RU2747051C1 - Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options) - Google Patents

Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2747051C1
RU2747051C1 RU2020129780A RU2020129780A RU2747051C1 RU 2747051 C1 RU2747051 C1 RU 2747051C1 RU 2020129780 A RU2020129780 A RU 2020129780A RU 2020129780 A RU2020129780 A RU 2020129780A RU 2747051 C1 RU2747051 C1 RU 2747051C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chemical stability
fuels
standard samples
tests
decalin
Prior art date
Application number
RU2020129780A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Волгин
Константин Васильевич Шаталов
Лидия Анатольевна Власенкова
Наталья Михайловна Лихтерова
Анна Дмитриевна Черепанова
Original Assignee
Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" filed Critical Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации"
Priority to RU2020129780A priority Critical patent/RU2747051C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747051C1 publication Critical patent/RU2747051C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22Fuels; Explosives

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

FIELD: metrology.SUBSTANCE: invention describes standard samples for metrological support of tests for measuring the chemical stability of jet engine fuels containing chemically pure hydrocarbons, characterized by the fact that they contain decalin, 1-decene and n-undecane at the following ratio of components, wt. %: decalin 48-67, 1-decene 2-18 and n-undecane - the rest. The invention also describes standard samples for metrological support of tests for measuring the chemical stability of jet engine fuels containing chemically pure hydrocarbons, characterized by the fact that they contain n-undecane, decalin and 1-methylnaphthalene at the following ratio of components, wt. %: decalin 12-23, 1-methylnaphthalene 2-5, n-undecane - the rest.EFFECT: increase in the reliability of the results of measuring the chemical stability of jet engine fuels and a reduction in the duration of the certification process of the installation where their chemical stability is determined, and an expansion of the range of standard samples for metrological support of tests for measuring the chemical stability of various fuels.3 cl, 6 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к стандартным образцам для измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей, и может быть использовано в качестве средства метрологического обеспечения методики выполнения измерений химической стабильности топлив для реактивных двигателей в процессе их производства и применения.The invention relates to analytical chemistry, in particular to standard samples for measuring the chemical stability of fuels for jet engines, and can be used as a means of metrological support of a technique for measuring the chemical stability of fuels for jet engines during their production and use.

Метрологическое обеспечение испытаний нефтепродуктов строится на базе аттестованных стандартных образцов, которые выступают в качестве средства измерений в виде определенного количества вещества или материала, предназначенное для воспроизведения и хранения размеров величин, характеризующих состав или свойства этого вещества (материала), значения которых установлены в результате метрологической аттестации, используемое для передачи размера единицы при поверке, калибровке, градуировке средств измерений, аттестации методик выполнения измерений [ГОСТ 8.315-97 Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов].Metrological support for testing petroleum products is based on certified standard samples, which act as a measuring instrument in the form of a certain amount of a substance or material, designed to reproduce and store the dimensions of quantities characterizing the composition or properties of this substance (material), the values of which are established as a result of metrological certification used to transfer the size of a unit during verification, calibration, calibration of measuring instruments, certification of measurement procedures [GOST 8.315-97 Standard samples of composition and properties of substances and materials].

Известна методика измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей, то есть их способности противостоять окислительным процессам в условиях транспортирования и хранения, сущность которой заключается в определении массы поглощенного кислорода и максимальной скорости его поглощения при термостатировании топлива в замкнутом объеме при повышенных температуре и давлении кислорода в присутствии инициатора окисления (дикумила пероксида) с непрерывной регистрацией параметров испытания [СТО 08151164-0271-2017 Топливо для реактивных двигателей. Метод определения химической стабильности. - М.: ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», 2017]. Согласно этой методике полученные результаты сравнивают с результатами, полученными в идентичных условиях на эталонных образцах, которые готовят перед каждым испытанием очередной пробы.There is a known technique for measuring the chemical stability of fuels for jet engines, that is, their ability to resist oxidative processes during transportation and storage, the essence of which is to determine the mass of absorbed oxygen and the maximum rate of its absorption when the fuel is thermostated in a closed volume at elevated temperatures and pressures of oxygen in the presence of oxidation initiator (dicumyl peroxide) with continuous registration of test parameters [STO 08151164-0271-2017 Fuel for jet engines. Method for determining chemical stability. - M .: FAU "25 State Research Institute of Chemotology of the Ministry of Defense of Russia", 2017]. According to this technique, the results obtained are compared with the results obtained under identical conditions on standard samples, which are prepared before each test of the next sample.

Перед авторами стояла задача создания стандартных образцов топлив для реактивных двигателей для измерения химической стабильности по методике СТО 08151164-0271-2017.The authors were faced with the task of creating standard samples of fuels for jet engines for measuring chemical stability according to the method of STO 08151164-0271-2017.

При анализе источников научно-технической и патентной информации авторам не удалось выявить технические решения, которые можно использовать в качестве стандартных образцов топлив для реактивных двигателей при определении химической стабильности по методике СТО 08151164-0271-2017.When analyzing the sources of scientific, technical and patent information, the authors were unable to identify technical solutions that can be used as standard samples of fuels for jet engines when determining chemical stability according to the method of STO 08151164-0271-2017.

Тем не менее, выявлены некоторые технические решения, наиболее близкие по технической сущности к изобретению.Nevertheless, some technical solutions have been identified that are closest in technical essence to the invention.

Известен государственный стандартный образец окислительной стабильности дистиллятных топлив (СО ОСДТ-ПА 10935-2017), определяемой по методу ASTM D 2274-03, выпускаемый ООО «Петроаналитика» и представляющий собой дизельное топливо по ГОСТ 52368-2005, сорт С [https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/19. Дата обращения 20.08.2020 г.]. Хотя окислительная стабильность и является свойством, отражающим способность топлив противостоять окислительным процессам в ходе транспортировок и хранения, аналогично химической стабильности, определяемой по СТО 08151164-0271-2017, однако стандартный образец ОСДТ-ПА 10935-2017 невозможно использовать для измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей ввиду существенных различий в составе компонентов дизельного и реактивного топлив, что предусматривает различия в вышеуказанных методиках выполнения измерений.Known state standard sample of oxidative stability of distillate fuels (CO OSDT-PA 10935-2017), determined by the method ASTM D 2274-03, produced by LLC Petroanalitika and representing diesel fuel according to GOST 52368-2005, grade C [https: // fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/19. Date of treatment 08/20/2020]. Although oxidative stability is a property that reflects the ability of fuels to resist oxidative processes during transportation and storage, similar to the chemical stability determined by STO 08151164-0271-2017, however, the standard sample OSDT-PA 10935-2017 cannot be used to measure the chemical stability of jet fuels. engines due to significant differences in the composition of the components of diesel and jet fuels, which provides for differences in the above measurement techniques.

Ряд выявленных технических решений представляет собой смеси индивидуальных углеводородов или гетероорганических соединений в углеводородной матрице, использующиеся в качестве стандартных образцов состава и свойств нефтепродуктов. Для примера ниже приведены три композиции.A number of identified technical solutions are mixtures of individual hydrocarbons or heteroorganic compounds in a hydrocarbon matrix used as standard samples of the composition and properties of petroleum products. For example, below are three compositions.

Известна композиция стандартных образцов микроконцентраций серы в нефти и продуктах ее переработки [Патент RU 2405144, кл. G01N 33/22], которая представляет собой раствор серосодержащего вещества в органической матрице. В качестве органической матрицы используют жидкий нелетучий компонент нефти и нефтепродуктов с температурой кипения от 100 до 300°С (н-октан, н-декан, н-ундекан, н-додекан, н-пентадекан, н-гексадекан), предварительно очищенный от сероорганических примесей. В качестве серосодержащего компонента используют сульфиды, дисульфиды, производные тиофена с массовой долей серы 15-36%, и температурой кипения выше 100°С. Разработанные стандартные образцы могут быть использованы для метрологического контроля определения микроконцентраций серы в нефти и нефтепродуктах методами УФ-флуоресценции и рентгенофлуоресцентной спектроскопии.Known composition of standard samples of microconcentrations of sulfur in oil and products of its processing [Patent RU 2405144, cl. G01N 33/22], which is a solution of a sulfur-containing substance in an organic matrix. As an organic matrix, a liquid non-volatile component of oil and oil products with a boiling point of 100 to 300 ° C (n-octane, n-decane, n-undecane, n-dodecane, n-pentadecane, n-hexadecane), previously purified from organosulfur impurities. Sulfides, disulfides, thiophene derivatives with a mass fraction of sulfur of 15-36% and a boiling point above 100 ° C are used as the sulfur-containing component. The developed standard samples can be used for metrological control of the determination of microconcentrations of sulfur in oil and oil products by UV fluorescence and X-ray fluorescence spectroscopy.

Известна композиция стандартных образцов для определения фракционного состава жидких углеводородных топлив [Патент RU 2292041, кл. G01N 25/00], которая представляет собой смесь нефтепродуктов, одним из которых является ароматический углеводород, а остальные компоненты - парафиновые углеводороды нормального строения. Смесь готовят с соответствующими каждому из исследуемых топлив показателями температур начала, конца перегонки и 10, 50, 90%-го отгона.Known composition of standard samples for determining the fractional composition of liquid hydrocarbon fuels [Patent RU 2292041, cl. G01N 25/00], which is a mixture of petroleum products, one of which is an aromatic hydrocarbon, and the other components are paraffinic hydrocarbons of normal structure. The mixture is prepared with corresponding to each of the investigated fuels indicators of temperatures of the beginning, end of distillation and 10, 50, 90% distillation.

Известна композиция стандартных образцов для метрологического обеспечения испытаний автомобильных бензинов при оценке их склонности к образованию отложений на деталях форсунок [Патент RU 2663154, кл. G01N 33/22], которая представляет собой смесь индивидуальных углеводородов, включает н-пентан, октен-1, толуол, циклогексан, изооктан, близких по компонентному составу выпускаемым бензинам. Содержание компонентов смеси определяют таким образом, чтобы обеспечить результаты испытаний в диапазоне верхнего и нижнего пределов определения установки.Known composition of standard samples for metrological support of testing motor gasolines in assessing their tendency to form deposits on the parts of the nozzles [Patent RU 2663154, class. G01N 33/22], which is a mixture of individual hydrocarbons, includes n-pentane, octene-1, toluene, cyclohexane, isooctane, similar in component composition to the gasoline produced. The content of the components of the mixture is determined in such a way as to provide test results in the range of the upper and lower limits of the definition of the installation.

Известные композиции стандартных образцов предназначены для использования в конкретных методиках выполнения измерений, указанных в соответствующих патентных документах, а также в паспортах стандартных образцов, отличаются по составу и свойствам от топлив для реактивных двигателей и позволяют сделать вывод, что для каждого нефтепродукта при оценке каждого эксплуатационного свойства должен быть разработан индивидуальный стандартный образец, так как известные стандартные образцы не обеспечивают достижение поставленной задачи - измерение химической стабильности топлив для реактивных двигателей по методике СТО 08151164-0271-2017.The known compositions of reference materials are intended for use in specific measurement procedures specified in the corresponding patent documents, as well as in the reference materials passports, differ in composition and properties from fuels for jet engines and allow us to conclude that for each oil product, when assessing each performance property an individual standard sample should be developed, since the known standard samples do not provide the achievement of the task set - measuring the chemical stability of fuels for jet engines according to the method of STO 08151164-0271-2017.

Как известно, в зависимости от технологии производства, топлива для реактивных двигателей обладают различной способностью противостоять радикальным окислительным процессам [Денисов Е.Т., Ковалев Г.И. Окисление и стабилизация реактивных топлив. - М.: Химия, 1983. - с. 11-23], то есть имеют различный уровень химической стабильности, что необходимо учитывать при разработке композиции стандартных образцов для измерений химической стабильности топлив для реактивных двигателей.As you know, depending on the production technology, jet fuel have different ability to resist radical oxidative processes [ET Denisov, GI Kovalev. Oxidation and stabilization of jet fuels. - M .: Chemistry, 1983. - p. 11-23], that is, they have a different level of chemical stability, which must be taken into account when developing a composition of reference materials for measuring the chemical stability of fuels for jet engines.

В зависимости от технологии производства топлива для реактивных двигателей ранжируются на малостабильные, стабильные и высокостабильные, каждое из которых имеет индивидуальные значения основных показателей химической стабильности (таблица 1).Depending on the technology for the production of jet fuel, they are ranked into low-stability, stable and highly stable, each of which has individual values of the main indicators of chemical stability (Table 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Исходя из представленных выше данных, был сделан вывод, что количество стандартных образцов должно быть не менее трех, каждый из которых имеет свой индивидуальный состав ингредиентов, в том числе и количественный.Based on the data presented above, it was concluded that the number of standard samples should be at least three, each of which has its own individual composition of ingredients, including quantitative.

Разработку стандартных образцов для измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей осуществляли таким образом, чтобы по показателям массы поглощенного кислорода ΔmO2 и максимальной скорости поглощения кислорода νmax образцы соответствовали реальным топливам для реактивных двигателей, полученным по различным технологиям производства, то есть необходимо подобрать такие композиции для трех стандартных образцов, чтобы по значениям показателей массы поглощенного кислорода ΔmO2 и максимальной скорости поглощения кислорода νmax образцы попадали бы в интервалы, указанные в таблице 1 настоящего изобретения. То есть состав разработанных стандартных образцов будет отражать свойства реальных топлив для реактивных двигателей, полученных по определенным технологиям.The development of standard samples for measuring the chemical stability of fuels for jet engines was carried out in such a way that in terms of the mass of absorbed oxygen Δm O2 and the maximum oxygen absorption rate ν max, the samples corresponded to real fuels for jet engines obtained using various production technologies, that is, it is necessary to select such compositions for three standard samples, so that in terms of the values of the mass of oxygen uptake Δm O2 and the maximum oxygen uptake rate ν max, the samples fall into the ranges indicated in Table 1 of the present invention. That is, the composition of the developed standard samples will reflect the properties of real fuels for jet engines obtained using certain technologies.

По количественному составу наиболее близким является любой стандартный образец, содержащий химически чистые углеводороды, каждый из которых имеет ограничения по области применения.In terms of quantitative composition, the closest is any standard sample containing chemically pure hydrocarbons, each of which has limitations in the field of application.

Технический результат изобретения - повышение достоверности результатов измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей и сокращение продолжительности процесса аттестации установки, на которой определяют их химическую стабильность, расширение номенклатуры стандартных образцов для метрологического обеспечения испытаний по измерению химической стабильности различных топлив.The technical result of the invention is to increase the reliability of the results of measuring the chemical stability of fuels for jet engines and reduce the duration of the certification process of the installation, which determines their chemical stability, expanding the range of standard samples for metrological support of tests to measure the chemical stability of various fuels.

Указанный технический результат достигается тем, что стандартные образы для измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей, содержащие химически чистые углеводороды, согласно изобретению содержат декалин, 1-децен и н-ундекан при следующем соотношении компонентов, % масс.:The specified technical result is achieved by the fact that standard samples for measuring the chemical stability of fuels for jet engines containing chemically pure hydrocarbons, according to the invention, contain decalin, 1-decene and n-undecane in the following ratio of components, wt%:

декалинdecalin 48-6748-67 1-децен1-decene 2-182-18 н-ундеканn-undecane остальное;rest;

в другом варианте стандартные образы для измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей, содержащие химически чистые углеводороды, согласно изобретению содержат декалин, 1-метилнафталин и н-ундекан при следующем соотношении компонентов, % масс.:in another embodiment, standard samples for measuring the chemical stability of jet fuels containing chemically pure hydrocarbons, according to the invention, contain decalin, 1-methylnaphthalene and n-undecane in the following ratio of components, wt%:

декалинdecalin 12-2312-23 1-метилнафталин1-methylnaphthalene 2-52-5 н-ундеканn-undecane остальноеrest

а также тем, что стандартные образцы для измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей по п. 2 дополнительно содержат химически чистые сероорганические соединения - 1-гептантиол и 2- пентилтиофен при следующем соотношении компонентов, % масс.:and also by the fact that standard samples for measuring the chemical stability of fuels for jet engines according to claim 2 additionally contain chemically pure organosulfur compounds - 1-heptanethiol and 2-pentylthiophene with the following ratio of components, wt%:

декалинdecalin 12,00-23,0012.00-23.00 1-метилнафталин1-methylnaphthalene 2,00-5,002.00-5.00 1-гептантиол1-heptanethiol 0,03-0,070.03-0.07 2-пентилтиофен2-pentylthiophene 0,10-0,270.10-0.27 н-ундеканn-undecane остальноеrest

В качестве компонентов стандартных образцов использованы углеводороды различного строения и с разным уровнем химической стабильности (таблица 2 настоящего изобретения), а также сероорганические соединения, выпускаемые промышленностью Российской Федерации.Hydrocarbons of various structures and with different levels of chemical stability (table 2 of the present invention), as well as organosulfur compounds produced by the industry of the Russian Federation were used as components of standard samples.

Показатели химической стабильности индивидуальных углеводородов, используемых в качестве компонентов для приготовления стандартных образцов (1-децен, декалин, н-ундекан и 1-метилнафталин), представлены в таблице 2 настоящего изобретения (расположены по возрастанию химической стабильности).The indicators of the chemical stability of individual hydrocarbons used as components for the preparation of standard samples (1-decene, decalin, n-undecane and 1-methylnaphthalene) are presented in Table 2 of the present invention (arranged in order of increasing chemical stability).

Figure 00000002
Figure 00000002

Качественный состав обусловлен тем, что на химическую стабильность топлив оказывает влияние как углеводородный состав, так и наличие гетероорганических соединений. Выбранные компоненты стандартных образцов являются соединениями, присутствующими в составе реальных топлив для реактивных двигателей, что подтверждено исследованиями индивидуального и группового состава реальных топлив для реактивных двигателей различных марок и произведенных по различным технологиям.The qualitative composition is due to the fact that the chemical stability of fuels is influenced by both the hydrocarbon composition and the presence of heteroorganic compounds. The selected components of standard samples are compounds present in the composition of real fuels for jet engines, which is confirmed by studies of the individual and group composition of real fuels for jet engines of various brands and produced using various technologies.

Каждый из компонентов представляет собой индивидуальный углеводород [Химическая энциклопедия в пяти томах. Издательство «Советская энциклопедия», 1990]:Each of the components is an individual hydrocarbon [Chemical encyclopedia in five volumes. Publishing House "Soviet Encyclopedia", 1990]:

1-децен - прозрачная бесцветная жидкость, имеющая плотность 741 кг/м3, температуру плавления - минус 66,3°С, температуру вспышки 49°С;1-decene is a transparent colorless liquid with a density of 741 kg / m 3 , a melting point of minus 66.3 ° C, a flash point of 49 ° C;

декалин - бесцветная жидкость со слабым бензиновым запахом, имеющая плотность 870 кг/м3, температуру плавления - минус 31,5°С, температуру вспышки 58°С;decalin is a colorless liquid with a weak gasoline odor, having a density of 870 kg / m 3 , melting point - minus 31.5 ° С, flash point 58 ° С;

н-ундекан - прозрачная жидкость, имеющая плотность 756 кг/м3, при охлаждении до температуры минус 26°С превращается в воскообразное белое вещество, температура вспышки 60°С;n-undecane is a transparent liquid with a density of 756 kg / m 3 , when cooled to a temperature of minus 26 ° C it turns into a waxy white substance, flash point 60 ° C;

1-метил-нафталин - безводная и розоватая жидкость, имеющая плотность 1020 кг/м3, температуру плавления - минус 141,5°С, температуру вспышки 82°С.1-methyl-naphthalene is an anhydrous and pinkish liquid with a density of 1020 kg / m 3 , a melting point of minus 141.5 ° C, and a flash point of 82 ° C.

Для получения стандартного образца высокостабильного топлива для реактивных двигателей, согласно таблицы 1, проведенные исследования подтвердили необходимость введения в стандартный образец по п. 2 серосодержащих органических соединений, являющихся природными ингибиторами радикального окисления, которые в топливах для реактивных двигателей представлены сульфидами, тиофенами и меркаптанами. В качестве серосодержащих компонентов стандартных образцов использованы 1-гептантиол (меркаптан), и 2-пентилтиофен (тиофен). Выбор этих компонентов обусловлен их доступностью на рынке и приемлемой стоимостью.To obtain a standard sample of highly stable fuel for jet engines, according to Table 1, the studies carried out confirmed the need to introduce sulfur-containing organic compounds into the standard sample according to claim 2, which are natural inhibitors of radical oxidation, which are represented by sulfides, thiophenes and mercaptans in jet fuels. 1-heptanethiol (mercaptan) and 2-pentylthiophene (thiophene) were used as sulfur-containing components of standard samples. The choice of these components is due to their availability in the market and an acceptable cost.

Стандартные образцы готовят смешением и тщательным перемешиванием углеводородов и сероорганических соединений. Образцы подвергали лабораторным испытаниям по методике СТО 08151164-0271-2017, согласно которой их термостатируют в замкнутом объеме при повышенных температуре и давлении кислорода в присутствии инициатора окисления (дикумила пероксида), и по регистрируемым параметрам испытания вычисляют массу поглощенного кислорода и максимальную скорость поглощения кислорода [СТО 08151164-0271-2017 Топливо для реактивных двигателей. Метод определения химической стабильности. - М.: ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», 2017].Standard samples are prepared by mixing and thoroughly mixing hydrocarbons and organosulfur compounds. The samples were subjected to laboratory tests according to the method of STO 08151164-0271-2017, according to which they are thermostated in a closed volume at an elevated temperature and oxygen pressure in the presence of an oxidation initiator (dicumyl peroxide), and according to the recorded test parameters, the mass of absorbed oxygen and the maximum oxygen absorption rate are calculated [ STO 08151164-0271-2017 Fuel for jet engines. Method for determining chemical stability. - M .: FAU "25 State Research Institute of Chemotology of the Ministry of Defense of Russia", 2017].

Для обоснования количественного содержания компонентов в стандартных образцах были приготовлены образцы, состав которых представлен в таблицах 3, 4, 5, соответственно дифференциации таблицы 1.To substantiate the quantitative content of components in standard samples, samples were prepared, the composition of which is presented in tables 3, 4, 5, respectively, the differentiation of table 1.

Пример 1. Для получения стандартных образцов, соответствующих малостабильному топливу для реактивных двигателей, использовали углеводороды со средней (н-ундекан) и малой (декалин и 1-децен) химической стабильностью. Состав стандартных образцов малостабильных топлив для реактивных двигателей и результаты их испытаний представлены в таблице 3.Example 1. To obtain standard samples corresponding to low-stability fuel for jet engines, hydrocarbons with medium (n-undecane) and low (decalin and 1-decene) chemical stability were used. The composition of standard samples of low-stability fuels for jet engines and the results of their tests are presented in Table 3.

Figure 00000003
Figure 00000003

Как видно из результатов испытаний таблицы 3, образец №1 по показателю максимальной скорости поглощения кислорода не соответствует малостабильным топливам для реактивных двигателей (см. таблицу 1 настоящего изобретения), поэтому ее состав не может быть использован для изготовления соответствующих стандартных образцов.As can be seen from the test results of Table 3, sample No. 1 in terms of the maximum oxygen uptake rate does not correspond to low-stability fuels for jet engines (see Table 1 of the present invention), therefore, its composition cannot be used for the manufacture of the corresponding standard samples.

Образцы №2-8 по обоим показателям химической стабильности соответствуют малостабильным топливам для реактивных двигателей (см. таблицу 1 настоящего изобретения), но образец №8 характеризуется слишком высокой максимальной скоростью поглощения кислорода, что не соответствует реальным топливам для реактивных двигателей. Поэтому количественный и качественный состав стандартных образцов, соответствующих по уровню химической стабильности малостабильным топливам для реактивных двигателей, должен соответствовать составам образцов №2-7.Samples No. 2-8 correspond to low-stability fuels for jet engines in both indicators of chemical stability (see table 1 of the present invention), but sample No. 8 has a too high maximum oxygen uptake rate, which does not correspond to real fuels for jet engines. Therefore, the quantitative and qualitative composition of reference materials corresponding to the level of chemical stability of low-stability fuels for jet engines must correspond to the compositions of samples No. 2-7.

Пример 2. Для получения стандартных образцов, соответствующих по химической стабильности стабильным топливам для реактивных двигателей, использовали углеводороды с высокой (1-метилнафталин), средней (н-ундекан) и низкой (декалин) химической стабильностью. Состав стандартных образцов стабильных топлив для реактивных двигателей и результаты их испытаний представлены в таблице 4.Example 2. To obtain standard samples corresponding to the chemical stability of stable fuels for jet engines, hydrocarbons with high (1-methylnaphthalene), medium (n-undecane) and low (decalin) chemical stability were used. The composition of standard samples of stable fuels for jet engines and the results of their tests are presented in Table 4.

Figure 00000004
Figure 00000004

Как видно из результатов испытаний таблицы 4, образцы №1-2 по показателю максимальной скорости поглощения кислорода не соответствуют стабильным топливам для реактивных двигателей (см. таблицу 1 настоящего изобретения), поэтому не могут быть использованы для изготовления соответствующих стандартных образцов. Образец №9 не соответствует стабильным топливам для реактивных двигателей (см. таблицу 1 настоящего изобретения) по показателю массы поглощенного кислорода. Таким образом, при изготовлении стандартных образцов, соответствующих по уровню химической стабильности стабильным топливам для реактивных двигателей, следует придерживаться состава образцов №3-8.As can be seen from the test results of Table 4, samples No. 1-2 in terms of the maximum oxygen uptake rate do not correspond to stable fuels for jet engines (see Table 1 of the present invention), therefore, they cannot be used for the production of the corresponding standard samples. Sample # 9 does not match stable jet fuels (see Table 1 of the present invention) in terms of oxygen uptake mass. Thus, in the manufacture of reference materials corresponding to the level of chemical stability of stable fuels for jet engines, one should adhere to the composition of samples No. 3-8.

Пример 3. Для получения стандартных образцов, соответствующих по уровню химической стабильности высокостабильным топливам для реактивных двигателей, использовали углеводороды с высокой (1-метилнафталин), средней (н-ундекан) и низкой (декалин) химической стабильностью, а также, для эффективного торможения радикальных окислительных процессов вводили сероорганические соединения (1-гептантиол и 2-пентилтиофен). Результаты подтверждения эффективности стандартных образцов высокостабильных топлив для реактивных двигателей представлены в таблице 5.Example 3. To obtain standard samples corresponding to the level of chemical stability of highly stable fuels for jet engines, hydrocarbons with high (1-methylnaphthalene), medium (n-undecane) and low (decalin) chemical stability were used, as well as, for effective inhibition of radical oxidative processes were introduced organosulfur compounds (1-heptanethiol and 2-pentylthiophene). The results of confirming the effectiveness of standard samples of highly stable fuels for jet engines are presented in Table 5.

Figure 00000005
Figure 00000005

Как следует из таблицы 5, стандартный образец №9 по показателю массы поглощенного кислорода не соответствует высокостабильным топливам для реактивных двигателей (см. таблицу 1 настоящего изобретения), поэтому ее состав не может быть использован для изготовления соответствующих стандартных образцов.As follows from table 5, the reference material No. 9 in terms of the mass of absorbed oxygen does not correspond to highly stable fuels for jet engines (see table 1 of the present invention), therefore, its composition cannot be used for the manufacture of the corresponding reference materials.

Образец №1 характеризуется слишком низкой максимальной скоростью поглощения кислорода, не соответствующей этому показателю реальных топлив для реактивных двигателей. Поэтому при изготовлении стандартных образцов для метрологического обеспечения химической стабильности высокостабильных топлив для реактивных двигателей следует придерживаться состава образцов №2-8.Sample No. 1 is characterized by a too low maximum oxygen uptake rate, which does not correspond to this indicator of real fuels for jet engines. Therefore, in the manufacture of standard samples for metrological assurance of the chemical stability of highly stable fuels for jet engines, one should adhere to the composition of samples 2-8.

Таким образом, качественный и количественный состав стандартных образцов для измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей подтвержден результатами испытаний.Thus, the qualitative and quantitative composition of reference materials for measuring the chemical stability of jet fuels has been confirmed by the test results.

Для определения срока хранения стандартных образцов для метрологического обеспечения испытаний по измерению химической стабильности топлив для реактивных двигателей первоначально была проведена оценка срока годности каждого из компонентов стандартных образцов. Наименьший срок годности (по данным нефтехимических заводов - производителей компонентов) среди всех используемых компонентов составил один год. Однако каждый из этих компонентов (по данным нефтехимических заводов - производителей компонентов) имеет свой срок хранения. Поэтому для определения срока хранения разработанных стандартных образцов топлив для реактивных двигателей были проведены исследования по оценке совместимости их компонентов.To determine the shelf life of reference materials for metrological support of tests to measure the chemical stability of fuels for jet engines, the shelf life of each of the components of reference materials was initially assessed. The smallest shelf life (according to petrochemical plants - component manufacturers) among all components used was one year. However, each of these components (according to the petrochemical factories - component manufacturers) has its own shelf life. Therefore, to determine the shelf life of the developed standard samples of jet fuels, studies were carried out to assess the compatibility of their components.

Проверку предполагаемого срока хранения стандартных образцов для метрологического обеспечения испытаний по измерению химической стабильности топлив для реактивных двигателей осуществили с помощью алгоритма, приведенного в п. 5.3 рекомендаций [РМГ 93-2015 Государственная система обеспечения единства измерений. Оценивание метрологических характеристик стандартных образцов. - М.: Стандартинформ, 2016. - 32 с.], согласно которому 10 экземпляров стандартных образцов термостатируют при повышенной температуре (60°С), то есть подвергают искусственному старению. Каждые 3 дня отбирают по одному образцу и проводят испытания по измерению химической стабильности с измерением массы поглощенного кислорода и максимальной скорости поглощения кислорода. Полученные результаты сравнивают с аттестованным значением стандартного образца с учетом границ погрешности. Аттестованные значения стандартного образца и границы погрешности аттестованного значения определяли также в соответствии с [РМГ 93-2015 Государственная система обеспечения единства измерений. Оценивание метрологических характеристик стандартных образцов. - М.: Стандартинформ, 2016. - 32 с.].The verification of the expected shelf life of standard samples for metrological support of tests to measure the chemical stability of fuels for jet engines was carried out using the algorithm given in clause 5.3 of the recommendations [RMG 93-2015 State system for ensuring the uniformity of measurements. Evaluation of the metrological characteristics of reference materials. - M .: Standartinform, 2016. - 32 p.], According to which 10 copies of standard samples are thermostated at an elevated temperature (60 ° C), that is, they are subjected to artificial aging. One sample is taken every 3 days and a chemical stability test is carried out by measuring the mass of oxygen uptake and the maximum oxygen uptake rate. The obtained results are compared with the certified value of the standard sample, taking into account the margin of error. The certified values of the standard sample and the margin of error of the certified value were also determined in accordance with [RMG 93-2015 State system for ensuring the uniformity of measurements. Evaluation of the metrological characteristics of reference materials. - M .: Standartinform, 2016. - 32 p.].

Оценку срока хранения стандартных образцов для метрологического обеспечения испытаний по измерению химической стабильности топлив для реактивных двигателей произвели по малостабильному образцу с максимальным содержанием компонентов, наиболее склонных к окислительным превращениям (1-децен и декалин). Результаты измерений химической стабильности 10 экземпляров стандартного образца №4 таблицы 3, выдержанных в течение различного времени при 60°С, а также аттестованное значение и границы погрешности аттестованного значения стандартного образца приведены в таблице 6 настоящего изобретения.The shelf life of standard samples for metrological support of tests for measuring the chemical stability of fuels for jet engines was estimated using an unstable sample with a maximum content of components most prone to oxidative transformations (1-decene and decalin). The results of measurements of the chemical stability of 10 samples of the standard sample No. 4 of Table 3, held for various times at 60 ° C, as well as the certified value and the error limits of the certified value of the standard sample are shown in Table 6 of the present invention.

Figure 00000006
Figure 00000006

Отклонения результатов испытаний стандартного образца, выдержанного при повышенной температуре, от аттестованного значения оказались в интервале границ погрешности аттестованного значения. Таким образом, минимальный срок хранения стандартных образцов химической стабильности топлив для реактивных двигателей принят один год.The deviations of the test results of the standard sample held at an elevated temperature from the certified value turned out to be within the range of error limits of the certified value. Thus, the minimum shelf life of reference materials for the chemical stability of jet fuels is assumed to be one year.

Срок годности стандартных образцов с сохранением их свойств - не менее одного года - обеспечен использованием нелетучих компонентов с температурами кипения в интервале 169-245°С (таблица 2 настоящего изобретения).The shelf life of standard samples with the preservation of their properties - at least one year - is ensured by the use of non-volatile components with boiling points in the range of 169-245 ° C (table 2 of the present invention).

Полученные стандартные образцы хранятся в герметичных флаконах из темного стекла объемом 200 мл при обычных условиях (температура не выше 25°С) и используются по мере необходимости для аттестации испытательного оборудования. Гарантия - один год.The obtained standard samples are stored in sealed 200 ml dark glass vials under normal conditions (temperature not exceeding 25 ° C) and are used as needed for qualification of testing equipment. One year warranty.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования разработанных стандартных образцов для измерений химической стабильности топлив для реактивных двигателей по СТО 0815164-0271-2017.The results obtained indicate the possibility of using the developed standard samples for measuring the chemical stability of fuels for jet engines according to STO 0815164-0271-2017.

Изобретение осуществимо и воспроизводимо, а существенные признаки изобретения (качественный и количественный состав), приведенные в формуле изобретения и подтвержденные результатами испытаний, позволяют повысить достоверность ранжирования топлив для реактивных двигателей по уровню химической стабильности за счет приближения значений показателей массы поглощенного кислорода и максимальной скорости поглощения кислорода стандартных образцов к аналогичным показателям реальных топлив, полученных по различным технологиям.The invention is feasible and reproducible, and the essential features of the invention (qualitative and quantitative composition), given in the claims and confirmed by the test results, make it possible to increase the reliability of the ranking of fuels for jet engines according to the level of chemical stability by approximating the values of the mass of absorbed oxygen and the maximum rate of oxygen absorption standard samples to analogous indicators of real fuels obtained by various technologies.

Настоящее изобретение создает техническую основу для воспроизведения, хранения и передачи величин, характеризующих химическую стабильность топлив для реактивных топлив и может использоваться для аттестации и контроля показателей точности методики измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей по СТО 0815164-0271-2017, для аттестации испытательного оборудования, используемого для измерения химической стабильности топлив для реактивных двигателей, контроля точности результатов измерений по СТО 0815164-0271-2017, проверки компетентности испытательной лаборатории в процессе аккредитации, проведения межлабораторных сравнительных испытаний для проверки квалификации испытательных лабораторий.The present invention creates a technical basis for reproducing, storing and transferring values characterizing the chemical stability of fuels for jet fuels and can be used for certification and control of accuracy indicators of a method for measuring the chemical stability of fuels for jet engines according to STO 0815164-0271-2017, for certification of test equipment, used for measuring the chemical stability of fuels for jet engines, monitoring the accuracy of measurement results according to STO 0815164-0271-2017, checking the competence of the testing laboratory in the accreditation process, conducting interlaboratory comparative tests to verify the qualifications of testing laboratories.

Claims (6)

1. Стандартные образцы для метрологического обеспечения испытаний по измерению химической стабильности топлив для реактивных двигателей, содержащие химически чистые углеводороды, отличающиеся тем, что содержат декалин, 1-децен и н-ундекан при следующем соотношении компонентов, % масс.:1. Standard samples for metrological support of tests to measure the chemical stability of fuels for jet engines containing chemically pure hydrocarbons, differing in that they contain decalin, 1-decene and n-undecane at the following ratio of components, wt%: декалинdecalin 48-67 48-67 1-децен1-decene 2-18 2-18 н-ундеканn-undecane остальное rest
2. Стандартные образцы для метрологического обеспечения испытаний по измерению химической стабильности топлив для реактивных двигателей, содержащие химически чистые углеводороды, отличающиеся тем, что содержат н-ундекан, декалин и 1-метилнафталин при следующем соотношении компонентов, % масс.:2. Standard samples for metrological support of tests for measuring the chemical stability of fuels for jet engines, containing chemically pure hydrocarbons, differing in that they contain n-undecane, decalin and 1-methylnaphthalene in the following ratio of components, wt%: декалинdecalin 12-23 12-23 1-метилнафталин1-methylnaphthalene 2-5 2-5 н-ундеканn-undecane остальное rest
3. Стандартные образцы для метрологического обеспечения испытаний по измерению химической стабильности топлив для реактивных двигателей по п. 2, отличающиеся тем, что дополнительно содержат химически чистые сероорганические соединения 1-гептантиол и 2-пентилтиофен при следующем соотношении компонентов, % масс.:3. Standard samples for metrological support of tests to measure the chemical stability of fuels for jet engines according to claim 2, characterized in that they additionally contain chemically pure organosulfur compounds 1-heptanethiol and 2-pentylthiophene at the following ratio of components, wt%: декалинdecalin 12,00-23,00 12.00-23.00 1-метилнафталин1-methylnaphthalene 2,00-5,00 2.00-5.00 1-гептантиол1-heptanethiol 0,03-0,07 0.03-0.07 2-пентилтиофен2-pentylthiophene 0,10-0,27 0.10-0.27 н-ундеканn-undecane остальное rest
RU2020129780A 2020-09-09 2020-09-09 Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options) RU2747051C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129780A RU2747051C1 (en) 2020-09-09 2020-09-09 Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020129780A RU2747051C1 (en) 2020-09-09 2020-09-09 Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747051C1 true RU2747051C1 (en) 2021-04-23

Family

ID=75584938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020129780A RU2747051C1 (en) 2020-09-09 2020-09-09 Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747051C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789417C1 (en) * 2022-04-12 2023-02-02 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Standard sample for metrological support of measurements of thermooxidative stability of jet engine fuels under dynamic conditions (variants)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0473114A2 (en) * 1990-08-30 1992-03-04 NIPPON PETROLEUM REFINING COMPANY, Ltd. Standard samples and methods of instrumental measurement of saybolt color of petroleum products using said samples
RU2030742C1 (en) * 1991-05-05 1995-03-10 Межотраслевая научно-производственная ассоциация по метрологическому обеспечению контроля качества нефтеперерабатывающей и нефтехимической продукции на основе образцов "ИНТЕГРСО" Composition of standard samples for adjustment and control of devices for quick test of temperature of initial and final points of light petroleum products distillation
US6559303B1 (en) * 1995-01-11 2003-05-06 Isis Pharmaceuticals, Inc. Methods for processing chemical compounds having reactive functional groups
RU2311636C1 (en) * 2006-07-11 2007-11-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Экрос" Composition of the standard samples for control and determination of the share of the chloroorganic compounds in the petroleum
RU2663154C1 (en) * 2017-08-02 2018-08-01 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Standard samples for metrological provision of tests of automobile gasolines in assessing their propensity to form deposits on nozzle parts

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0473114A2 (en) * 1990-08-30 1992-03-04 NIPPON PETROLEUM REFINING COMPANY, Ltd. Standard samples and methods of instrumental measurement of saybolt color of petroleum products using said samples
RU2030742C1 (en) * 1991-05-05 1995-03-10 Межотраслевая научно-производственная ассоциация по метрологическому обеспечению контроля качества нефтеперерабатывающей и нефтехимической продукции на основе образцов "ИНТЕГРСО" Composition of standard samples for adjustment and control of devices for quick test of temperature of initial and final points of light petroleum products distillation
US6559303B1 (en) * 1995-01-11 2003-05-06 Isis Pharmaceuticals, Inc. Methods for processing chemical compounds having reactive functional groups
RU2311636C1 (en) * 2006-07-11 2007-11-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Экрос" Composition of the standard samples for control and determination of the share of the chloroorganic compounds in the petroleum
RU2663154C1 (en) * 2017-08-02 2018-08-01 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Standard samples for metrological provision of tests of automobile gasolines in assessing their propensity to form deposits on nozzle parts

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789417C1 (en) * 2022-04-12 2023-02-02 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Standard sample for metrological support of measurements of thermooxidative stability of jet engine fuels under dynamic conditions (variants)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6792557B2 (en) Characterization of crude oil and its fractions by thermogravimetric analysis
Myers et al. Determination of gasoline octane numbers from chemical composition
US20160011102A1 (en) Characterization of crude oil by ultraviolet visible spectroscopy
BRPI0801639B1 (en) METHOD FOR DETERMINING THE TOTAL ACIDITY NUMBER AND THE NUMBER OF ACADEMIC ACIDITY OF OILS, OIL COURTS AND WATER-IN-OIL TYPE OF OIL BY MEDIUM INFRARED SPECTROSCOPY
Kay Gases and vapors at high temperature and pressure-density of hydrocarbon
Voice et al. Lubricity of Light-End Fuels with Commercial Diesel Lubricity Additives
RU2747051C1 (en) Standard samples for metrological support of tests for measuring chemical stability of jet engine fuels (options)
Faruq et al. Comparative studies of gasoline samples used in Nigeria
RU2760813C1 (en) Standard samples for metrological support of tests for measuring corrosion activity in dynamic conditions of jet engine fuels
Boryaev Development of advanced methods of determining the chemical stability of hydrocarbon fuels
RU2775473C1 (en) Standard sample for metrological support of tests for measuring the lubricity of jet engine fuels (variants)
Onojake et al. Behavioural characteristics of adulterated Premium Motor Spirit (PMS)
RU2789417C1 (en) Standard sample for metrological support of measurements of thermooxidative stability of jet engine fuels under dynamic conditions (variants)
Juyal et al. Effect of crude oil aging on asphaltene inhibitor product recommendation
RU2391661C1 (en) Method of determining chemical stability of motor petrol
RU2313787C1 (en) Standard sample composition for checking determination of organochlorine compounds in petroleum
RU2685265C1 (en) Method of determining chemical stability of jet engine fuels
RU2608456C2 (en) Method of motor fuels physical stability determining during their storage in stationary reservoirs (tanks)
Goberdhan et al. The Impact of Fuel Solvency on Middle Distillate Cold Flow Performance
RU2311636C1 (en) Composition of the standard samples for control and determination of the share of the chloroorganic compounds in the petroleum
BR112019023892B1 (en) PREVENTION OF HYDROGEN SULPHIDE EMISSION IN THE PRODUCTION OF HOT BITUMEN OR ASPHALT
Hamor et al. The Technical Examination of Crude Petroleum, Petroleum Products and Natural Gas: Including Also the Procedures Employed in the Evaluation of Oil-shale and the Laboratory Methods in Use in the Control of the Operation of Benzol-recovery Plants
Egloff et al. Determination of Unsaturated, Aromatic, Nephthene, and Paraffin Hydrocarbons in Motor Fuels and Their Automotive Equivalents
RU2805833C1 (en) Method for determining changes in quality characteristics of motor gasoline when interacting with anti-corrosion coatings under storage conditions
Pashayeva et al. INFLUENCE OF ADDITIVES ON THE QUALITY OF DIESEL FUEL