DD264762A1

DD264762A1 - METHOD FOR DETERMINING THE FLASH POINT

Info

Publication number: DD264762A1
Application number: DD30812887A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Heyde; Gudrun Krauss; Dieter Krauss; Wolfgang Szczepanski
Original assignee: Bitterfeld Chemie
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1989-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Flammpunktes von Fluessigkeiten, das leicht durchfuehrbar ist. Der Flammpunkt soll mit hoher Genauigkeit bestimmt werden koennen. Es wurde ein Verfahren gefunden, bei dem der Flammpunkt von Fluessigkeiten bestimmt werden kann, wenn die Fluessigkeitsdaempfe ueber der Fluessigkeit durch einen Entladungsfunken einer elektrischen Hochspannungsquelle nach einer eingestellten Temperatur und in eingestellten Abstaenden zu zuenden versucht werden und der Flammpunkt durch einen Entflammungsdetektor auf optischem Wege erfasst werden.The invention relates to a method for determining the flash point of liquids, which is easy to carry out. The flash point should be determined with high accuracy. There has been found a method in which the flash point of liquids can be determined when the fluid attenuations due to the liquid are attempted by a discharge spark of a high voltage electrical source at a set temperature and at set intervals and the flash point is detected optically by a fire detector become.

Description

Characteristic of the known state of the art

Unter dem Flammpunkt versteht man die niedrigste Temperatur einer Flüssigkeit, bei de·· sich in Abhängigkeit vom äußeren Luftdruck aus der zu prüfenden Flüssigkeit Dämpfe in solcher Menge entwickeln, daß sie mit der über dem Flüssigkeitsspiegel befindlichen Luft ein Gemisch bilden, daß beim Heranführen einer Zündquelle entflammt, ohne die Flüssigkeit selbst zu entzünden.The flash point means the lowest temperature of a liquid in which, depending on the external atmospheric pressure, vapors develop from the liquid to be tested in such a quantity that they form a mixture with the air above the liquid level, that when an ignition source is introduced ignited without igniting the liquid itself.

Die Flammpunktbestimmung ist sowohl zum Zweck der Qualitätskontrolle notwendig, als auch deshalb von Bedeutung, weil der Flammpunkt Aussagen zur Feuergefährlichkeit der entsprechenden Substanzen und auch zu erwartende Dampfverluste während einer Lagerung ermöglicht. Außerdem ist es möglich, die gesetzlich geforderten Flammpunkte bei brennbaren Flüssigkeiten anhand der Stoffkennwerte in Gefahrenklassen brennbarer Flüssigkeiten einzuordnen.The determination of the flash point is necessary for the purpose of quality control, as well as because of the importance, because the flash point allows statements on the fire hazard of the corresponding substances and also expected vapor losses during storage. In addition, it is possible to classify the legally required flash points for flammable liquids on the basis of the substance characteristics in hazard classes of flammable liquids.

Für die Bestimmung des Flammpunktes sind Methoden bekannt, die auf die Verwendung einer Flamme als Zündquelle boruhen.For the determination of the flash point methods are known which boruhen on the use of a flame as a source of ignition.

Die Flammpunktbestimmung nach PENSKY-MARTENS im geschlossenen Tiegel wird so durchgeführt, daß eine Probe der zu untersuchenden Flüssigkeit unter gleichmäßigen Rühren mit festgelegten Geschwindigkeiten aufgeheizt und in bestimmten Temperaturintervallen bei gleichzeitigen Unterbrechen des Rührens auf Entflammbai koit geprüft wird.The PENSKY-MARTENS flash point determination in a closed crucible is carried out so that a sample of the liquid to be examined is heated at fixed speeds with uniform stirring and tested at certain temperature intervals with simultaneous interruption of the stirring on the ignition flue.

Die Flammpunktbestimmung nach MARCUSSON im offenen Tiegel erfolgt in der Weise, daß eine Probe der zu untersuchenden Flüssigkeit orhitzt wird. Bei Annäherung an die Flammpunkttemperatur wird bei jedem Grad Temperaturanstieg eine Zündflamme in einem bestimmten Zeitraum über die Tiegeloberfläche von einem Rand des Tiegels zum anderen hin und her bewegt. Sobald die Entflammung eintritt, ist die Temperatur am Thermometer abzulesen und als Flammpunkt zu vermerken.The MARCUSSON flash point determination in the open crucible is carried out in such a way that a sample of the liquid to be examined is orhitzt. As the flashpoint temperature approaches, at each degree of temperature rise, a pilot flame is swept across the crucible surface from one edge of the crucible to the other over a period of time. As soon as the ignition occurs, the temperature should be read off the thermometer and noted as a flashpoint.

Diese Verfahren weisen eine Reihe entscheidender Nachteile auf, die zu fehlerhaften Bestimmungen des Flammpunktes führen können. So ist den beiden Bestimmungsmethoden eigen, daß es sich um eine rein visuelle Bestimmung des F'ammpunktes mit allen damit zusammenhängenden subjektiven Fohlerquellen handelt.These methods have a number of significant disadvantages that can lead to incorrect determination of the flash point. Thus, the two methods of determination are peculiar to the fact that it is a purely visual determination of the point of origin with all its subjective subjective sources.

Eine Schwierigkeit der Feststellung des ers.en Entflammens des Gas-Luft-Gemisches über der Flüssigkeit liegt darin, daß die Flamme nicht sehr intensiv ist und sehr leicht mit dem die Zündflamme umgebenden bläulichen Schein verwechselt werdenOne difficulty in determining the high flammability of the gas-air mixture over the liquid is that the flame is not very intense and is easily confused with the bluish glow surrounding the pilot flame

Nachteilig ist außerdem, daß als Zündquelle nur Flammen einer bestimmten Länge zulässig sind und dio Flammen nur in einem bestimmten Zeitintervall, beispielsweise 0,5 oder 1 Sekunde diskontinuierlich mit der Oberfläche der zu untersuchenden Probe in Kontakt gebracht werden dürfen, wobei dies immer dann zu erfolgen hat, wenn die Temperatur jeweils um einen gewissen Betrag, beispielsweise um 1 °0, gostiegen ist. Die Einhaltung all dieser Forderungen ist in der Praxis kaum mit der nötigen Genauigkeit zu realisieren. Ein gravierender Nachteil der bekannten Bestimmungsmethoden ist weiternin darin zu sehen, daß die Messungen zur Flammpunktbestimmung von Flüssigkeiten in einem abgedunkelten Raum durchgeführt werden müssen.A further disadvantage is that only flames of a certain length are permitted as an ignition source and the flames may only be brought into discontinuous contact with the surface of the sample to be examined in a specific time interval, for example 0.5 or 1 second, this always taking place has, when the temperature is in each case by a certain amount, for example by 1 ° 0, geo is. Compliance with all these requirements can hardly be realized in practice with the necessary accuracy. A serious disadvantage of the known determination methods is further to be seen in the fact that the measurements for determining the flash point of liquids must be carried out in a darkened room.

Für Prüfungen von Stoffen mit unbekannten Flammpunkt ist von Nachteil, daß zur Festlegung und Einhaltung des Heizregimes und der Durchführung der Bestimmung eine Anzahl von Vorversuchen unumgänglich sind.For tests of substances with unknown flashpoint is a disadvantage that for the determination and compliance with the heating regime and the implementation of the provision, a number of preliminary tests are inevitable.

Neben den Methoden der Flammpunktbestimmung mit offener Flamme ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Bestimmung des Flammpunktes von Flüssigkeiten als Zündquelle der bei der Entladung elektrischer Hochspannung entstehende Zündfunken ausgenutzt wird. (Khimija i tekhnologija toplivi masel 1981,10, S. 51)In addition to the methods of determining the flash point with an open flame, a method is known in which, for the determination of the flash point of liquids as an ignition source, the spark generated during the discharge of electrical high voltage is utilized. (Khimiya i tekhnologija toplivi masel 1981, p. 51)

Zur Flammpunktorkonnung werden Thermoelemente benutzt. Die beim Erreichen des Flammpunktes entstehende charakteristische Flamme über der Oberfläche der zu prüfenden Flüssigkeit und der damit verbundene Temperatursprung bewirkt einen Anstieg der Thermospannung am Thermoelement. Diese Spannung wird verstärkt und einer Registriereinrichtung zugeführt. Diese Methode zur Flammpunktbestimmung ist von subjektiven Einflüssen unabhängig. Der Nachteil dieser Methode liegt in der Erfassuno des Flammpunktes und der Darstellung als Temperatursprung. Das Thermoelement muß sich unmittelbar über der Oberfläche des Prüf mediums befinden. Da lurch wird das Thermoelement sehr stark durch Wärmestrahlung beeinflußt.For the flame dot design, thermocouples are used. The characteristic flame arising on reaching the flash point above the surface of the liquid to be tested and the associated temperature jump causes an increase in the thermoelectric voltage at the thermocouple. This voltage is amplified and fed to a registration device. This method of determining the flash point is independent of subjective influences. The disadvantage of this method lies in the Erfassungsuno the flash point and the representation as a temperature jump. The thermocouple must be located directly above the surface of the test medium. Since lurch the thermocouple is very much influenced by heat radiation.

Der geringe Energiegehalt der Flamme beim Flammpunkt bewirkt nur einen ganz geringen Temperaturanstieg am Thermoelement und damit eine kaum meßbare Thermospannungserhöhung.The low energy content of the flame at the flash point causes only a very small increase in temperature at the thermocouple and thus a barely measurable increase in thermoelectric voltage.

Der Nachteil dieser Methode mit dem Thermoelement liegt da, in begründet, daß der geringe Energiegehalt der Flamme des Flammpunktes zu einer kaum meßbaren Thermospannung führt. Dieser Effekt mit Thermoelement ist nur möglich, wenn das Thermoelement die Eigenschaft besitzt, auch eine kurzzeitige erscheinende energiearme Flamme in eine fneßbüre Thermospannung umzusetzen und das unter den Bedingungen des aufgeheizten Prüfmodiums.The disadvantage of this method with the thermocouple is because justified in that the low energy content of the flame of the flash point leads to a barely measurable thermoelectric voltage. This effect with thermocouple is only possible if the thermocouple has the property of converting even a short-term low-energy flame into a fneßbüre thermoelectric voltage and that under the conditions of the heated Prüfmodiums.

Außerdem ist ein Gerät zur Flammpunktbestimmung bekannt (DE-AS 1623002), das jedoch ungeeignet zur labormäßigen Bestimmung von Schmierölen oder anderer brennbarer Flüssigkeiten ist.In addition, a device for determining the flash point is known (DE-AS 1623002), which is unsuitable for the laboratory determination of lubricating oils or other combustible liquids.

Es ist ein kontinuierlicher Durchsatz eines Prüfmediums erforderlich. Ein weiterer Nachteil ist die Bestimmung des Flammpunktes durch die Erfassung der Stoßwelle, die sich beim Zündvorgang nach Erreichen des Flammpunktes in der Dampfkammor ausbreitot. Durch die Ausdehnung der Gaswolke bei steigenden Temperaturen und dem Absaugvorgang tritt eine Voränderung des Abstandes der Membrtn zum elektrischen Schalter ein, wodurch eine erhebliche Ungenauigkeit bei der Auslösung des Schalters durch die Stoßwelle eintritt.It is a continuous throughput of a test medium required. Another disadvantage is the determination of the flash point by the detection of the shock wave, which spread out during the ignition after reaching the flash point in the Dampfkammor. Due to the expansion of the gas cloud with increasing temperatures and the suction process, a change in the distance of the Membrtn to the electrical switch occurs, whereby a significant inaccuracy in the triggering of the switch by the shock wave occurs.

Object of the invention

Ziel der Erfind ..ng ist es, ein gegenüber den bekannten Methoden verbessertes Verfahren zur Bestimmung des Flammpunktes von Flüssigkeiten zu entwickeln, welches leicht durchführbar ist, einen geringen Zeitaufwand erfordert und somit der Flammpunkt besonders von Heiz- und Schmierölen und anderen Erdölprodukten mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.The aim of the invention is to develop a method for determining the flash point of liquids which is improved compared with the known methods, which is easy to carry out, requires little time and thus the flash point, in particular of heating and lubricating oils and other petroleum products with high accuracy can be determined.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Bestimmung des Flammpunktes von Flüssigkeiten zu entwickeln, welches die Nachteile der existierenden Methoden beseitigt. Ein Schwerpunkt der Aufgaben der Erfindung bestand darin, gegenüber dem Stand der Technik eine völlige Unabhängigkeit der Bestimmung von subjektiven Einflüssen zu erreichen. Es wurde nun gefunden, daß dies mit einem Verfahren zur Bestimmung des Flammpunktes möglich ist, bei dem zur Zündung der Flüssigkeitsdämpfe über der Flüssigkeitsschicht die Entladungsfunken einer elektrischen Hochspannungsquelle ausgenutzt werden und die Flammpunkterfassung auf optischem Wege erfolgt.The object of the invention was to develop a method for determining the flash point of liquids, which eliminates the disadvantages of the existing methods. A focus of the objects of the invention was to achieve a complete independence of the determination of subjective influences over the prior art. It has now been found that this is possible with a method for determining the flash point, in which the discharge sparks of an electrical high voltage source are exploited to ignite the liquid vapor over the liquid layer and the flash point detection takes place optically.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einem offenen Tiegel durchgeführt, dei in einer elektrischen Heizkammer eingebettet ist. An einem Stativ über dem offenen Tiegel befindet sich etwa 2mm über der Eichmarke des Tiegels die Zündelektrode, während ein Temperaturfühler (Pt 100 oder Thermoelement) zur Erfassung der Flüssigkeitstemperatur in den Tiegel ragt. Ebenfalls am Stativ, aber in einem Abstand von etwa 50mm über der Tiegeloberfläche, befindet sich ein Fototransistor.The inventive method is carried out in an open crucible, which is embedded in an electric heating chamber. The ignition electrode is located on a stand above the open crucible about 2 mm above the calibration mark of the crucible, while a temperature sensor (Pt 100 or thermocouple) protrudes into the crucible to detect the liquid temperature. Also on the tripod, but at a distance of about 50mm above the crucible surface, there is a phototransistor.

embodiment

Nach dem Einschalten des Gerätes heizt eine elektrische Heizung die Probe auf. Die Temperatur wird auf einem Linienschreiber registriert. Nach Überschreiten eines einstellbaren unteren Grenzwertes erfolgen durch einen elektronischen Taktgeber in einstellbaren Abständen Zündversuche. Die Temperatur des Prüf mediums steigt durch die elektrische H aizung allmählich weiter an. Kommt es nun zum Aufflammen, wird der Fototransistor durch das Licht kurzzeitig leitend. Dieser Effekt wird über einen Verstärker und einen Meßumformer in ein Einheitssignal von 0 bis 5mA umgeformt. Diesos Ausgangssignal ist einem Gerät aufgeschalten und löst einen Kontakt aus, der die Heizung und die Temperaturregistrierung am Linienschreiber abschaltet. Anhand der aufgezeichneten Kurve des Temepratur-Linienschreibers liegt ein auswertbares Ergebnis vor. Das Gerät ist sofort wieder einsatzbereit.After switching on the device, an electric heater heats up the sample. The temperature is registered on a line recorder. After exceeding an adjustable lower limit, ignition attempts are made at adjustable intervals by an electronic clock. The temperature of the test medium gradually increases due to the electrical heating. If it now flares up, the phototransistor is briefly turned on by the light. This effect is converted via an amplifier and a transmitter into a standard signal from 0 to 5mA. Diesos output signal is connected to a device and triggers a contact, which switches off the heating and the temperature registration at the line recorder. On the basis of the recorded curve of the Temepratur-Liner there is an evaluable result. The device is immediately ready for use.

Claims

A method for determining the flash point of liquids in a controllably electrically heated, open pan with a Temperaturmeß- and -registrierseinrichtung, characterized in that the liquid vapors are attempted to ignite above the liquid layer by a discharge spark of an electrical high voltage source after a set temperature and at set intervals and the flash point is detected optically by a fire detector.

Field of application of the invention

The invention relates to a method for determining the flash point for the evaluation of petroleum products, especially of Heizuncl lubricating oils, mineral oils, petroleum and fuels and of bituminous products. The determination of the flash point is a method of quality testing of liquid fuels.