Способ оценки окисляемости и степени окисленности моторных топлив и их компонентов Советский патент 1980 года по МПК G01N33/22 

1

изобретение относится к нефтехимии, химмотологии нефтеперерабатывсшзщей промышленности и применяется для определения склонности к окислению и сте- j пени окисленности моторных теплив.

Известен способ оценки окисляемости и степени окисленности моторных ТОПЛИВ путем их окисления кислородом воздуха и определения количества пог- JQ лощенного кислорода и образующегося в топливе при его окислении кислородом воздуха осадка l ,

Однако осадок является лишь небольшой частью продуктов окисления, образующихся в топливе,-и, следовательно, точность, определения недостаточна.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса, а именно разработка прямого, простого и унифицирован- JQ ного способа оценки склонности к окислению и степени окисленности моторных ТОПЛИВ в эксплуатационных условиях на всем пути их прохождения от нефтеперерабатывающего завода (складов дли- 25 тельного хранения) до камеры сгорания двигателя.

Указанная цель достигается использованием в качестве окислителя перманганата калия. Окисление ведут в о

кислой среде при 15-60 С в течение 20-120 мин. Топливо окисляется ионом четырехокиси сег-1ив алентного марганца (Мп+ ) в кислой среде, восстанавливающегося при этом до двухвалентного марганца (Мп ) .

Величина ПК (поглощение кислорода) соответствует количеству миллиграммов кислорода, поглощенному 2 мл и условно пересчитанному на 100 мл топлива при 15-60С,предпочтительно при 25°С, и продолжительности реакции 20-120, предпочтительно 30 мин.

В стеклянную коническую 250 мл колбу с притертой пробкой вводят 2,5 мл 0,1 н.водного раствора перманганата калия (КГ1П04)/ 10 мл 20%-ного водного раствора серной кислоты и 2 мл-ис.пытуемого топлива или его компонента. Колбу закрывают стеклянной пробкой и, не встряхивая, погружают на 30 мин э зоду с температурой 25±0,5С. По окончании установленного времени реакцию окисле 1ия обрывают, введя в колбу раствор 2 г йодистого калия в 100 Мл дисти.ллированной воды. Смесь встряхивают, а выделившийся йод оттитровывают 0,1 н.раствором тиосульфата натрия NajSjOj- в присутствии 1 мл

0 5%-ного раствора крахмала (индикатора) , Количество пошедшего на титрование тиосульфата натрия эквивалентно количеству перманганата калия, не израсходованного после тридцатиминутного периода на окисление топлива.

ПК MM,-§JJi o .

Од/100 мл топлива,

де О,8

миллиграммов кислорода, выделяемого 1 мл 0,1 н.раствора КМпОд Б кислой cpeiie;

2 кп TonJiHBa, введ(гино1о в р с.-акцию J

100

мл -гоплива, на которые условно пересчитывают значение ПК;

Показ атели

ИзЕестнь й

Температура определени л , С IbO-llU)

а - 25 МП 0,1 и. рас т вора КМпО,.

введенного в реакцию; б - f/m О , 1 н . раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование выделившегося йода.

Определение ПК предельно упрощается при использовании 0,1 н. титрстандартов перманганата калия и тиосульфата натрия. Метрологическая оценка способа доказывает, что максимальное отхлонение от среднего параллельного опредэления соста:вляет ±2,0 относит. %

По сравнению с известным предлагабя-.ый способ имеет значительные преимущества, что видно из табл. 1. Таблица 1

о б -)-Пред .па гаемый 25

реак,5-2.0

на o,i-. ) ;а

Точьс с .,зитэ.тъ ос Г :

ягйк ле

Опр л но чс я

Как видно КЗ табл„ .1, тометричоское окисление югорного топлива пхзотекает интексизко при нкзкой температуре, что практически недостижимо при окислении молекулярным кислородом. На фИ1% 1 гтредста-зло.йо изменение значения ПК з завксимост от температуры реакции на примерз реаЛгнвного топлива РТ (ГОСТ 3.6564-71) . При помоии значений ПК в пре;целах 20-60° С снимается кинетика окис-ления топлива.

Скорость перманганатометрического окисления то 1лиБа увеличивается с ростом продод1жительнос;ти окисления, На фиг, 2 представлено увеличение. количества поглощеннохо топлиаом кислорода при 25°С {ПКг, ) с продолжительностью реакции окисления. ПоАТ1-5Осферное

Ста.чдартная для

л;;:ая

о - 1:. ХИМИче кого анализа

Высокие

Отсутствует

Колдчество кислорода, израсходова::П5ого аа окисление

лученная графическая за.висимость отраМ ает также кинетику окисления топЛИВ )...

На фиг. 3 сопоставляется изменение скорости поглощения реактивным топливом РТ молекулярного кислорода при 150°С в соответствующей сложной annapiiType с изменением значений ПК для полученных при оксидатов. Кривая изменения ПК25 полностью отражает кинетику окисления топлива при высокой температуре, что исключает необходимость замерять количество поглощения кислорода в сложных условиях (газометрически).

Пример 1, По величине ПКг получшот представление о методе получения топлива, что подтверждается данчы ли табл. 2

Таблица 2

Продолжение табл. 3

Пример 4, По величине , оценивается окисляемость чистых топ. ливных углеводородов, сильно различающаяся в зависимости от их химического строения. Окисляемость топливных групп углеводородов увеличивается в ря,цу: парафиновые- -алкилнафтеновые ал кил моноцикли чес кие ароматические- -5-апкилбициклическне ароматические.

Пример 5. При помощи ПК устанавливается стабильность топлива для длительного хранения. Для этого определяется ПКззТоплива дои после окисления, например, при нагреве 6 мл топлива в 250 мл конической колбе с обратным холодильником над медью в Течение 7 ч при 100°С.

Чец меньше разница между значения ми , тем оно стабильнее при хранении, что иллюстрируется табл. б.

Таблицаб

64 51

10 28

Таблица 5

Продолжение табл.б

в условиях длительного хранения наиболее стабильны топлива прямой перегонки Т-1 и ТС-1, за ними следуют гидроочищенные топлива с антиокислительной присадкой ионол в количестве О ,003 масс, .%.

Пример 6. По величине ПК25 оценивают необходимость ингибирования и эффективность применяемых для этого антиокислительных присадок, как низкотемпературных для длительного хранения топлива, так и высокотемпературных для улучшения термической стабильности топлива. Для этого определяют топлива с присадкой и без нее до и после окисления. Чем больше разница между значениями OKjs топлива без присадки До и после окисления, тем оно менее стабильно и тем больше нуждается в инги.бировании. Чем разница меньше, тем антиокислительная присадка эффек тивнее. Так, например, разница между топлива РТ без присадки до и после окисления равна 88-40 48, в то время как с 0,003 масс,%чионола она составляет 45-40 5. Очевидно, что в данном случае присадка ионол достаточно эффектив1 а в качестве антиокислителя . Пример 7. По .величине ПКт устанавливают термическую стабильность топлива. Для этого определяют nKjg товарного топлива и его оксидата, псэлученного, например, при 150°С в течение 100 мин. Образование оксидата с нерастворенной фазой (осадок, мутность, отложения на стекле) указывает на термически нестабильное топливо, В отсутствие нерастворенной ,фазы (истинный раствор) значение ПК25 указывает на относительное приреидение в оксидате растворимых продук TQB окисления . Ниже приведены данные определения термической стабильности реактивных топлив при помощи значений ПК25Та блиц а7 119 ffK

SO СС

20

40

30 Продолжение табл.7 Как видно из табл. 7, прямогонное топливо ТС-1 и Т-1 при термически нестабильно (образуется осадок) Гидрогенизационное топливо (Т-6, РТ, Т-8В), в котором осадок не образуется, при термически стабильно. Тем не менее, различные значения разницы между nKjg исходных топлив и их оксидатов характе ризуют относительное содержание продуктов окисления в растворе и указывают на неодинаковую окисляемость топлив в данных условиях. Формула изобретения Способ оценки окисляемости и степени окисленности моторных топлив и их компонентов путем их окисления и определения количества поглощенного кислорода, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, в качестве окислителя используют перманганат калия и окисление ведут в кислой при 15-бО°С в течение 20-120 мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Саблина 3, А. Состав и химическая стабильность моторных топлив. М., Химия, 1972, с. 258-267 (проотип) .