RU2723974C1 - Method of determining content of anti-wear additives based on fatty acids in diesel fuel - Google Patents
Method of determining content of anti-wear additives based on fatty acids in diesel fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723974C1 RU2723974C1 RU2019134715A RU2019134715A RU2723974C1 RU 2723974 C1 RU2723974 C1 RU 2723974C1 RU 2019134715 A RU2019134715 A RU 2019134715A RU 2019134715 A RU2019134715 A RU 2019134715A RU 2723974 C1 RU2723974 C1 RU 2723974C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- fatty acids
- fuel
- concentration
- spectrometry
- Prior art date
Links
- 239000007866 anti-wear additive Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 title claims abstract description 34
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 38
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 21
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000469 ethanolic extract Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 abstract 1
- 229950005499 carbon tetrachloride Drugs 0.000 abstract 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 15
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002414 normal-phase solid-phase extraction Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- PDEDQSAFHNADLV-UHFFFAOYSA-M potassium;disodium;dinitrate;nitrite Chemical compound [Na+].[Na+].[K+].[O-]N=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PDEDQSAFHNADLV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000003109 Karl Fischer titration Methods 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003568 Sodium, potassium and calcium salts of fatty acids Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003869 coulometry Methods 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N linoleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/C\C=C/CCCCC)(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000401 methanolic extract Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)(=O)O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 150000002889 oleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N palmitic acid group Chemical group C(CCCCCCCCCCCCCCC)(=O)O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 235000013966 potassium salts of fatty acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области контроля качества дизельных топлив с применением ИК-спектрометрии, преимущественно для определения содержания противоизносных присадок в дизельных топливах (далее - ДТ), и может найти применение в аналитических лабораториях, лабораториях предприятий нефтепродуктообеспечения.The invention relates to the field of quality control of diesel fuels using IR spectrometry, mainly for determining the content of anti-wear additives in diesel fuels (hereinafter - DT), and can find application in analytical laboratories, laboratories of petroleum product supply enterprises.
Необходимость гидроочистки дизельных топлив привела к ухудшению некоторых эксплуатационных свойств, одним из которых является смазывающая способность. Использование топлив в качестве смазывающего материала для трущихся пар плунжерных топливных насосов, запорных игл, штифтов и т.д., позволяет избежать сооружения на дизелях дополнительной масляной системы, обеспечить смазку топливоподающей и топливорегулирующей аппаратуры (TPA), где смазочные масла применить очень сложно.The need for hydrotreatment of diesel fuels has led to the deterioration of some operational properties, one of which is the lubricity. The use of fuels as a lubricant for rubbing pairs of plunger fuel pumps, locking needles, pins, etc., avoids the construction of an additional oil system on diesel engines, provides lubrication of fuel supply and fuel control equipment (TPA), where it is very difficult to apply lubricating oils.
Для восстановления смазывающих свойств ДТ используют противоизносные присадки. Применение противоизносных присадок в составе ДТ позволяет уменьшить износ пар трения ТРА.Antiwear additives are used to restore the lubricating properties of diesel fuel. The use of anti-wear additives in the composition of the diesel fuel allows to reduce wear of the TPA friction pairs.
В настоящее время допущены к применению противоизносные присадки к ДТ как отечественного производства: ГТ-16 (ООО «Гамма Аддитив»), Комплексал-ЭКО «Д», и др., так и импортного производства: Kerokorr LA 99С (BASF), Hitec 4140A (Afton Chemical Corporation), КОЛТЕК ДС 7739 и др. Большая часть зарубежных и отечественных противоизносных присадок в качестве активных компонентов содержат жирные кислоты талловых масел с различными добавками (1 - Буров Е.А. Исследование эффективности действия функциональных присадок в дизельных топливах различного углеводородного состава: дис. кан. хим. наук: 02.00.13. М., 2015. с. 18). Содержание жирных кислот в присадках может варьироваться от 50 до 80% (2 - Пат. РФ 2401861 C01L 1/08 опубл. 20.10.2010.)At present, antiwear additives for diesel engines are approved for use in both domestic production: GT-16 (Gamma Additive LLC), Complex-ECO "D", etc., and foreign production: Kerokorr LA 99C (BASF), Hitec 4140A (Afton Chemical Corporation), KOLTEK DS 7739, etc. Most of the foreign and domestic antiwear additives contain fatty acids of tall oils with various additives as active components (1 - E. Burov. Study of the effectiveness of functional additives in diesel fuels of various hydrocarbon composition : Candidate of Chemical Sciences: 02.00.13. M., 2015. p. 18). The content of fatty acids in additives can vary from 50 to 80% (2 - Pat. RF 2401861
Жирные кислоты - это органические соединения с общей формулой RCOOH, где R - представляет собой алкильную или алкенильную группу. Наиболее распространенными жирными кислотами являются пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая кислоты (Роберте ДЖ., Касерио М. Основы органической химии. Перевод с англ. Ю.Г. Бунделя. Издательство: Мир. М. 1978. с. 537.).Fatty acids are organic compounds with the general formula RCOOH, where R - represents an alkyl or alkenyl group. The most common fatty acids are palmitic, stearic, oleic and linoleic acids (Roberte J., Caserio M. Fundamentals of Organic Chemistry. Translated from English by Yu.G. Bundel. Publisher: Mir. M. 1978. p. 537.).
Эффективные концентрации противоизносных присадок зависят от состава топлива и составляют от 0,005 до 0,05% мас. Количество добавляемой присадки увеличивают по мере снижения содержания серы в топливе (2 - Данилов A.M. Книга для чтения по переработке нефти. СПб.: Химиздат, 2012 г. с. 217).Effective concentrations of antiwear additives depend on the composition of the fuel and range from 0.005 to 0.05% wt. The amount of additive is increased as the sulfur content of the fuel decreases (2 - Danilov A.M. Reading book on oil refining. St. Petersburg: Khimizdat, 2012, p. 217).
Однако избыток жирных кислот, добавляемых в ДТ в составе противоизносных присадок негативно влияет на окислительную стабильность топлива, способствуя ускорению процесса окисления, что в свою очередь приводит к увеличению образования отложений (2 - Зинин В.Д., Романовская А.Б., Зинина Н.Д., Щепалов А.А., Гришин Д.Ф. Влияние некоторых гетероатомных органических соединений на термоокислительные свойства высокогидроочищенного дизельного топлива // Вестник Нижегородского университета. 2012. Т. 7, №5. с. 75-81.).However, an excess of fatty acids added to diesel fuel as part of anti-wear additives negatively affects the oxidative stability of the fuel, contributing to the acceleration of the oxidation process, which in turn leads to an increase in the formation of deposits (2 - Zinin V.D., Romanovskaya AB, Zinina N .D., Shchepalov AA, Grishin DF The influence of some heteroatomic organic compounds on the thermooxidizing properties of highly hydrotreated diesel fuel // Vestnik Nizhegorodskogo universiteta. 2012. V. 7, No. 5. P. 75-81.).
В связи с этим для повышения надежности эксплуатации ТРА необходим контроль за количественным содержанием противоизносных присадок на основе ЖК в ДТ с погрешностью не более 0,0015% массIn this regard, to increase the reliability of TPA operation, it is necessary to control the quantitative content of antiwear additives based on FA in diesel fuel with an error of not more than 0.0015% of the mass
Перед авторами стояла задача разработать способ определения количества противоизносных присадок на основе ЖК в ДТ, отвечающий следующим требованиям:The authors were faced with the task of developing a method for determining the amount of antiwear additives based on FAs in diesel fuel that meets the following requirements:
- предел повторяемости не более 0,0010% мас.;- repeatability limit of not more than 0.0010% wt .;
- минимальный предел обнаружения противоизносной присадки 0,005% мас.- the minimum detection limit of antiwear additives of 0.005% wt.
При анализе источников патентной и научно-технической информации не было выявлено на сегодняшний день способов определения противоизносной присадки на основе жирных кислот в ДТ с пределом повторяемости не более 0,0010% мас. и с минимальным пределом обнаружения не более 0,005% мас.When analyzing the sources of patent and scientific and technical information, to date, no methods have been identified for determining the antiwear additives based on fatty acids in diesel fuel with a repeatability of not more than 0.0010% wt. and with a minimum detection limit of not more than 0.005% wt.
Известен способ определения противоизносной присадки Hitec 4140 в ДТ, которую определяют методом ИК-спектрометрии с применением кювет с окнами из бромида калия толщиной 0,57 мм, по интенсивности валентных колебаний карбоксильной группы в области 1710 см-1, при минимальной концентрации противоизносной присадки 0,0185% мас. (3 - Нечаев А.Н., Толстых О.В., Мартынова М.В. Определение содержания депрессорнодиспергирующей, противоизносной и цетаноповышающей присадок в дизельном топливе методом инфракрасной спектрометрии // Нефтепереработка и нефтехимия 2008. №8. с. 42-44.).A known method of determining the anti-wear additive Hitec 4140 in diesel fuel, which is determined by IR spectrometry using cuvettes with windows of potassium bromide 0.57 mm thick, according to the intensity of stretching vibrations of the carboxyl group in the region of 1710 cm -1 , with a minimum concentration of
Однако, этот способ малочувствителен к содержанию противоизносной присадки менее 0,018% мас. из-за ограничений предела обнаружения ИК-спектрометров с применением кювет толщиной 0,57 мм.However, this method is insensitive to the content of antiwear additives less than 0.018% wt. due to limitations in the detection limit of IR spectrometers using cuvettes 0.57 mm thick.
Известен также способ определения противоизносной присадки Hitec 580 в топливах для реактивных двигателей, в котором осуществляют концентрирование действующих компонентов присадки - димеров жирных кислот, применяя вакуумную отгонку 95-98% топлива (4 - РФ Пат. 2593767 G01N 21/35 опубл. 10.08.16.)There is also a method for determining the antiwear additive Hitec 580 in jet fuels, in which the active components of the additive, dimers of fatty acids, are concentrated by vacuum distillation of 95-98% of fuel (4 - RF Pat. 2593767 G01N 21/35 publ. 10.08.16 .)
Однако, этот способ имеет ограничение - только для топлив для реактивных двигателей. Провести концентрирование ЖК противоизносных присадок в ДТ путем вакуумной отгонки топлива не представляется возможным, поскольку температуры кипения ЖК близки к температурам кипения углеводородов ДТ.However, this method has a limitation - only for fuels for jet engines. It is not possible to concentrate FA antiwear additives in diesel fuel by vacuum distillation of the fuel, since the boiling points of FA are close to the boiling temperatures of hydrocarbons of diesel fuel.
Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является способ определения противоизносной присадки Байкат в ДТ методом ИК-спектрометрии, включающий щелочную экстракцию ЖК противоизносной присадки из ДТ раствором гидроксида калия концентрацией 1 моль/дм3, последующую нейтрализацию водного слоя раствором соляной кислоты и повторную экстракцию четыреххлористым углеродом, упаривание растворителя и ИК-спектрометрическое определение концентрации присадки по оптической плотности на полосе поглощения 1710 см-1. (5 - Волегова А.Ю., Глазкова М.С. Определение противоизносной, цетаноповышающей и депрессорнодиспергирующей присадок в дизельном топливе методом ИК-спектрометрии // Нефтепереработка и нефтехимия. 2019. №3. С. 29-33. - прототип).The closest in technical essence and taken as a prototype is a method for determining the anti-wear additive Baykat in diesel fuel by IR spectrometry, including alkaline extraction of the LCD anti-wear additive from diesel oil with a solution of potassium hydroxide with a concentration of 1 mol / dm 3 , subsequent neutralization of the aqueous layer with a solution of hydrochloric acid and repeated extraction carbon tetrachloride, evaporation of the solvent and IR spectrometric determination of the concentration of the additive by optical density in the absorption band of 1710 cm -1 . (5 - Volegova A.Yu., Glazkova M. S. Determination of antiwear, cetane enhancing and depressant dispersing additives in diesel fuel by IR spectrometry // Oil Refining and Petrochemicals. 2019. No. 3. P. 29-33. - prototype).
Недостатком данного способа является образование, на стадии щелочной экстракции, устойчивой эмульсии ДТ с водным щелочным раствором под действием калиевых солей жирных кислот. На расслоение данной эмульсии требуется длительное время, особенно при концентрациях противоизносной присадки более 0,02% мас. в ДТ.The disadvantage of this method is the formation, at the stage of alkaline extraction, of a stable emulsion of diesel fuel with an aqueous alkaline solution under the action of potassium salts of fatty acids. The separation of this emulsion requires a long time, especially at concentrations of antiwear additives more than 0.02% wt. in DT.
Технический результат изобретения - расширение номенклатуры способов определения противоизносных присадок на основе ЖК в ДТ с ликвидацией возможности образования устойчивой эмульсии за счет использования совокупности твердофазной экстракции и ИК-спектрометрии.The technical result of the invention is the expansion of the range of methods for determining antiwear additives based on FAs in diesel fuel with the elimination of the possibility of the formation of a stable emulsion through the use of a combination of solid phase extraction and IR spectrometry.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения количества противоизносной присадки на основе жирных кислот в дизельных топливах, включающем отбор пробы, ИК-спектрометрирование и последующее определение концентрации присадки по градуировочному графику, построенному в координатах высота пика на волновом числе 1710 см-1 - концентрация присадки, согласно изобретению перед ИК-спектрометрированием хроматографическую колонку заполняют 1 г сорбента, в качестве которого используют силикагель, с размером частиц 40-100 μм, диаметром пор 60 , смачивают гексаном и пропускают 50 см3 пробы топлива, создавая разрежение 13-40 мбар, после чего дополнительно последовательно пропускают через сорбент 2 см3 гексана, затем 10 см3 этанола, собирая экстракты в разные емкости, экстракт после пропускания этанола выдерживают при температуре 50-60°С и вакууме 10-15 мбар в течение 5 мин, по окончании которых доводят до объема 5 см3 тетрахлорметаном и полученный раствор подвергают ИК-спектрометрированию.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for determining the amount of anti-wear additives based on fatty acids in diesel fuels, including sampling, IR spectrometry and subsequent determination of the concentration of the additive according to a calibration graph constructed in coordinates of the peak height on the wave number of 1710 cm -1 - the concentration of the additive, according to the invention, before IR spectrometry, the chromatographic column is filled with 1 g of sorbent, which is used as silica gel, with a particle size of 40-100 μm, pore diameter 60 , moistened with hexane and passed 50 cm 3 fuel samples, creating a vacuum of 13-40 mbar, then additionally sequentially passed through a sorbent 2 cm 3 hexane, then 10 cm 3 ethanol, collecting the extracts in different containers, the extract after passing ethanol is kept at a temperature of 50 -60 ° C and a vacuum of 10-15 mbar for 5 min, after which they are brought to a volume of 5 cm 3 with carbon tetrachloride and the resulting solution is subjected to IR spectrometry.
Техническая сущность изобретения заключается в том, что используют совокупность твердофазной экстракции для выделения и концентрирования ЖК (тип сорбента - силикагель с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 , количество сорбента - 1 г, элюент для десорбции жирных кислот - этанол, объем элюента, необходимый для десорбции 99±3% жирных кислот - 10 см3) и ИК-спектрометрирование на волновом числе 1710 см-1. Определение количества противоизносной присадки на основе жирных кислот осуществляется по градуировочному графику.The technical essence of the invention lies in the fact that they use a combination of solid-phase extraction to isolate and concentrate FA (type of sorbent is silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60 , the amount of sorbent is 1 g, the eluent for desorption of fatty acids is ethanol, the volume of eluent required for the desorption of 99 ± 3% fatty acids is 10 cm 3 ) and IR spectrometry at a wave number of 1710 cm -1 . The determination of the amount of antiwear additives based on fatty acids is carried out according to the calibration schedule.
На фигуре 1 представлен градуировочный график в координатах: высота пика на волновом числе 1710 см-1 h, - концентрация противоизносной присадки (С), построенный по результатам испытания искусственно приготовленных образцов, 1 - для присадки Комплексал-ЭКО «Д», 2 - КОЛТЕК ДС 7739.The figure 1 shows a calibration graph in coordinates: the height of the peak on the wave number of 1710 cm -1 h, is the concentration of antiwear additives (C), based on the results of testing artificially prepared samples, 1 - for additives Complex-ECO "D", 2 - KOLTEK DS 7739.
Для подтверждения достижения указанного технического результата были приготовлены образцы (табл. 1) дизельных топлив на основе гидроочищенной фракции 180-320°C с добавлением противоизносной присадки, как вариант ГТ-16, количество которой соответствовало концентрационным пределам допустимых технологией производства.To confirm the achievement of the indicated technical result, samples (Table 1) of diesel fuels were prepared on the basis of a hydrotreated fraction of 180-320 ° C with the addition of an anti-wear additive, as a variant of GT-16, the amount of which corresponded to the concentration limits admissible by the production technology.
Полученные образцы (табл. 1) прошли испытания с целью обоснования совокупности существенных признаков способа, изложенной в формуле изобретения, а именно:The obtained samples (table. 1) were tested to justify the set of essential features of the method set forth in the claims, namely:
оптимальные параметры твердофазной экстракции и концентрирования присадки: тип сорбента - силикагель с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 , количество сорбента - 1 г, элюент для десорбции жирных кислот -этанол, объем элюента, необходимый для десорбции 99±3% жирных кислот - 10 см3, температура и вакуум, при котором проводят концентрирование этанольного экстракта - 50°С и 10-15 мбар, время нагревания этанольного экстракта 5 мин.optimal parameters of solid-phase extraction and additive concentration: type of sorbent - silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60 , the amount of sorbent is 1 g, the eluent for desorption of fatty acids is ethanol, the volume of eluent required for the desorption of 99 ± 3% fatty acids is 10 cm 3 , the temperature and vacuum at which the ethanol extract is concentrated are 50 ° C and 10-15 mbar, the heating time of the ethanol extract is 5 minutes
Экспериментальным путем были установлены оптимальные параметры ТФЭ и концентрирования присадки.The optimal parameters of TFE and additive concentration were established experimentally.
Подбор сорбентаSorbent selection
Исследования по подбору сорбента для твердофазной экстракции (ТФЭ) проводились с использованием концентрированных растворов 0,5% мас. противоизносной присадки ГТ-16 в ДТ, что позволило фиксировать изменение концентрации ЖК на ИК-спектрометре, объем пробы при этом составлял 10 см3.Studies on the selection of sorbent for solid phase extraction (TFE) were carried out using concentrated solutions of 0.5% wt. GT-16 anti-wear additive in diesel fuel, which made it possible to record a change in the concentration of LC on an IR spectrometer; the sample volume in this case was 10 cm 3 .
В качестве сорбентов исследовали: оксид алюминия с размером частиц 250-500 μм и диаметром пор 60 (активность I), оксид алюминия с размером частиц 40-100 μм диаметром пор 60 (активность I), силикагель с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 оптимальным сорбентом является силикагель с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 (табл. 2 настоящего описания).As the sorbents were investigated: aluminum oxide with a particle size of 250-500 μm and a pore diameter of 60 (activity I), alumina with a particle size of 40-100 μm pore diameter 60 (activity I), silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60 the best sorbent is silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60 (table. 2 of the present description).
В стеклянную хроматографическую колонку диаметром 10 мм, высотой 200 мм, с пористой пластиной для задерживания неподвижной фазы (адсорбента) засыпали 1,5 г адсорбента и уплотняли его легким постукиванием о корковую или резиновую пробку в течение 5 мин. Сверху сорбента вносили слой стекловаты высотой 2-3 мм, который уплотняли стеклянной палочкой для предотвращения взмучивания сорбента при наливании элюента (по общепринятому способу 6 - ГОСТ 15886-70. Масла нефтяные. Метод определения смол).1.5 g of adsorbent was poured into a glass chromatographic column with a diameter of 10 mm, 200 mm high, and a porous plate to retain the stationary phase (adsorbent) and compacted with a light tap on a cork or rubber stopper for 5 min. A layer of glass wool 2-3 mm high was introduced on top of the sorbent, which was sealed with a glass rod to prevent swelling of the sorbent when pouring the eluent (according to standard method 6 - GOST 15886-70. Petroleum oils. Method for determination of resins).
Для определения степени адсорбции жирных кислот, 10 см3 исследуемое топливо, содержащего 0,5% мас. противоизносной присадки ГТ-16 пропускали через хроматографическую колонку, заполненную сорбентом по методу, описанному выше. Снимали ИК-спектр топлива, прошедшего через сорбент, на ИК-спектрометре Nikolet 6700 (Thermo Scientific), со спектральным диапазоном от 4000 до 450 см-1, разрешающей способностью 1 см-1 и погрешностью фотометрирования не более 1%, с применением абсорбционной герметичной кюветы с окнами из бромида калия и номинальной длиной пути 0,5 мм.To determine the degree of adsorption of fatty acids, 10 cm 3 test fuel containing 0.5% wt. GT-16 antiwear additives were passed through a chromatographic column filled with a sorbent according to the method described above. The IR spectrum of the fuel passing through the sorbent was recorded on a Nikolet 6700 IR spectrometer (Thermo Scientific), with a spectral range from 4000 to 450 cm -1 , a resolution of 1 cm -1 and a photometric error of not more than 1%, using an absorption tight cuvettes with potassium bromide windows and a nominal path length of 0.5 mm.
По градуировочной зависимости определяли концентрацию жирных кислот в топливе. Степень адсорбции рассчитывали по формуле 1:The concentration dependence of the determined fatty acid concentration in the fuel. The degree of adsorption was calculated by the formula 1:
С1 - концентрация жирных кислот в исходном топливе,C 1 is the concentration of fatty acids in the original fuel,
С2 - концентрация жирных кислот в топливе прошедшем через сорбент.C 2 is the concentration of fatty acids in the fuel passed through the sorbent.
Для определения степени десорбции жирных кислот, 10 см3 исследуемого топлива пропускали через хроматографическую колонку, заполненную сорбентом. Затем промывали сорбент 15 см3 метанола, собирали метанольный экстракт и отгоняли из него метанол на ротационном испарителе при температуре 50°С и вакууме 10-15 мбар. Остаток после отгонки переносили в мерную колбу на 10 см3 и доводили до стандартного объема тетрахлорметаном. Проводили ИК-спектрометрирование, полученного раствора. По градуировочной зависимости определяли концентрацию жирных кислот. Степень десорбции рассчитывали по формуле 2:To determine the degree of desorption of fatty acids, 10 cm 3 of the test fuel was passed through a chromatographic column filled with a sorbent. Then the sorbent was washed with 15 cm 3 of methanol, the methanol extract was collected and methanol was distilled from it on a rotary evaporator at a temperature of 50 ° C and a vacuum of 10-15 mbar. The distillation residue was transferred to a 10 cm 3 volumetric flask and brought to standard volume with carbon tetrachloride. Conducted IR spectrometry of the resulting solution. The concentration dependence of the determined fatty acid concentration. The degree of desorption was calculated by the formula 2:
С1 - концентрация жирных кислот в исходном топливе,C 1 is the concentration of fatty acids in the original fuel,
С2 - концентрация жирных кислот в топливе прошедшем через сорбент.C 2 is the concentration of fatty acids in the fuel passed through the sorbent.
С3 - концентрация жирных кислот в растворе, полученном после десорбции ЖК с сорбента, доведенного до стандартного объема (10 см3) тетрахлорметаном.C 3 is the concentration of fatty acids in the solution obtained after desorption of FA from the sorbent, brought to a standard volume (10 cm 3 ) with carbon tetrachloride.
Результаты представлены в таблице 2.The results are presented in table 2.
Все исследуемые сорбенты проявляют высокую адсорбционную способность относительно ЖК, происходит адсорбция 100% ЖК. Однако, десорбировать ЖК легче с силикагеля (табл. 2, строка 4, столбец 4).All studied sorbents exhibit high adsorption ability with respect to FA; adsorption of 100% FA occurs. However, it is easier to desorb FAs from silica gel (Table 2, line 4, column 4).
Вывод: оптимальным сорбентом является силикагель с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 Conclusion: the best sorbent is silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60
Определение минимального количества сорбента, необходимого для адсорбции противоизносной присадки из ДТ.Determination of the minimum amount of sorbent necessary for the adsorption of antiwear additives from diesel fuel.
Поскольку жирнокислотный состав противоизносных присадок может меняться в зависимости от сырья, были проведены исследования по определению степени адсорбции насыщенных и непредельных кислот на примере стеариновой и олеиновой кислот.Since the fatty acid composition of antiwear additives can vary depending on the raw material, studies have been conducted to determine the degree of adsorption of saturated and unsaturated acids using stearic and oleic acids as examples.
Хроматографическую колонку заполняли необходимым количеством силикагеля с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 . 10 см исследуемое топливо пропускали через хроматографическую колонку. Полученным топливом заполняли кювету с окнами из бромида калия, номинальной длиной пути 0,5 мм и снимали ИК-спектр.The chromatographic column was filled with the required amount of silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60 . 10 cm of test fuel was passed through a chromatographic column. The resulting fuel was filled into a cuvette with potassium bromide windows with a nominal path length of 0.5 mm and the IR spectrum was recorded.
По градуировочной зависимости определяли концентрацию жирных кислот в топливе. Степень адсорбции рассчитывали по формуле 1. Результаты представлены в таблице 3.The concentration dependence of the determined fatty acid concentration in the fuel. The degree of adsorption was calculated by the
Как видно из результатов испытаний, минимальное количество адсорбента, позволяющее достичь 100% адсорбции ЖК из ДТ, составляет 1 г силикагеля (табл. 3, столбец 5). Увеличение количества сорбента не изменяет показатель степени адсорбции ЖК, но приводит к перерасходу.As can be seen from the test results, the minimum amount of adsorbent that allows to achieve 100% adsorption of FA from DT is 1 g of silica gel (Table 3, column 5). An increase in the amount of sorbent does not change the indicator of the degree of adsorption of FAs, but leads to an overrun.
Подбор элюента для десорбции противоизносной присадки с сорбента.Selection of eluent for desorption of antiwear additives from the sorbent.
С целью достижения максимальной степени десорбции ЖК, был исследован ряд растворителей с различной элюирующей силой: дихлорметан - элюирующая сила на силикагеле 0,30-0,32, изопропанол - 0,60, этанол - 0,65, метанол - 0,70-0,73.In order to achieve the maximum degree of FA desorption, a number of solvents with different eluting forces were investigated: dichloromethane — eluting force on silica gel 0.30-0.32, isopropanol 0.60, ethanol 0.65, methanol 0.70-0 , 73.
Для определения степени десорбции жирных кислот при элюировании различными растворителями, 10 см3 исследуемого топлива пропускали через хроматографическую колонку, заполненную 1 г силикагеля с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 . Затем промывали сорбент 15 см3 исследуемого элюента, собирали полученный экстракт и отгоняли из него элюент на ротационном испарителе при температуре 50°С и вакууме 10-15 мбар. Остаток после отгонки переносили в мерную колбу на 10 см3 и доводили до стандартного объема тетрахлорметаном.To determine the degree of desorption of fatty acids by elution with various solvents, 10 cm 3 of the test fuel was passed through a chromatographic column filled with 1 g of silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60 . Then the sorbent was washed with 15 cm 3 of the studied eluent, the obtained extract was collected and the eluent was distilled off from it on a rotary evaporator at a temperature of 50 ° C and a vacuum of 10-15 mbar. The distillation residue was transferred to a 10 cm 3 volumetric flask and brought to standard volume with carbon tetrachloride.
Проводили ИК-спектрометрирование полученного раствора. По градуировочной зависимости определяли концентрацию жирных кислот. Степень десорбции рассчитывали по формуле 2.Spent IR spectrometry of the resulting solution. According to the calibration dependence, the concentration of fatty acids was determined. The degree of desorption was calculated by
Результаты представлены в таблице 4.The results are presented in table 4.
Вывод: максимальная степень десорбции достигается при использовании метанола и этанола. Поскольку метанол относится к веществам 3 класса опасности, а этанол к веществам 4 класса опасности, для выделения ЖК выбран этанол (табл. 4, столбец 4).Conclusion: the maximum degree of desorption is achieved using methanol and ethanol. Since methanol belongs to substances of hazard class 3, and ethanol belongs to substances of hazard class 4, ethanol was selected to isolate FAs (Table 4, column 4).
Определение минимального количества элюента, необходимого для десорбции противоизносной присадки с сорбента.Determination of the minimum amount of eluent necessary for the desorption of antiwear additives from the sorbent.
Для определения степени десорбции жирных кислот при элюировании различными объемами этанола, 10 см3 исследуемого топлива пропускали через хроматографическую колонку, заполненную 1 г силикагеля с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 . Затем промывали сорбент различным объемом этанола (5, 10, 15 и 20 см3), собирали полученный экстракт и отгоняли из него этанол на ротационном испарителе при температуре 50°С и вакууме 10-15 мбар. Остаток после отгонки переносили в мерную колбу на 10 см3 и доводили до стандартного объема тетрахлорметаном. Проводили ИК-спектрометрирование, полученного раствора. По градуировочной зависимости определяли концентрацию жирных кислот. Степень десорбции рассчитывали по формуле 2.To determine the degree of desorption of fatty acids during elution with various volumes of ethanol, 10 cm 3 of the test fuel was passed through a chromatographic column filled with 1 g of silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60 . Then the sorbent was washed with a different volume of ethanol (5, 10, 15, and 20 cm 3 ), the obtained extract was collected and ethanol was distilled from it on a rotary evaporator at a temperature of 50 ° С and a vacuum of 10-15 mbar. The distillation residue was transferred to a 10 cm 3 volumetric flask and brought to standard volume with carbon tetrachloride. Conducted IR spectrometry of the resulting solution. The concentration dependence of the determined fatty acid concentration. The degree of desorption was calculated by
Результаты представлены в таблице 5.The results are presented in table 5.
Как видно из результатов испытания, 10 см3 этанола достаточно, чтобы выделить 100% ЖК противоизносной присадки из ДТ (табл. 4, столбец 3). Уменьшение количества элюента может привести к уменьшению степени выделения насыщенных кислот, например, плохо растворимой стеариновой кислоты, а увеличение количества элюента экономически не целесообразно.As can be seen from the test results, 10 cm 3 of ethanol is sufficient to isolate 100% FA antiwear additives from diesel fuel (Table 4, column 3). A decrease in the amount of eluent can lead to a decrease in the degree of release of saturated acids, for example, poorly soluble stearic acid, and an increase in the amount of eluent is not economically feasible.
Влияние скорости прохождения пробы и элюента через сорбент на степень выделения ЖК.The influence of the speed of passage of the sample and eluent through the sorbent on the degree of release of FA.
Для уменьшения временных затрат на проведение ТФЭ, было исследовано влияние скорости прохождения пробы и элюента через сорбент (табл. 6).To reduce the time spent on TFE, the influence of the speed of passage of the sample and eluent through the sorbent was studied (Table 6).
Испытания проводили следующим образом. К колбе Бунзена объемом 100 см3 герметично подсоединяли хроматографическую колонку, заполненную 1 г силикагеля с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 и вакуумный насос. Для создании вакуума 13-40 мбар использовали водоструйный насос, для создания вакуума 5-10 мбар использовали насос PC 3001 VARIO pro (Vacuubrand). При заданном вакууме через хроматографическую колонку пропускают 50 см3 исследуемого топлива с концентрацией противоизносной присадки ГТ-16 - 0,05% мас. После чего дополнительно пропускают через сорбент 2 см гексана. Отключают вакуум и меняют колбу Бунзена на чистую аналогичную колбу. Включают насос и при заданном вакууме пропускают через сорбент 10 см3 этанола. Этанольный экстракт переносили в отгонную колбу ротационного испарителя и отгоняют этанол при вакууме 15 мбар и температуре 50°С. После завершения отгонки, остаток из разгонной колбы количественно переносят в мерную колбу объемом 5 см3, доводят до стандартного объема тетрахлорметаном, закрывают колбу пробкой и перемешивают. Полученным раствором заполняют кювету толщиной 0,5 мм и подвергают ИК-спектрометрированию.The tests were carried out as follows. A chromatographic column filled with 1 g of silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60 was tightly connected to a Bunsen flask with a volume of 100 cm 3 and a vacuum pump. To create a vacuum of 13-40 mbar, a water-jet pump was used; to create a vacuum of 5-10 mbar, a PC 3001 VARIO pro pump (Vacuubrand) was used. At a given vacuum, 50 cm 3 of the test fuel is passed through a chromatographic column with a concentration of anti-wear additive GT-16 - 0.05% wt. Then an additional 2 cm of hexane is passed through the sorbent. Turn off the vacuum and change the Bunsen flask to a clean, similar flask. The pump is turned on and, under a given vacuum, 10 cm 3 of ethanol is passed through a sorbent. The ethanol extract was transferred to a distillation flask of a rotary evaporator and ethanol was distilled off under vacuum of 15 mbar and a temperature of 50 ° C. After completion of the distillation, the residue from the booster flask is quantitatively transferred to a 5 cm 3 volumetric flask, adjusted to standard volume with carbon tetrachloride, close the flask with a stopper and mix. The resulting solution is filled in a cuvette with a thickness of 0.5 mm and subjected to IR spectrometry.
По градуировочной зависимости определяют концентрацию жирных кислот в топливе. Степень выделения рассчитывают по формуле 3:The calibration dependence determines the concentration of fatty acids in the fuel. The degree of separation is calculated by the formula 3:
С1 - концентрация ЖК в исходном топливе, % мас.,With 1 - the concentration of FA in the original fuel,% wt.,
С4 - концентрация ЖК в 5 см3 раствора (выделенные с сорбента), % мас.,With 4 - the concentration of FA in 5 cm 3 solution (isolated from the sorbent),% wt.,
Vк - объем мерной колбы, 5 см3.V to - volumetric volumetric flask, 5 cm 3 .
Vпр - объем пробы топлива, 50 см3.V ol - the volume of the fuel sample, 50 cm 3 .
Результаты представлены в таблице 6.The results are presented in table 6.
Установлено, что увеличение скорости прохождения пробы топлива и элюента через сорбент за счет вакуума (13-40 мбар), создаваемого водоструйным насосом, не приводит к уменьшению степени выделения ЖК, но сокращает время ТФЭ с 4 часов до ~30 мин, дальнейшее увеличение скорости прохождения пробы через сорбент не целесообразно, поскольку приводит к уменьшению степени выделения ЖК.It was found that an increase in the speed of passage of the fuel and eluent samples through the sorbent due to the vacuum (13-40 mbar) created by the water-jet pump does not reduce the degree of release of FA, but reduces the time of TFE from 4 hours to ~ 30 min, a further increase in the speed of passage Samples through the sorbent are not advisable, since it leads to a decrease in the degree of release of FA.
Подбор параметров отгонки этанола и воды из этанольного экстракта ЖК.Selection of parameters for the distillation of ethanol and water from an ethanol extract of FA.
Для увеличения концентрации ЖК в этанольном экстракте необходимо провести отгонку растворителя - этанола и воды в ней содержащейся.To increase the concentration of FA in the ethanol extract, it is necessary to distill off the solvent — ethanol and the water contained in it.
Ненасыщенные ЖК способны окислятся на воздухе, скорость реакции увеличивается с повышением температуры, поэтому отгонку этанола и воды желательно проводить при минимальном нагреве и непродолжительное время, для этого необходимо применение вакуума. Большинство вакуумных ротационных испарителей позволяют создать вакуум 10-15 мбар, этого достаточно чтобы отогнать этанол и воду из экстракта не поднимая температуру выше 60°С.Unsaturated FAs are able to oxidize in air, the reaction rate increases with increasing temperature, so it is advisable to distill ethanol and water with minimal heating and for a short time, this requires the use of vacuum. Most vacuum rotary evaporators allow you to create a vacuum of 10-15 mbar, this is enough to drive ethanol and water from the extract without raising the temperature above 60 ° C.
Методом (6 - EH НСО 12937-2000 Определение воды. Метод кулонометрического титрования по Карлу Фишеру) было определено содержание воды в остатке после отгона этанола (табл. 7, столбец 5).Using the method (6 - EH NSO 12937-2000 Determination of water. Coulometric Karl Fischer titration method), the water content in the residue after distillation of ethanol was determined (Table 7, column 5).
Как видно из результатов испытания 5 минут достаточно для отгонки содержащихся в экстракте этанола и воды. Увеличение времени не целесообразно.As can be seen from the test results, 5 minutes is enough to distill the ethanol and water contained in the extract. An increase in time is not advisable.
Метрологическая обработка результатов.Metrological processing of results.
Технический результат, касающийся точности способа были получен путем математической обработки результатов полученных при испытаниях модельных смесей, представляющие собой композиции ДТ с различными концентрациями присадок. Для каждой исследуемой противоизносной присадки (табл. 8) проведена метрологическая экспертиза с использованием шести растворов с концентрацией: 0,005% мас., 0,010% мас., 0,020% мас., 0,040% мас., 0,050% мас., 0,06% мас., как и для ГТ-16 (табл. 1), и холостого опыта - топлива не содержащего противоизносную присадку. В качестве топлива использовали дизельную фракцию установки гидроочистки. Показатели точности метода, рассчитанные по (7 - РМГ 61-2010 Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности прецизионности методик количественного химического анализа) приведены в таблице 8.The technical result relating to the accuracy of the method was obtained by mathematical processing of the results obtained during testing of model mixtures, which are compositions of diesel fuel with various concentrations of additives. For each studied antiwear additives (Table 8), a metrological examination was carried out using six solutions with a concentration of 0.005% wt., 0.010% wt., 0.020% wt., 0.040% wt., 0.050% wt., 0.06% wt. ., as for the GT-16 (table. 1), and idle experience - fuel does not contain antiwear additives. The diesel fraction of the hydrotreatment unit was used as fuel. The accuracy indicators of the method, calculated according to (7 - RMG 61-2010 State system for ensuring the uniformity of measurements. The accuracy, accuracy of precision methods of quantitative chemical analysis) are given in table 8.
Таким образом способ определения содержания противоизносных присадок на основе жирных кислот в дизельных топливах позволяет получить технический результат только при совокупности существующих признаков, изложенных в формуле изобретения.Thus, the method for determining the content of antiwear additives based on fatty acids in diesel fuels allows to obtain a technical result only with the totality of existing features set forth in the claims.
Способ реализуется следующим образом:The method is implemented as follows:
В стеклянную хроматографическую колонку диаметром 10 мм, высотой 200 мм, с пористой пластиной для задерживания неподвижной фазы (адсорбента) засыпали 1 г силикагеля с размером частиц 40-100 μм и диаметром пор 60 , уплотняли его легким постукиванием о корковую или резиновую пробку в течение 5 мин. Сверху сорбента вносили слой стекловаты высотой 2-3 мм, который уплотняли стеклянной палочкой для предотвращения взмучивания сорбента. Пропускали через сорбент 2 см3 гексана для смачивания, затем 50 см3 пробы топлива, создавая разрежение 13-40 мбар насосом, как вариант - водоструйным насосом, после чего дополнительно пропускают через сорбент 2 см3 гексана. Затем пропускали через сорбент 10 см3 этанола, собирая экстракт в другую емкости. Этанольный экстракт переносили в отгонную колбу ротационного испарителя. В нагревательную емкость наливают теплоноситель так, чтобы его уровень был не ниже уровня раствора в разгонной колбе. Устанавливают вращение разгонной колбы со скоростью (100±5) об/мин. Включают вакуумный насос и устанавливают вакуум на уровне от 15 мбар. Устанавливают температуру нагревательной емкости 50°С. После выхода ротационного испарителя на заданный режим продолжают отгонку в течение 5 минут. После завершения отгонки, остаток из разгонной колбы количественно переносят в мерную колбу объемом 5 см3. Отгонную колбу дважды промывают 1 см3 тетрахлорметаном, который так же переносят в мерную колбу, доводят содержимое мерной колбы до метки тетрахлорметаном, закрывают колбу пробкой и перемешивают. Полученным раствором заполняют кювету толщиной 0,5 мм и подвергают ИК-спектрометрированию. Определяют высоту пика на волновом числе 1710 см-1. Определяют концентрацию присадки по градуировочному графику, построенному в координатах высота пика на волновом числе 1710 см-1 - концентрация присадки.In a glass chromatographic column with a diameter of 10 mm and a height of 200 mm, with a porous plate to retain the stationary phase (adsorbent), 1 g of silica gel with a particle size of 40-100 μm and a pore diameter of 60 , compacted with a light tapping on the cortical or rubber plug for 5 minutes. A layer of glass wool 2-3 mm high was introduced on top of the sorbent, which was sealed with a glass rod to prevent the sorbent from swelling. 2 cm 3 of hexane was passed through the sorbent for wetting, then 50 cm 3 of fuel sample, creating a vacuum of 13-40 mbar with a pump, or, alternatively, with a water-jet pump, after which 2 cm 3 of hexane was additionally passed through the sorbent. Then, 10 cm 3 of ethanol was passed through the sorbent, collecting the extract in another container. The ethanol extract was transferred to a distillation flask of a rotary evaporator. The coolant is poured into the heating tank so that its level is not lower than the level of the solution in the booster flask. Set the rotation of the booster flask at a speed of (100 ± 5) rpm. Turn on the vacuum pump and set the vacuum at a level of 15 mbar. Set the temperature of the heating vessel to 50 ° C. After the rotary evaporator reaches the preset mode, distillation is continued for 5 minutes. After completion of the distillation, the residue from the booster flask is quantitatively transferred to a 5 cm 3 volumetric flask. The distillation flask is washed twice with 1 cm 3 of carbon tetrachloride, which is also transferred to a volumetric flask, the contents of the volumetric flask are brought to the mark with carbon tetrachloride, the flask is closed with a stopper and stirred. The resulting solution is filled in a cuvette with a thickness of 0.5 mm and subjected to IR spectrometry. The height of the peak at the wave number of 1710 cm -1 is determined. The concentration of the additive is determined according to the calibration graph plotted in the coordinates of the peak height on the wave number of 1710 cm -1 - the concentration of the additive.
Пример 1.Example 1
Необходимо определить содержание противоизносной присадки в ДТ-Л-К5, сорт С, по ГОСТ 32511-2013 (Башнефть-Уфанефтехим), в котором согласно нормативным документам содержание противоизносной присадки Комплексал-ЭКО «Д» составляет 0,045% мас.It is necessary to determine the content of anti-wear additive in DT-L-K5, grade C, according to GOST 32511-2013 (Bashneft-Ufaneftekhim), in which, according to regulatory documents, the content of anti-wear additive Complex-ECO “D” is 0.045% wt.
Испытание образца топлива проводили вышеописанным способом.Testing the fuel sample was carried out as described above.
Концентрацию противоизносной присадки определяли по градуировочному графику (фиг. 1, прямая 1)The concentration of antiwear additives was determined according to the calibration schedule (Fig. 1, line 1)
Результаты определения высоты пика на волновом числе 1710 см-1 и концентрации противоизносной присадки Комплексал-ЭКО «Д» заявленным методом приведены в таблице 9.The results of determining the height of the peak at the wave number of 1710 cm -1 and the concentration of antiwear additives Complex-ECO "D" by the claimed method are shown in table 9.
Вывод: Содержание противоизносной присадки Комплексал-ЭКО «Д» в ДТ-Л-К5, сорт С в пределах погрешности способа соответствует заявленной в нормативных документах концентрации.Conclusion: The content of the anti-wear additive Complexal-ECO "D" in DT-L-K5, grade C, within the accuracy of the method, corresponds to the concentration stated in the regulatory documents.
Пример 2.Example 2
Необходимо определить содержание противоизносной присадки КОЛТЕК ДС 7739 в ДТ-Л-К5, Сорт С, вид III по ГОСТ Р 52368-2005 (Хабаровский НПЗ), в котором согласно нормативным документам содержание противоизносной присадки составляет 0,050% мас.It is necessary to determine the content of the anti-wear additive KOLTEK DS 7739 in DT-L-K5, Grade C, type III according to GOST R 52368-2005 (Khabarovsk Oil Refinery), in which, according to regulatory documents, the content of anti-wear additive is 0.050% wt.
Испытание образца топлива проводили вышеописанным способом.Testing the fuel sample was carried out as described above.
Концентрацию противоизносной присадки определяли по градуировочному графику (фиг. 1, прямая 2)The concentration of antiwear additives was determined according to the calibration schedule (Fig. 1, line 2)
Результаты определения концентрации противоизносной присадки КОЛТЕК ДС 7739 заявленным методом приведены в таблице 10.The results of determining the concentration of antiwear additives KOLTEC DS 7739 of the claimed method are shown in table 10.
Вывод: Содержание противоизносной присадки КОЛТЕК ДС 7739 в ДТ-Л-К5, сорт С превышает заявленную в нормативных документах концентрацию, что может способствовать ускорению процессов окисления при длительном хранении топлива.Conclusion: The content of the anti-wear additive KOLTEK DS 7739 in DT-L-K5, grade C exceeds the concentration stated in the regulatory documents, which can help accelerate oxidation processes during long-term storage of fuel.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019134715A RU2723974C1 (en) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | Method of determining content of anti-wear additives based on fatty acids in diesel fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019134715A RU2723974C1 (en) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | Method of determining content of anti-wear additives based on fatty acids in diesel fuel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2723974C1 true RU2723974C1 (en) | 2020-06-18 |
Family
ID=71096033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019134715A RU2723974C1 (en) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | Method of determining content of anti-wear additives based on fatty acids in diesel fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2723974C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799121C1 (en) * | 2023-02-09 | 2023-07-04 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Method for identification of antiwear additive high-tech 580 in jet fuel |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD233763A3 (en) * | 1984-05-10 | 1986-03-12 | Zeitz Hydrierwerk | METHOD FOR THE QUANTITATIVE DETERMINATION OF ZINC IN ZINC - TO - 0,0'-DIALKARYL DITHIOPHOSPHATES |
RU2401861C1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-20 | Открытое акционерное общество "Ангарский завод катализаторов и органического синтеза" (сокр. ОАО "АЗКиОС") | Anti-wear additive for low-sulphur diesel fuel |
RU2593767C1 (en) * | 2015-05-21 | 2016-08-10 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Method for determining amount of additives "hitech-580" and "agidol-1" in fuel for jet engines |
US9689859B2 (en) * | 2013-05-02 | 2017-06-27 | Dow Global Technologies Llc | Analytical method for detecting fuel markers |
-
2019
- 2019-10-30 RU RU2019134715A patent/RU2723974C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD233763A3 (en) * | 1984-05-10 | 1986-03-12 | Zeitz Hydrierwerk | METHOD FOR THE QUANTITATIVE DETERMINATION OF ZINC IN ZINC - TO - 0,0'-DIALKARYL DITHIOPHOSPHATES |
RU2401861C1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-20 | Открытое акционерное общество "Ангарский завод катализаторов и органического синтеза" (сокр. ОАО "АЗКиОС") | Anti-wear additive for low-sulphur diesel fuel |
US9689859B2 (en) * | 2013-05-02 | 2017-06-27 | Dow Global Technologies Llc | Analytical method for detecting fuel markers |
RU2593767C1 (en) * | 2015-05-21 | 2016-08-10 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Method for determining amount of additives "hitech-580" and "agidol-1" in fuel for jet engines |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799121C1 (en) * | 2023-02-09 | 2023-07-04 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Method for identification of antiwear additive high-tech 580 in jet fuel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Raiford et al. | Calibration of methanol and ethylene glycol nuclear magnetic resonance thermometers | |
Hollebone | Oil physical properties: measurement and correlation | |
RU2723974C1 (en) | Method of determining content of anti-wear additives based on fatty acids in diesel fuel | |
RU2616259C1 (en) | Method for determining the content of additive "agidol-1" in jet fuel | |
RU2593767C1 (en) | Method for determining amount of additives "hitech-580" and "agidol-1" in fuel for jet engines | |
Erdmann et al. | HPLC and 31P NMR analysis of phenols in coal liquefaction oils | |
Williams et al. | The Influence of PAH Contamination of Lubricating Oil on Diesel Participate PAH Emissions | |
RU2292546C1 (en) | Method of evaluating induction period of motor gasolines | |
Denis | Lubricant Properties, An... | |
RU2372616C1 (en) | Definition method of content of resins in oils | |
RU2746540C1 (en) | Method for determining the amount of the additive “agidol-1” in diesel fuels | |
RU2819272C1 (en) | Method of determining weight fraction of resin acids in anti-wear additives for diesel fuels | |
CN110470769A (en) | Determination of Trichloro Methane measuring method in solid rocket motor liner | |
US4084091A (en) | Chromatographic method for determining additive concentration in gasoline | |
RU2285917C1 (en) | Method of determining hydrogen sulfide and light mercaptans in crude oil, petroleum derivatives, and gas condensate | |
Skolniak et al. | Analysis of changes in the properties of selected chemical compounds and motor fuels taking place during oxidation processes | |
RU2600723C1 (en) | Method of determining oxidative stability of middle-distillate fuels | |
Chernysheva et al. | Determination of the Agidol-1 Jet Fuel Additive by High-Performance Liquid Chromatography | |
RU2232389C1 (en) | Technique establishing presence of depressor additive in heavy distillate and residual fuels | |
RU2007711C1 (en) | Method of determination of actual resins content in gasolines | |
EP0257940A2 (en) | A method of analyzing high molecular weight dispersants in motor oils | |
CN214584703U (en) | Lubricating oil soot dispersibility detection device | |
RU2009485C1 (en) | Method for determining cloud temperature of diesel fuel | |
RU2236002C1 (en) | Method of determining presence of depressor additive in diesel fuels | |
RU2310845C1 (en) | Method of determining type of mineral engine oil for automobiles |