RU2009485C1

RU2009485C1 - Method for determining cloud temperature of diesel fuel

Info

Publication number: RU2009485C1
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Авзалов; А.Н. Литвиненко; Д.А. Маньшев; А.В. Калякин
Original assignee: Ульяновское высшее военно-техническое училище им.Богдана Хмельницкого
Priority date: 1991-04-08
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: method involves steps of sampling a specific volume of fuel, measuring its optical density, passing through a layer of silica gel, remeasuring the optical density. The cloud temperature is calculated from the formula: X=K(D₁-D₂)-54,4, where X is the cloud temperature of diesel fuel, K is the coefficient equal to the tangent of the angle between the line and the abscissa axis, D₁ and D₂ are the values of optical density before and after passing through the silica gel layer, 54.4 is the experimental coefficient corresponding to zero value of the difference between the optical densities. EFFECT: increased measurement accuracy. 2 cl, 4 tbl

Description

Изобретение относится к химмотологии, а именно к способам контроля температуры помутнения топлив и может быть использовано при решении вопросов эксплуатации техники при отрицательных температурах, при заводском контроле качества, приеме топлив на нефтебазах и в научно-исследовательской работе. The invention relates to chemical chemistry, and in particular to methods for controlling the cloud point of fuels and can be used in solving issues of operating equipment at negative temperatures, in factory quality control, fuel reception at oil depots and in research work.

Известен способ определения температуры помутнения дизельных топлив, выбранный в качестве прототипа, заключающийся в охлаждении пробы топлива в пробирке с двойными стенками, помещенной в охлаждающую смесь и определении температуры, при которой в топливе визуального наблюдения появляется муть (1). A known method for determining the cloud point of diesel fuels, selected as a prototype, which consists in cooling a fuel sample in a double-walled test tube placed in a cooling mixture and determining the temperature at which turbidity appears in the visual observation fuel (1).

Недостатками способа-прототипа являются большая продолжительность анализа (более 120 минут), сложность аппаратурного оформления (прибор ЛТЗ, термостат, баллон с углекислотой, прибор с зеркальным отражением света, устройство для отбора и содержания углекислоты, штатив, др. ), необходимость использования дорогостоящих приборов и большого количества реактивов. Для заполнения сосуда Дьюара требуется 3 л спирта этилового денатурированного или регенерированного, при этом безвозвратные потери составляют 50 см³ на одно определение температуры помутнения топлив, требуется большое количество углекислоты).The disadvantages of the prototype method are the long analysis time (more than 120 minutes), the complexity of the hardware design (LTZ device, thermostat, carbon dioxide cylinder, a device with mirror reflection of light, a device for the selection and content of carbon dioxide, tripod, etc.), the need to use expensive devices and a large number of reagents. To fill the Dewar vessel, 3 l of denatured or regenerated ethyl alcohol is required, while irretrievable losses amount to 50 cm ³ for one determination of the cloud point of fuels, a large amount of carbon dioxide is required).

Кроме того, этот способ не может быть использован в полевых условиях, а для точного, надежного определения температуры помутнения требуется навык лаборанта, проводящего анализ. In addition, this method cannot be used in the field, and for the accurate, reliable determination of the cloud point, the skill of the laboratory assistant conducting the analysis is required.

Цель изобретения - удешевление, упрощение способа и сокращение времени анализа. The purpose of the invention is the reduction in cost, simplification of the method and reduction of analysis time.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом, включающим отбор пробы топлива, при этом измеряют оптическую плотность топлива, пропускают его через слой силикагеля, измеряют повторно оптическую плотность, а температуру помутнения определяют по следующей зависимости. This goal is achieved by the proposed method, including sampling of fuel, while measuring the optical density of the fuel, passing it through a layer of silica gel, measuring the optical density again, and the cloud point is determined by the following relationship.

Х = К (D₁ - D₂) - 54,4, где Х - температура помутнения дизельного топлива, ^оС;
К - коэффициент, равный значению тангенса угла наклона прямой по отношению к оси абсцисс;
D₁, D₂ - соответственно значение оптической плотности до и после пропускания через селикагель;
54,4 - эмпирический коэффициент, соответствующий нулевому значению разности оптических плотностей.X = K (D ₁ - D ₂ ) - 54.4, where X is the cloud point of diesel fuel, ^о С;
K is a coefficient equal to the value of the slope of the straight line with respect to the abscissa axis;
D ₁ , D ₂ - respectively, the value of optical density before and after passing through silica gel;
54.4 is an empirical coefficient corresponding to a zero value of the difference in optical densities.

Предлагаемый способ отличается от прототипа следующим:
измеряют оптическую плотность топлива и пропускают его через слой силикагеля;
измеряют повторно оптическую плотность, а температуру помутнения определяют по следующей зависимости
Х = К (D₁ - D₂) - 54,4.The proposed method differs from the prototype in the following:
measure the optical density of the fuel and pass it through a layer of silica gel;
the optical density is measured again, and the cloud point is determined by the following relationship
X = K (D ₁ - D ₂ ) - 54.4.

Эти признаки являются существенными для достижения цели изобретения. Существующий способ определения температуры помутнения не дает надежного результата, требует большого навыка у проводящего анализ лаборанта, так как температура помутнения определяется визуально, а это приводит к большим расхождениям значений данного показателя у лаборантов при проведении повторных определений. These features are essential for achieving the purpose of the invention. The existing method for determining the cloud point does not give a reliable result, it requires a lot of skill for the laboratory technician conducting the analysis, since the cloud point is determined visually, and this leads to large discrepancies in the values of this indicator among laboratory assistants during repeated determinations.

Поэтому в заявленном способе взамен визуального определения температуры помутнения нами использовано измерение характерного параметра, в качестве которого была выбрана оптическая плотность. Как известно, температура помутнения зависит от содержания в топливе воды, тугоплавких соединений (ТПС) и высокозастывающих продуктов окисления (ВЗПО). При этом, чем выше содержание ТПС и ВЗПО, тем выше температура помутнения и тем выше величина оптической плотности топлива. Therefore, in the claimed method, instead of visual determination of the cloud point, we used the measurement of a characteristic parameter, which was chosen as the optical density. As you know, the cloud point depends on the content in the fuel of water, refractory compounds (TPS) and highly solidifying oxidation products (VZPO). Moreover, the higher the content of TPN and VZPO, the higher the cloud point and the higher the optical density of the fuel.

Объем топлива пропускают через силикагель, при этом на силикагеле адсорбируется вода, ТПС и ВЗПО, которые оказывают непосредственное влияние на величину температуры помутнения. В результате адсорбции цвет силикагеля изменяется, т. е. приобретает окраску от белого до светло-желтого цвета. В ходе экспериментального исследования было установлено, что интенсивность окраски силикагеля зависит от количества ВЗПО, ТПС в топливе, т. е. чем больше топливо содержит ВЗПО, тем выше его температура помутнения, тем интенсивнее окраска силикагеля. В качестве адсорбента использовали силикагель марки МСК. Он дает возможность получить стабильнве результаты, хорошо поглощает ВЗПО, ТПС и воду. The volume of fuel is passed through silica gel, while water, TPN and VZPO are adsorbed on silica gel, which have a direct effect on the cloud point. As a result of adsorption, the color of silica gel changes, i.e., it acquires a color from white to light yellow. In the course of an experimental study, it was found that the intensity of the coloring of silica gel depends on the amount of VZPO and TPS in the fuel, i.e., the more the fuel contains VZPO, the higher its cloud point, the more intense the coloring of silica gel. Silica gel of the MSC grade was used as an adsorbent. It makes it possible to obtain stable results, well absorbs VZPO, TPN and water.

После пропускания топлива через силикагель измеряют повторно его оптическую плотность. Такой подход позволяет установить изменение величины оптической плотности в зависимости только от наличия ВЗПО, ТПС, непосредственно влияющих на температуру помутнения. Температуру помутнения определяет по формуле
Х = К (D₁ - D₂) - 54,4.After passing the fuel through silica gel, its optical density is measured again. This approach allows us to establish a change in the optical density, depending only on the presence of VZPO, TPN, directly affecting the cloud point. The cloud point is determined by the formula
X = K (D ₁ - D ₂ ) - 54.4.

Данная формула получена в ходе экспериментальных исследований. Таким образом, авторами впервые установлена зависимость температуры помутнения дизельных топлив от разности оптических плотностей до и после пропускания через силикагель. This formula was obtained during experimental studies. Thus, the authors first established the dependence of the cloud point of diesel fuels on the difference in optical densities before and after passing through silica gel.

Актуальность создания такого способа связана с необходимостью оперативного контроля температуры помутнения дизельного топлива. В настоящее время по прототипу для определения температуры помутнения топлив затрачивается более 120 мин времени. Разработка нового способа, кроме того, связана с необходимостью упрощения и удешевления способа, так как ныне затрачиваются огромные средства для осуществления существующего способа. Температура помутнения является важным показателем качества, характеризующим вязкостно-температурные свойства и в конечном итоге определяет прокачиваемость топлив в различных условиях при отрицательных температурах. Прекращение подачи топлива на доли секунды приводит к остановке двигателя (остановке наземной дизельной техники). Острую необходимость в оперативном способе определения температуры помутнения испытывает народное хозяйство страны, в том числе организации, эксплуатирующие различную технику. The relevance of creating such a method is associated with the need for operational control of the cloud point of diesel fuel. Currently, the prototype to determine the cloud point of the fuel spent more than 120 minutes of time. The development of a new method, in addition, is associated with the need to simplify and reduce the cost of the method, since huge resources are now being spent to implement the existing method. The cloud point is an important quality indicator characterizing the viscosity-temperature properties and ultimately determines the pumpability of fuels in various conditions at low temperatures. Cutting off the fuel supply for fractions of a second causes the engine to stop (stopping ground diesel equipment). The urgent need for an operational method for determining the cloud point is experienced by the national economy of the country, including organizations operating various equipment.

Таким образом, все признаки, указанные в формуле изобретения, необходимы в совокупности для достижения цели изобретения. Thus, all the features indicated in the claims are necessary together to achieve the purpose of the invention.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Берут пробу дизельного топлива. Замеряют оптическую плотность пробы (D₁). В фильтровальную воронку ПОР-100 насыпают 10±0,1 г силикагеля МСК, взятого мерником с последующим выравниванием его поверхностного слоя. На слой силикагеля накладывают фильтровальную бумагу. Пропускают пробу через силикагель и повторно замеряют оптическую плотность топлива (D₂). Температуру помутнения определяют по формуле
Х = К (D₁ - D₂) - 54,4.Take a diesel sample. Measure the optical density of the sample (D ₁ ). In the POR-100 filter funnel, 10 ± 0.1 g of MSC silica gel taken by a measuring device is poured, followed by leveling of its surface layer. Filter paper is applied to the silica gel layer. Pass the sample through silica gel and re-measure the optical density of the fuel (D ₂ ). The cloud point is determined by the formula
X = K (D ₁ - D ₂ ) - 54.4.

При этом К = 123, который получен экспериментальным путем. In this case, K = 123, which was obtained experimentally.

П р и м е р . Взяли пробу (20 см³) дизельного топлива марки 3-0,2 минус 35 ГОСТ 305-82. Замерили оптическую плотность пробы (D₁). Измерения проводили на КФК-2 с использованием кюветы с толщиной слоя, поглощающего свет 30 мм при длине волны 440 нм.PRI me R. We took a sample (20 cm ³ ) of diesel fuel grade 3-0.2 minus 35 GOST 305-82. The optical density of the sample was measured (D ₁ ). The measurements were carried out on KFK-2 using a cuvette with a thickness of a layer absorbing light of 30 mm at a wavelength of 440 nm.

В качестве раствора сравнения использовали дистиллированную воду. Затем в фильтровальную воронку ПОР-100 насыпали 10±0,1 г силикагеля МСК, взятого мерником (оптимальное количество силикагеля на 20 см³ топлива установлено опытным путем) с последующим выравниванием его поверхностного слоя. На слой силикагеля накладывали фильтровальную бумагу. Пропускали пробу через силикагель и повторно замеряли оптическую плотность (D₂). Температуру помутнения определяли по формуле
Х = К (D₁ - D₂) - 54,4
При этом К = 123, который получен экспериментальным путем.Distilled water was used as a comparison solution. Then, 10 ± 0.1 g of MSC silica gel taken by a measuring device was poured into the POR-100 filter funnel (the optimum amount of silica gel per 20 cm ^{3 of} fuel was established experimentally), followed by leveling of its surface layer. A filter paper was applied to the silica gel layer. The sample was passed through silica gel and the absorbance was re-measured (D ₂ ). The cloud point was determined by the formula
X = K (D ₁ - D ₂ ) - 54.4
In this case, K = 123, which was obtained experimentally.

Для проверки предлагаемого способа взяли образцы топлив с различной температурой помутнения. Определили температуру помутнения в соответствии с методикой, описанной выше. Параллельно проводили определение температуры помутнения этих образцов способом-прототипом. Затем сравнивали данные, полученные предлагаемым способом и способом-прототипом. To verify the proposed method took samples of fuels with different cloud points. The cloud point was determined in accordance with the procedure described above. At the same time, the cloud point of these samples was determined by the prototype method. Then, the data obtained by the proposed method and the prototype method were compared.

Результаты исследования приведены в табл. 1. The results of the study are given in table. 1.

Как видно, данные, полученные предлагаемым способом, близки по результатам к стандартному методу (прототипу) и отличаются на 1^оС, что является вполне нормальным, так как по стандартному способу (прототипу) допускаемые расхождения между параллельными определениями составляют до 3^оС. Применение предлагаемого изобретения позволяет сократить время анализа от 14 до 18 раз. Данные, подтверждающие сокращение времени анализа заявляемым способом по сравнению с прототипом, приведены в табл. 2.As you can see, the data obtained by the proposed method are close in results to the standard method (prototype) and differ by 1 ^° C, which is quite normal, since according to the standard method (prototype) the permissible differences between parallel definitions are up to 3 ^° C. of the present invention allows to reduce the analysis time from 14 to 18 times. Data confirming the reduction of analysis time by the claimed method in comparison with the prototype, are given in table. 2.

Кроме того, использование предлагаемого способа позволяет упростить приборное оформление способа (см. табл. 3). In addition, the use of the proposed method allows to simplify the instrumentation of the method (see table. 3).

Из табл. 3 видно, что для осуществления заявляемого способа требуется прибор, несколько единиц (малых размеров) стеклянной посуды и 1 реактив. Существенным вкладом заявляемого способа является удешевление процесса определения температуры помутнения. Экономический эффект от использования заявляемого способа по сравнению с прототипом оценивали только по расходуемым материалам (цена на реактивы в (3)), по затратам электроэнергии и труда лаборанта (см. табл. 4)
Как видно из табл. 4, определение температуры помутнения только на 100 образцов заявляемым способом обходится в 16,5 раз дешевле по сравнению с прототипом. При этом необходимо отметить, если подсчитать затраты на приборы и посуду для способа-прототипа, то расходы на его проведение существенно вырастут, следовательно экономический эффект заявляемого способа увеличивается. Кроме того, для многих организаций углекислота является дефицитным материалом и ее, как правило, получают в баллонах с различных заводов. На подвоз углекислоты также затрачивается значительное количество финансовых средств (оплата транспорта). Из вышеизложенного материала видно, что технико-экономический эффект заявляемого способа заключается в сокращении времени анализа в 14. . . 18 раз, удешевлении способа за счет сокращения количества приборного оборудования. Предлагаемый способ очень прост и может быть освоен малоквалифицированным лаборантом. В таком способе очень нуждаются автопредприятия, организации, эксплуатирующие технику и нефтебазы, осуществляющие хранение топлива. (56) Итинская Н. И. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости М, 1969, с. 330-331.From the table. 3 shows that for the implementation of the proposed method requires a device, several units (small sizes) of glassware and 1 reagent. A significant contribution of the proposed method is the reduction in the cost of determining the cloud point. The economic effect of using the proposed method in comparison with the prototype was evaluated only by consumables (the price of reagents in (3)), by the cost of electricity and labor laboratory assistant (see table. 4)
As can be seen from the table. 4, the determination of the cloud point for only 100 samples of the claimed method costs 16.5 times cheaper compared to the prototype. It should be noted that if you calculate the cost of appliances and utensils for the prototype method, then the cost of its implementation will increase significantly, therefore, the economic effect of the proposed method increases. In addition, for many organizations, carbon dioxide is a scarce material and, as a rule, is obtained in cylinders from various plants. A significant amount of financial resources (transport payment) are also spent on carbon dioxide transportation. From the above material it is seen that the technical and economic effect of the proposed method is to reduce the analysis time in 14.. . 18 times, cheaper method by reducing the number of instrumentation. The proposed method is very simple and can be mastered by a low-skilled laboratory assistant. Automobile enterprises, organizations operating equipment and oil depots, which store fuel, are in great need of this method. (56) N. Itinskaya, Fuel, Lubricants, and Technical Fluids M, 1969, p. 330-331.

Claims

METHOD FOR DETERMINING THE TEMPERATURE OF TURBIDITY OF DIESEL FUEL, including the selection and processing of the specific volume of fuel, characterized in that, in order to reduce analysis time, as well as reduce the cost and simplify the method, the fuel is processed by measuring its optical density, followed by passing through a layer of silica gel and re-measuring the optical density and determination of cloud point X by the formula
X = K (D ₁ - D ₂ ) - 54.4,
where K is a coefficient equal to the tangent of the angle of inclination of the line to the abscissa axis;
D ₁ and D ₂ - respectively, the optical density before and after passing through silica gel;
54.4 is an empirical coefficient corresponding to a zero value of the difference in optical densities.