CS265172B1 - Způsob stanovenítěkavých uhlovodíků v olejích - Google Patents

Abstract

Způsob stanovení spočívá v tom, že se střídavě zkoušený olej a referenční vzorek uvádí do kontaktu s nosným vzduchem při izotermních podmínkách, po dosažení rovnovážného stavu nasycení par těkavých uhlovodíků v nosném vzduchu se nosný vzduch uvede do kontaktu s čidly, které využívají oxidovatelnosti těkavých uhlovodíků, v závislosti na parciálním tlaku těkavých uhlovodíků obsažených v nosném vzduchu se mění hodnota signálu na vyhodnocujícím obvodu čidel, z rozdílů hodnot signálu vyhodnocovacího obvodu při kontaktu s nosným vzduchem obsahující těkavé uhlovodíky ze zkoušeného oleje a z referenčního vzorku se určí rozdíl parciálních tlaků těkavých uhlovodíků a zjistí se koncentrace těkavých uhlovodíků ve zkoušeném oleji.

Description

Vynález se týká způsobu stanovení těkavých látek, zejména nižších uhlovodíků a motorové nafty v motorových, rostliných a jiných olejích bez zahřívání na teplotu vzplanutí a bez náročné přístrojové techniky.

Dosud známé způsoby stanovení těkavých látek v olejích vycházejí ze standardní metody podle Clevelanda, kdy vzorek oleje je zahříván v kovovém kelímku, který se požehuje plynovým plamínkem. V okamžiku, kdy odpařené těkavé složky za normálního tlaku ve vzduchové atmosféře vzplanou, odečte se teplota, která je považována za bod vzplanutí. Bod vzplanutí koresponduje s obsahem těkavých uhlovodíků v olejích. Shodnost výsledků dvou výsledků je - 2 °C dle ČSN 65 6212, což vede k odchylkám asi - 1 % obsahu těkavých látek v oleji. Metoda se modifikuje v otevřeném nebo v uzavřeném kelímku. Ze zjištěného bodu vzplanutí se u motorových olejů usazuje na provozní bezpečnost oleje, přítomnost paliva v oleji exploatovaném v motoru, odpařivost oleje a ztráty při exploataci a identifikaci olejů před oxploatací.

U jiných olejů, například rostliných, je možno stanovit obsah těkavých podílů, extrakčních prostředků atp. Nedostatkem této metody je manipulace s otevřeným ohněm a horkým olejem, nutnost odebírání většího množství vzorku, neustálá přítomnost obsluhy při stanovení, dlouhá doba a malá přesnost stanovení. Ani snahy po objektivizaci vizuálního pozorování u standardní metody podle Clevelanda, jako je například zapálení par elektricky žhavenou spirálou, nebo fotometrická detekce záblesku nepřinesly očekávaný výsledek.

Objektivní stanovení těkavých složek v olejích metodou plynové chromatografie vyžaduje nákladné zařízení, kvalifikovanou obsluhu a je časové náročné. Není proto vhodné k provoznímu využití.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se střídavě zkoušený olej a referenční vzorek uvádí do kontaktu s nosným vzduchem při izotermních podmínkách, po dosažení rovnovážného stavu nasycení par těkavých uhlovodíků v nosném vzduchu se nosný vzduch uvede do kontaktu s čidly, které využívají oxidovatelnosti těkavých uhlovodíků, v závislosti na parciálním tlaku těkavých uhlovodíků obsažených v nosném vzduchu se mění hodnota signálu na vyhodnocujícím obvodu čidel,z rozdílů hodnot signálu vyhodnocovacího obvodu při kontaktu s nosným vzduchem obsahujícím těkavé uhlovodíky ze zkoušeného oleje a z referenčního vzorku se určí rozdíl parciálních tlaků těkavých uhlovodíků a zjistí se koncentrace těkavých uhlovodíků ve zkoušeném oleji. Nižší uhlovodíky, rozpouštědla, benzin nebo motorová nafta tvoří ve většině případů s motorovými nebo jinými oleji směs neomezeně mísitelných složek, kdy parciální tlak nasycených par respektive koncentrace těkavých složek nad tímto roztokem se řídí Raoultovým zákonem a závislost na teplotě je popsána Antoineovou rovnicí. Tento parciální tlak nasycených par, respektive jejich koncentrace, je i za laboratorních teplot dostatečný pro stanovení vhodným čidlem. Odezva čidla bude podle fyzikálních zákonitostí odpovídat molárnímu zlomku těkavé složky v oleji. Vhodnými čidli k tomuto stanovení mohou být u složek s nižším bodem varu, například čidla pělistorového typu, pro složky s vyšším bodem varu detektory plamenně-ionizační nebo čidla odvozená od polovodičových oxidů. Uvedené typy čidel využívají oxidovatelnosti těkavých složek obsažených v olejích. U dvousložkových směsí je výpočet koncentrace těkavé složky jednoduchý, zatímco u vícesložkových směsí se musí pracovat metodou kalibrační křivky při neměnném podílu jednotlivých fází těkavých složek. Pro praktické využití však dostačuje zjištění, že existuje jednoznačná závislost mezi bodem vzplanutí a údajem čidla.

Stanovení těkavých látek podle vynálezu zkracuje dobu stanovení ve srovnání s bodem vzplanutí z 1/2 hod na 5 až 10 min. Odstraňuje manipulaci s rozpouštědly a otevřeným ohněm. Umožňuje automatizaci stanovení těkavých podílů a zvyšuje shodnost stanovení na - 0,5 % obsahu těkavých látek.

Jako první příklad využití tohoto vynálezu je uvedeno stanovení benzinu a motorové nafty v motorových olejích. Motorové oleje je možno třídit podle viskozity nebo podle provozních vlastností daných druhem a množstvím v nich obsažených aditiv. Multigrádní oleje obsahuji značné množství aditiv, které posouvají základní tenzi čistého oleje směrem k vyšším hodnotám. Stanovení obsahu benzinu ve všech typech olejů vede k jednoznačným výsledkům bez ohledu na typ motorového oleje, protože odstup signálu uhlovodíků typu n-heptanu, oktanu a toluenu od referenční linie čistého oleje je značný již v koncentracích 0,1 %.

Příklad 1

U motorové nafty, která je směsí uhlovodíků vroucích v rozmezí přibližně 150 °C až 360 °C je nutné přihlédnout k typu oleje a sestrojit pro každý typ oleje kalibrační graf, protože celková tenze u motorové nafty v porovnání s benzinem je několikrát nižší a je ovlivněna především parciálním tlakem par aromatických uhlovodíků. Příklad izotermního stanovení motorové nafty v oleji M6AD je uveden na obr. 1, kde olej byl vytemperován na teplotu 21,5 °C a kde množství oleje bylo 20 ml a průtok vzduchu činil 2,5 1/min. K detekci bylo použito polovodičové čidlo oxidového typu ve složení SnC^, Al^O^, Ii^O^ s dotací Pt. Toto čidlo se vyznačuje tím, že mění svůj odpor v závislosti na koncentraci oxidovatelných plynů a par v procházejícím vzduchu. Ve vyhodnocovacím elektrickém obvodu se změna odporu polovodičového čidla převede na signál, například napětí nebo frekvenci, které jsou zaznamenány na liniovém zapisovači obr. 1. Přechodové charakteristiky na obr. 1 jsou rozděleny do několika pracovních taktů. V pracovním taktu až prochází čidlem čistý vzduch a odezva je referenční linií čidla, ke které se vztahují další naměřené hodnoty. V pracovním taktu T^ ^T3 vzduch prochází desorpční nádobkou s čistým olejem a zápis představuje desorpčhí přechodovou charakteristiku. V úseku až probíhá desorpce především ze spojovacích hadiček a z čidla. Poslední úsek až T^ představuje přechodovou charakteristiku oleje obsahem 1 % motorové nafty. Cejchovní křivka získaná z ustálených stavů pro různé koncentrace nafty v oleji M6AD je znázorněna na obr. 2. Pomocí cejchovní křivky lze odečíst z naměřeného napětí na vyhodnocovacím obvodu čidla celkový parciální tlak těkavých uhlovodíků obsažených v procházejícím vzduchu, respektive koncentraci těkavých uhlovodíků obsažených ve zkoušeném vzorku oleje. V uvedeném případě napětí na vyhodnocovacím obvodu čidla bylo 60 mV a tomu odpovídala koncentrace 1,5 % obsahu motorové nafty v oleji M6AD.

Příklad 2

Obdobně byl stanoven n-heptan ve slunečnicovém oleji. Této metody může být využito průmyslově ke stanovení zbytků extrakčních rozpouštědel v rostlinných olejích. Citlivost tohoto stanovení je 0,01 % n-heptanu v oleji, základní linie čistého neoxidovaného slunečnicového oleje je blízká referenční linii vzduchu.

Claims (1)

1. Způsob stanovení těkavých uhlovodíků v olejích, vyznačující se tím, že se střídavě zkoušený olej a referenční vzorek uvádí do kontaktu s nosným vzduchem při izotermních podmínkách, po dosažení rovnovážného stavu nasycení par těkavých uhlovodíků v nosném vzduchu se nosný vzduch uvede do kontaktu s čidly, kde v závislosti na parciálním tlaku těkavých uhlovodíků obsažených v nosném vzduchu se mění hodnota signálu na vyhodnocujícím obvodu čidel a z rozdílů hodnot signálu vyhodnocovacího obvodu při kontaktu s nosným vzduchem obsahujícím těkavé uhlovodíky ze zkoušeného oleje a z referenčního vzorku se určí rozdíl parciálních tlaků těkavých uhlovodíků a zjistí se koncentrece těkavých uhlovodíků ve zkoušeném oleji.