CS272621B1 - Testing liquid - Google Patents

Description

OS 272 621 B1

Vynález sa týká skášobnej kvapaliny pre vstrekovacie systémy vznětových motorov,ale aj ako netoxickej čistiacej kvapaliny v strojárstve, zábezpečujácej bezproblémovénastavenie a testovanie agregátov, ich bezporuchová činnosk počas i po testovaní.

Známa skúšobná kvapalina pře vstrekovacie systémy vznětových motorov (PetropalA/l 5, OS 6574) sa v sáčasnosti vyrába kyselinovou rafináciou ropného destilátu s desti-lačným rozmedzím 180 až 360 °C. Nevýhodou tejto kvapaliny je vyšší obsah sírnych zláče-nín a najma zabezpečovanie jej výroby, pričom vznikajá' ako vedíajší produkt kažko likvi-dovateíné kyslé gudróny, zhoršujúce pracovně a životné prostredie. íalej je nutná spo-třeba kyseliny sírovej alebo olea na rafináciu ropnej frakcie. Ďalším nedostatkom takejskášobnej kvapaliny je premenlivá a nie vždy vyhovujúca biologická účinnost a dráždivoskna pokožku, vyššia viskozita, ktorá sa mění v závislosti od použitéj suroviny, ako ajpříliš široké rozpatie teplot varu. Zasa iné známe skúšobné kvapaliny májá široké rozpa-tie viskozít, hustoty i tepl&t vzplanutia, čo zhoršuje reprodukovateínost reguláciea testovania vstrekovacích systémov dieselových motorov pri výrobě, servise i v labora-tórnych podmienkach.

Pieto nedostatky však odstraňuje podía tohto vynálezu skúšobná kvapalina pre vstre-kovacie systémy vznětových motorov, obsahujúca zmes pozostávajúcu najmenej z dvoch uhlo-vodíkových frakcií A, B, C, v ktorej frakcia A je zmes najmenej dvoch alkánov o počteuhlíkových atómov v molekule 8 až 20, frakcia B je ropný destilát z rozpatia teplot varu165 až 365 °C so Specifickou hmotnostou pri teplote 20 °O 800 až 855 kg.m-^ a s kinema- p 1 tickou viskositou 20 až 70 mm . s“ a frakcia 0 je upravený olejový destilát s teplotou va-ru nad 360 °C, špecifickej hmotnosti pri teplote 20 °C 840 až 875 kg.m-^, kinematickejviskositě pri 20 °C, 65 až 80 mm2.s“1. Přitom obsah jednotlivých frakcií je 3 až 60 % prefrakciu A, 11 až 96 % pre frakciu B a 4 až 55 95 pre frakciu C, pričom výsledná kvapalinamá pri teplote 40 °C kinematická viskozitu 2,45 až 2,80 mm2.s“1, teplotu vzplanutia 60 až105 °C a obsah aromatického uhlíka 0,03 až 11 95. Výhodou skášobnej kvapaliny pódia tohto vynálezu je nová formulácia a determinovanéfýzikálno-chemické vlastnosti, užší rozsah teplSt varu, nižšia viskozita, umožňujúcereprodukovateíná reguláciu a testovanie vstrekovacích systémov vznětových motorov pri vý-robě, používaní, servise i v laboratórnych podmienkach. Potom biologická indiferentnosk(nedráždi pokožku), navýše jej aplikovateínosk aj pri odmaskovaní v strojárstve, praní lo-žiskových krážkov a ostatných ložiskových sáčastí. Ďalej nízká biologická "agresivita”,výrazné nižší obsah zláčenín síry, ako aj jej skladba z komponentov technicky dosažitel-ných bez zhoršovania pracovného a životného prostredia. V neposlednom radě zameniteinoskjednotlivých komponentov skášobnej kvapaliny pri dodržovaní definovaných kvalitatívnychpožiadaviek.

Alkány Cg až 02θ predstavujú predovšetkým n-alkány získané deparafinizáciou pomocoumolekulových sít, ale aj izoalkány s cykloalkánmi, pričom však případné příměsi aroma-tických uhíovodíkov nesmá presiahnuk 10 % hmot. Pri formulácii skášobnej kvapaliny z uve-dených alkánov, ropných destilátov, či upravených olejových destilátov alebo destilátuproduktu hydrokrakovania kažkých ropných uhíovodíkov (vákuových destilátov, mazutu ažgudrónu) třeba dbak, aby skúšobná kvapalina mala při teplote 40 °C kinematická viskozitu2,45 až 2,80 mm .s a teplotu (bod) vzplanutia v uzavretom kelímku najmenej 60 °C. Úprava olejového destilátu alebo aj širšieho ropného destilátu sa robí dealkanizáciou,najma však selektívnou, hydrogenačnou a spravidla ešte aj adsorbčnou rafináciou. PřitommSže byk aj iné poradie rafinačných operácií a nezriedka aspoň jeden rafinačný stupeň mož-no aj vynechat. Zvlášt vhodnou rafinačnou metodou skášobnej kvapaliny alebo aspoň jednéhojej komponentu je rafinácia rafinačnou, či bieliacou hlinkou na báze aktivovaných bento-nitov (kyselinou aktivovaného montmorillonitu). Ďalšie údaje o zložení, vlastnostiaoh a výhodách skášobnej kvapaliny podlá tohto vy-nálezu sú zřejmé z príkladov. GS 272 621 B1 2 Příklad 1

Odpařafinováný olejový destilát (R 931) selektívne a hydrogenačne rafinovaný o kine-matické j viskozite pri teplote 20 °C 64 mm2.s~' sa zmieša so 60 % hmot. zmesi n-alkánovs poětom uhlíkových atómov 9 až 14 a takto vzniknutá zmes sa adsorbčne rafinuje 2 % hmot.rafinačnej (aktívnej, bieliacej) hlinky za stálého miešania pri teplote 80 °G, počas 30min. Po odfiltrovaní použitej rafinačnej hlinky sa dostává produkt o kinematickej visko-zite při teplote 40 °C 2,72 mm2.s-1 a hode (teplote) vzplanutia 82 °G, špecifickej hmot-nosti pri 15 °C = 800 kg.m“^, rozpatí t. v. destilačnou skúškou 198 až 400 °C, ktorý jevhodnou skúšobnou kvapalinou pre vstrekovacie systémy vznětových motorov. Příklad 2

Odparafínovaný olejový destilát selektívne a hydrogenačne rafinovaný s kinematickouviskozitou pri 20 °C 25.10“® m2s”^ sa zmieša v množstve 55 % hmot. so 45 % hmot. zmesin-alkánov s počtom uhlíkových atómov 9 až 14a takto vzniknutá zmes sa adsorbčne rafinuje2 % hmot. rafinačnej (bieliacej) hlinky pri teplote 80 °C počas 30 min za neustálého mie-šania. Po odfiltrovaní použitej rafinačnej hlinky sa dostane skúšobná kvapalina prevstrekovacie systémy vznětových motorov, s kinematickou viskozitou pri teplote 40 °C2,60.10"® m2s"1 a bode vzplanutia 75 °0. Příklad 3

Odparafínovaný olejový destilát selektívne a hydrogenačne rafinovaný s kinematickouviskozitou pri teplote 20 °C 64 mnTs“ (R 931) sa v množstve 35 % hmot. zmieša so 65 %hmot. ropného destilátu o hustotě pri 20 °0 809 kg.m"^ a s destilačným rozmedzím 170 až270 °G (komponent 1SK) a takto vzniknutá zmes sa adsorbčne rafinuje 2 % hmot. rafinačnejhlinky pri teplote 80 °C počas 30 min za neustálého miešania. Po odfiltrovaní použitej ra-finačnej hlinky sa dostane produkt, ktorý vyhovuje svojimi vlastnosíami skúšobnej kvapali-ne pre vstrekovacie systémy vznětových motorov s kinematickou viskozitou pri teplote 40 °C2,67 mm2.s"' a bodom vzplanutia 76 °C. Příklad 4

Odparafínovaný olejový destilát selektívne a hydrogenačne rafinovaný s kinematickouo 2 1 viskozitou pri teplote 20 °G 25 mm s" sa v množstve 50 % hmot. zmieša s 50 % hmot. ropné-ho destilátu s měrnou hmotnosčou při teplote 20 °0 = 809 kg.m”^ a s destilačným rozmedzím170 až 270 °C. Takto vzniknutá zmes sa adsorbčne rafinuje 2 % hmot. bieliacej rafinačnejhlinky při teplote 80 °G počas 30 min za neustálého miešania. Po odfiltrovaní použitej ra-finačnej hlinky sa dostane skúšobná kvapalina pre vstrekovacie systémy vznětových motorovo kinematickej viskozite pri teplote 40 °C = 2,65 mn^s“1 a bode vzplanutia 75 °C. Příklad 5

Odparafínovaný olejový destilát selektívne a hydrogenačne zrafinovaný (R 931) s kine-matickou viskozitou pri 20 °C 64.10"® m2s"5 sa adsorbčne rafinuje 4 ® hmot. rafinačnejhlinky při teplote 100 °C počas 30 min za neustálého miešania. Po odfiltrovaní použitejrafinačnej hlinky sa 200 g takto získaného olejového destilátu přidá k 300 g zmesi n-alká-nov s počtom uhlíkových atómov 9 až 14. Získaná zmes vyhovuje svojimi vlastnosíami skú-šobnej kvapaline pre vstrekovacie systémy vznětových motorov a má kinematická viskozitupri teplote 40 °G = 2,70.10"® m2s"' a bod vzplanutia 80 °C. Příklad 6

Odparafínovaný olejový destilát selektívne a hydrogenačne rafinovaný s kinetickouO 6 2 1 viskozitou pri teplote 20 C 64.10“ m s“ (R 931). sa adsorbčne rafinuje so 4 % hmot. ra-finačnej hlinky pri teplote 100 °C počas 30 min za neustálého miešania. Po odfiltrovaní po-užitej rafinačnej hlinky sa 350 g takto získaného olejového destilátu přidá k 650 g ropné-ho destilátu s destilačným rozmedzím '70 °G až 270 °C a s měrnou bmotnosíou pri teplote20 °G = 809 kg.m~3. Získaná zmes vyhovuje svojimi vlastnosíami skúšobnej kvapaline prevstrekovacie systémy vznětových motorov a má kinematická viskozitu pri teplote 40 °0 = 2,60.10"® m2s“1 a bod (teplotu) vzplanutia 75 °C. CS 272 621 B1 3 Příklad. 7

Plynový destilát z poloparafinickej ropy s destilačným rozmedzím 200 až 360 °Ca špecifickej hmotnosti pri 20 °C = 849 kg.m“3 sa adsorbčne rafinuje 2 % hmot. rafinač-nej (bieliacej) hlinky pri teplote 80 °C za neustálého miegania počas 30 min. Po od-filtrovaní rafinačnej hlinky sa 60 % hmot. tohto rafinátu zmieša so 40 % hmot. n-alká-nov s počtom atómov uhlíka 14 až 18. Táto zmes n-alkánov až Ο,θ představuje frakciuso zaSiatkom destilácie při 252 °C a koncom 276 °C (priemerná molové hmotnost = 208 g..mol“’; Specifická hmotnost = 766,7 kg.m“^; bod vzplanutia v otvorenom kelímku =110 °C;kinematická viskosita pri teplote 20 °C = 3,39 mm2.s“1; pri 40 °C = 2,29 mm2.s-1;njj® = 1,4313; světelná priepustnost pri 425 mm = 100 %; číslo kyslosti = 0,011 mg KOH/g).Takto získaná zmes plynového destilátu a zmesi n-alkánov až Ο^θ má fyzikálno-che-mické vlastnosti výhovujúce skášobnej kvapaline pre vstrekovacie systémy vznětových moto-rov. Tak jej kinematická viskozita pri teplote 40 °C = 2,62 mm2s“’, bod (teplotu) vzpla-nutia 95 °C; Specifická hmotnost při 15 = 820,5 kg.m“3; deštilačné rozpatie t. v. 200 až 360 °C; obsah aromatického uhlíka podlá n-d-K-analýzy = 5,4 í. Kvapalina nepřejavujebiologická dráždivost na pokožku.

Naproti tomu dosiai používaný ropný destilát je zapotreby až dvakrát rafinovat ole—om o koncentrácii 20 % hmot. SOj v množstve po 15 £ hmot. na ropný destilát. Táto ská-Sobná kvapalina (Petropal) představuje frakciu so začiatkom destilácie 192 °C a koncomdestilácie 350 °C, so Specifickou hmotnostou pri 20 °C = 829,1 kg.m"^; s kinematickou vis-kozitou pri 20 °C = 5,04 mm2.s“’ a pri teplote 40 °C = 3,17 mm2.s“’; bodom (teplotou),vzplanutia v otvorenom kelímku = 78 °C; světelnou priepustnostou pri 425 mm = 90 %; čís-lom kyslosti = 0,011 mg KOH/g a priemernou molekulovou hmotnostou 222. Táto skásobná kva-palina, napriek dvojnásobnej rafinácii óleom prejavuje dráždivost na pokožku. Příklad 8 ►

Postup a formulácia skášobnej kvapaliny je podobná ako v příklade 6, len miesto 650 gropného destilátu - frakcie 170 až 270 °C sa použije frakcia 170 až 300 °C a s měrnouhmotnostou pri teplote 20 °C = 826 kg.m“3, pričom získaná skásobná kvapalina má kinematickáviskozitu pri teplote 40 °C = 2,71 · 10“® m2.s”’, s teplotou vzplanutia 76 °C a vyhovuje svo-jimi vlastno stárni ako skášobná kvapalina. Příklad 9

Produkt z hydrokrakovania vákuového destilátu ropy má kinematická viskozitu priteplote 20 °C = 5,43 mm2.s“’ a pri 40 °C = 3,36 mm2.s“1, teplotu tuhnutia = -32 °C, teplo-tu vzplanutia = 90 °C; Specifická hmotnost = 851,9 kg.m“^; np° = 1,4716, priemerná mole-kulová hmotnost = 220 g.mol“’ a světelná priepustnost = 100 %. Produkt představuje .frakciuo teplote varu 213 až 335 °C/101 kPa, pričom pri začiatku destilácie 213 °C do teploty222 °G vydestiluje 10 % obj; 20 % obj. do teploty 235 °C; 30 % obj. do teploty 250 °C; 40 % obj. do teploty 262 °C; 50 % obj. do teploty 278 °C; 60 % obj. do teploty 293 °C; 70 % obj. do teploty 305 °C; 80 % obj. do teploty 320 °C; 90 55 obj. do teploty 335 °C; s koncovou teplotou destilácie 335 °C. Číslo kyslosti = 0,00 mg KOH/g; n-d-m analýza:

Carom. = *'> Ckruhový = 49>22 *’> Ccyklán. = 37,68 %; Cparaf< = 50,78 85; 50 % hmot. , tejto frakcie sa zmieša s 50 % hmot. n-alkánov frakcie až Cjo (specifická hmotnost = = 766)7 kg.m“3; bod vzplanutia = 110 °C; teplota tuhnutia = + 4 C; n?° = 1,4313, číslo kyslosti = 0,011 mg KOH/g; kinematická viskozita pri teplote 20 C = 3,39 mm . s” ; pri 40o 2 1 °C = 2,29 mm . s“ ; priemerná molekulová hmotnost = 208; frakcia so začiatkom destilácie252 °C; 10 % vydestiluje do t. v. 253 °C; 20 % do t. v. 254 °C; 40 % do t. v. 255,°C; 50 %do t. v. 256 °C; 60 % do t. v. 257 °C; 70 % - 259 °C; 80 % do t. v. 262 °C; 90 % do t. v. 272 °C; koniec destilácie pri t. v. 276 °C).

Takto získaná skášobná kvapalina má kinematická viskozitu pri teplote 40 °C = 2,69mm2.s“’; teplotu (bod) vzplanutia v otvorenom kelímku = 102 °C; '.Specifická hmotnost pri15 °C = 820 kg.m“3; index lomu n20 = 1,4512; světelná priepustnost pri 425 mm = 100 CS 272 621 B1 priemerná molekulová hmotnost =216 kg/kmol; Číslo kyslosti = 0,011 mg KOH/g; n-d-m ana-lýza: uhlík aromatický = 5,33; uhlík cyklánický (naftenický) = 27,86 %·, uhlík aromatický+ naftenický = 33,19 %; uhlík parafinický = 66,81 %. Destilačná křivka: začiatok dešti- .lácie pri 225 °C; 10 % vydestiluje do teploty 239 °C; 20 % do teploty 246 °C; 30 % doteploty 251 °C; 40 $ do teploty 257 °C; 50 % do teploty 261 °C; 60 % do teploty 266 °C; 70 % do teploty 276 °C; 80 % do teploty 299 °C; 90 % do teploty 326 °C a koniec destilá-cie je pri teplotě 326 °C.

Tak táto testovacia kvapalina má všetky potřebné fyzikálno-chemické i biologickévlastnosti požadované pre kvalitnú škúšobnú kvapálinu pre vstrekovacie systémy vznětovýchmotorov i tlalšie aplikácie. Příklad 10

Za mieSania sa naformuluje skúšobná kvapalina, pozostávajúca z 30 % hmot. n-alkánovaž Ο^θ a 55 % hmot. práškovaného plynového destilátu, Specifikovaných v příklade 7. i v tabuíke 1 a 11 % hmot. ropnej frakcie so začiatkom destilácie 220 °C a koncom destilá·cie 351 °C, so Specifickou hmotnosíou pri 20 °C = 829,9 kg.cm“·^, kinematickou viskositoupri teplote 20 °C = 5,'1 mm2.s“1 a pri teplote 40 °C = 3,22 mm2.s“\ fialej 4 % hmot. od-parafínovaného olejového destilátu (R 931), selektívne a hydrogenačne rafinovaného, cha-rakterizovaného v příklade 1 a poměrně blízkých vlastností je charakterizovaný aj v ta-buíke 1. o 2 1 Získaná skúšobná kvapalina má pri teplote 20 °C kinematickú viskozitu = 4,59 mm .sa pri 40 °C = 2,79 mm2.s~^; teplotu (bod) vzplanutia v otvorenom kelímku = 92 °C; teplo-tu (bod) tuhnutia = -14 °C; hustotu při 15 °C = 819 kg.m-^; svetelnú priepustnosí = 46 %.Skúšobná kvapalina představuje frakciu so začiatkom destilácie 220 °C a koncom destilá-cie 352 °C. Do teploty 234 °C vydestiluje 10 do teploty 243 °C vydestiluje 20 %·,do teploty 251 °C vydestiluje 30 40 % do teploty 258 °C; .50 % do teploty 264 °C; 60 % do teploty 272 °C; 70 % do teploty 282 °C; 80 % do teploty 305 °C; 90 % do teploty 350 °Ca 95 % do teploty 352 °C. Táto kvapalina má potřebné fyzikálno-chemické i biologické vlastnosti požadovanépre kvalitnú škúšobnú kvapalinu pře vstrekovacie systémy vznětových motorov a aj ako čis-ti ac a kvapalina v strojárštve.

Claims (4)

5 CS 272 621 B1 Ukazovatei Specifická hmotnosí/20 °C, specme Jkg.m"3] Kinematická viskozita/20 °C, Kinematická viskozita/40 °C,[mm2.s”J Bod vzplanutia OK, J^cJBod (teplota) tuhnutia, {fcjSvětelná priepustnost/425 nmČíslo světlosti, [mg KOH/g]Mol. hmotnosí fkg/kmol] Index lomu n^ Destilačná křivka:začiatok destilácie: ÍO % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 <&amp; 90 % Koniec destilácie %n-d-m analýza - CRθΚ po] po] po] po] po] po] [°ol·· po] Po] &amp;] K βθ c%] Tabulka _1 Ropný destilát, resp. rafinovaný Zmes alkánov ropný destilát n-Alkán; C10“°14 y n-AlkúnC14"C18 3 plynovýdestilal kompo-; nent motnafty Produkt nýdrc krakovanía vákuových deštilátov'ropy - Upravený1- olejový - destilát 746 767 850 810 852 870 1,83 3,39 6,06 2,03 5,43 70,7 2,29 3,64 1,46 3,36 26,3 78 110 94 54 90 200 -20 +4 -10 -48 -32 -14 100 100 - 81 100 - 0,017 0,011 0,16 0,044 0 0,02 189 208 238 192 220 375 1,4207 1,4313 1,4714 1,4520 1,4716 1,4799 194 252 215 169 213 nad 360 199 253 235 184 222 201 254 252 189 235 203 255 266 195 250 205 255 278 201 262 208 256 290 210 278 211 257 303 219 - 293 214 259 317 229 : 305 219 262 337 243 320 224 272 362 267 335 238 276 364 278 335 - - 9,82 - 11,54 5,41 - - - - 49,22 37,65 ’ - - - - 37,68 32,24 — - - - 50,78 62,35 PREDMET V Ϊ HÁI B Z U

1. Skúšobná kvapalina pre vstrekovacie'systémy vznětových motorov, vyznačujáca sa tým,že obsahuje zmes pozostávajácu najmenej z dvoch uhlovodíkových frakcií A, B, C, v ktorejfrakcia A je zmes nejmenej dvoch alkánov o počte uhlíkových atómov v molekule 8 až 20,frakcia B je ropný destilát z rozpatia teplot varu 165 až 365 °C so Specifickou hmotnosíoupři teplote 20 °C 800 až 855 kg.m”3 a s kinematickou viskozitou 2,0 až 7,0 mm2.s-1 a frakciaC je upravený olejový destilát s teplotou varu nad 360 °C, Specifickéj hmotnosti při teplo-tě 20 °C 840 až 875 kg.m-3, kinematickej viskozite pri 20 °C 65 až 80 jnm2.s“1, pričom obsahjednotlivých frakcií je 3 až 60 % pre frakciu A, 11 až 96 % pre frakciu B a 4 až 55 % prefrakciu C, pričom výsledná kvapalina má pri teplote 40 °0 kinematická viskozitu 2,45 až 2,80mm2.s-1, teplotu vzplanutia 60 až 105 °C a obsah aromatického uhlíka 0,03 až 11 %.

2. Skúšobná kvapalina pódia bodu 1, vyznačujáca sa tým, že ropný a/alebo olejový desti-lát je upravený, ako adsorbčnou rafináciou, kyselinovou rafináciou, hydrorafináciou, dealka-nizáciou, s výhodou adsorbčnou rafináciou aktívnou bieliacou hlinkou a/alebo hydrogenačnou CS 272 621 B1 6 rafináciou.

3. SkúSobná kvapalina pódia bodu 1 a 2, vyznačujúca sa tým, že rafinovaný ropnýdestilát, s výhodou hydrogenačnou rafináciou, je aspoň zčásti substituovaný destilátomproduktu hydrokrakovania tažkých ropných uhiovodíkov, ako vákuových destilátov ropy,mazutov, gudrónov, olejových rafinátov a extraktov.

4. Skúšobná kvapalina pódia bodu 1 až 3, vyznačujúca sa tým, že obsah aromatickéhouhlíka je 0,5 až 11 %, s výhodou 0,5 až 6 %.