогрева). Нажатием на шток шприца вводят заданный объем топлива в сосуд 3. Топливо полностью заполняет стеклянную емкость 14, расположенную вдоль оси аккумулятора 13. Точность и достоверность определения индукционного периода тем вьоие, чем меньше времяЕ достижения топливом заданной температуры, т,а. чем выше скорость нагрева. Для достижения максимальной скорости нагрева топлива в корпус 4 устройства устанавливают аккумулятор 13 тепла. Кроме того, осуществляют импульсный ввод топлива с помощью обратного клапана б и шприца 7. Благодаря тому, что масса аккумулятора примерно в 150 раз превышает массу заданного объема топлива, топ ливо достигает заданной температуры за 2-3 мин, т.е. в зависимости от заданной температуры нагрев осуществляется со скоростью 100-150 град/мин. Под действием.давления в сосуде (от испарения топлива производят отбор порций топлива а количестве 1 этого с помощью медицинской иглы 2 .соединяют массообменную хячейку 1 с сосудом 3 для нагрева топлива. Открывают кран 10 и впрыскивают порцию топлива в ячейку 1. Затем массообменную ячейку отсоединяют от сосуда 3 и подсоединяют к хроматографу, проводят определение содержания растворенного в порции топлива кислорода, С заданной периодичностью (для t 200с, t - i мин) производят отборы порций топлива в массообменные ячейки (по 1 см) и определенне содержания растворенного кислорода. В зависимости от испытуемого образца топлива, наличия в нем антиокислителя его состава и количества характер изменения содержания растворенного в топливе кислорода по времени нагрева и термо.статирования может быть различным (фиг, З). Для определения индукционного периода указанную зависимость строят в виде графика, на который наносят линию, параллельную оси абсцисс и равную „ по величине растворенности кислорода в топливе при заданной температуре. Момент снижения зависимости Т (фиг-, з) на 3-5% относительно линии растворимости 11 характеризует начало окислительного процесса. А период между указанным моментом и началом нагрева топлива составляет индукционный период,Величина снижения содержания растворенного кислорода относительно растворимости, равная 3-5%, принята в связи с тем, что является порогом чувствительности, так как соответствует точности хроматографического определения содержания в топливе кислорода. Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет расширить диапазон определения индукционного периода окисления топлива при повышении его точности и достоверности.. Пример. Способ реализуют на топливе РТ, в 10 см которого добавлен антиокислитель - ионол в количестве О,t)08 г.. Добавка такого количества ионола исключает убыль Кислорода на окисление в течение 10 мин при 200°С. Подготовленное таким образом топливо в количестве 10 см вводят в прогретый до 200с сосуд для нагрева.. За 3 мин топливо дости-гает 200С, нагреваясь, со скоростью 150 град/мин. За счет испарени топлива в сосуде подним.ается давление, под действием которого производят отбор порций топлива в 1 см в массообменные ячейки. Ячейки предварительно вакуумируют и заполняют гелием. Затем из сосуда для нагрева отбирают с -интервалом в 1 мин. Каждую ячейку с топливом подключают к хроматографу для определения содержания растворенного в топ ливе кислорода. Результаты трех последних практически близких по значению определений составляют 1,06;1,11 и 1,16%. Среднее значение этих определений составляет 1,11% при 200С. Характер изменения содержания кислорода, растворенного в топливе РТ с добавкой ионола, пред ставлен линией 1 (фиг. 3). Наряду с определением содержания кислорода, растворенного в топливе определяют величину растворимости топлива при той же температуре. Для примера раствори|лость при равна 1%. После нанесения на график величины растворимости и величин содержания кислорода по времени испытания: в начале испытания 5%, через 1 мин 3,7%,через 2 мин 0,8%, через 3 мин 0,3%, определяют величину индукционного периода окисления, равную 2 мин,считая от начала нагрева до точки пересечения линии, характеризующей величину растворимости с линией содержания кислорода в топливе. Данные испытаний представлены в таблице. Из таблищ видно, что значение индукционного периода стабилизируется и становится равным 2 мин при скорости нагрева 100-150 град/мин. Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить эффективность определения за счет возможности такого определения на высоких температурных режимах. Кроме того, учитывается величина растворимости кислорода в топливе, т.е. точность определения по предлагаемому способу выше. Точность определения также достигается и оптимальным режимом нагрева топлива - со скоростью 100-150 град/мин, так как такой нагрев исключает расход кислорода на окисление.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДУКЦИОННОГО ПЕРИОДА ОКИСЛЕНИЯ ТОПЛИВА путем нагрева его эгщанного количества до заданной температуры, термостатирования с периодическим отбором порций топлива и определе нием в них хрсмхатографически содер- жания растворенного кислорода с последующей фиксацией индукционного периода, определяемого по разности между временем начала нагрева и моментом резкого снижения содержания растворенного кислорода, отличающийся тем, что,, с целью расширения температурного диапазона определения и повышения его точности, в отобранных порциях топлива первоначсшьно определйют величину растворимости кислорода в. топливе при заданной температуре, нагревая его со скоростью 100 150 град/мин,, а момент резкого снижения содержания растворенного кислорода определяют относительно величины растворимости при заданной (Л температуре. i :о X о 4