RU2770571C1 - Способ определения моющей присадки "Keropur" в автомобильном бензине методом инфракрасной спектроскопии - Google Patents

Способ определения моющей присадки "Keropur" в автомобильном бензине методом инфракрасной спектроскопии Download PDF

Info

Publication number
RU2770571C1
RU2770571C1 RU2021117061A RU2021117061A RU2770571C1 RU 2770571 C1 RU2770571 C1 RU 2770571C1 RU 2021117061 A RU2021117061 A RU 2021117061A RU 2021117061 A RU2021117061 A RU 2021117061A RU 2770571 C1 RU2770571 C1 RU 2770571C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
additive
keropur
value
transmission
detergent
Prior art date
Application number
RU2021117061A
Other languages
English (en)
Inventor
Людмила Васильевна Красная
Ирина Викторовна Овдиенко
Валерия Дмитриевна Зуева
Николай Владимирович Бородин
Алексей Николаевич Приваленко
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 RU2021117061A priority Critical patent/RU2770571C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2770571C1 publication Critical patent/RU2770571C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • 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

Abstract

Изобретение относится к области контроля качества автомобильных бензинов и касается способа определения количества моющей присадки «Keropur» в автомобильном бензине. Способ включает в себя отбор пробы, аккумулирование присадки в пробе, доведение до метки растворителем в мерной колбе объемом 5 мл, снятие ИК-спектра пропускания раствора при индивидуальном значении волнового числа, построение градуировочного графика в координатах «величина пропускания - концентрация присадки» и нахождение по нему количества моющей присадки. Аккумулирование присадки осуществляют вакуумированием пробы при температуре бани 165°С и вакууме 140 мбар. Доведение до метки осуществляют н-гептаном. Снятие ИК-спектра пропускания раствора осуществляют при значении волнового числа 1110,985 см-1, а градуировочный график строят по обратной зависимости значения величины пропускания раствора от концентрации присадки «Keropur» в автомобильном бензине. Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерений и исключении токсичных веществ из процесса измерений. 4 ил., 5 табл.

Description

Изобретение относится к области контроля качества бензинов с применением ИК-спектроскопии, преимущественно для определения присадок, в частности моющей присадки «Keropur», в автомобильных бензинах и может найти применение в аналитических лабораториях, лабораториях предприятий нефтепродуктообеспечения.
Известно, что при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания происходит накопление отложений: нагара и лака, что в дальнейшем приводит к существенному снижению экономичности и сокращению ресурса двигателя, вызываемого, прежде всего, ухудшением работы деталей и механизмов вследствие их локальных перегревов [Негодяев А.С., Бердников Л.А., Федосова М.Е., Перспективы решения проблем осадкообразования в двигателях внутреннего сгорания, Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева №4(106), с. 261].
Отложения образуются в топливных баках, системе питания, в камере сгорания, на штоках и тарелках впускных клапанов, в картере. Приводят к изменению теплового режима двигателя, ухудшают подачу топлива, увеличивают износ и надежность эксплуатации. [RU 2542371].
Для достижения установленных требований к качеству автомобильных бензинов допускается использование присадок, улучшающих характеристики работы двигателей, обеспечивающих сохраняемость качества, уменьшающих отложения в камере сгорания, снижающих уровень токсичности отработавших газов.
Моющая присадка марки «Keropur» производства фирмы BASF применяется в отечественных и импортных бензинах, предотвращает образование отложений внутри трубопроводов и патрубков, покрывает систему подачи топлива в двигателе защитной пленкой, поддерживает топливные инжекторы (форсунки) в чистом состоянии, удаляет имеющиеся отложения. (www.docviewer.yandex.ru, фирменная презентация, доктор Людвиг Фелькель, дата обращения 23.04.2021 г). Благодаря химической природе поверхностно-активного детергента также предотвращает обледенение карбюратора. (https://utgrus.com/wp-content/uploads/2016/12/Keropur-3458N-TI-rus1.pdf дата обращения 26.05.2021 г.).
В настоящее время присадку в топливо вводят при перекачке топлива на нефтебазах и непосредственно на АЗС [Силин М.А., Иванова Л.В., Кошелев В.Н., Буров Е.А. «Моющие присадки к автомобильным топливам - современный взгляд», Бутлеровские сообщения. 2001 г., т.27, №16]. Ее количество в автомобильном бензине (400-700 мг/кг) строго не регламентировано, однако передозировка присадки часто грозит образованием повышенного количества отложений на деталях топливной аппаратуры и двигателя, что обосновывает необходимость контроля за ее количественным содержанием в топливе.
Перед авторами стояла задача разработать достоверный способ качественного и количественного определения моющей присадки «Keropur» в автомобильном бензине с погрешностью не более 20 мг/кг на базе ИК-спектроскопии.
При анализе патентной информации и научно-технической литературы выявлено несколько способов определения присадки «Keropur» в автомобильном бензине
Существует способ экспресс определения наличия моющих присадок в автомобильных бензинах. С помощью диспергирующего индикаторного состава моющую присадку экстрагируют и замеряют на границе раздела «бензин-вода» объем окрашенного пенистого слоя [RU 2542371].
Этот способ применим только для качественного определения моющих присадок.
Применяют способ для количественного определения наличия моющих присадок, основанный на определении количества непромытых смол в автомобильном бензине по ASTM D 381 с последующим определением концентрации присадки по графику зависимости от количества непромытых смол. Способ является косвенным и позволяет достоверно определить концентрацию присадки только на месте производства бензинов, с неизменным содержанием фактических смол, без учета возможности смешения топлива в цистернах на автозаправочных станциях. [www.docviewer.yandex.ru, фирменная презентация, доктор Людвиг Фелькель, дата обращения 23.04.2021 г].
Известен способ определения наличия моющих присадок в автомобильных бензинах, заключающийся в определении количества смол до и после промывки н-гептаном и при отсутствии разницы в количестве смол до и после промывки, делают вывод об отсутствии моющей присадки (RU 2 497 111). Данный способ дает возможность судить только о наличии присадки, но не позволяет определять ее концентрацию.
Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является способ количественного определения моющих присадок («Каскад-9», «Keropur», «HiTEC 6430», включающих высокомолекулярные основания Манниха) в бензине, основанный на аккумулировании присадки, растворении остатка метиленхлоридом, измерении площади пика в области 1103 см-1 в спектральном диапазоне 1192-1051 см-1 в ИК-спектрах. [Винокуров В.А., Фролов В.И., Любименко В.А., Пухова А.А., Коруч И.В. «Моющие присадки к автомобильным бензинам и их количественное определение». Нефтепереработка и нефтехимия №3, 2010 г. с.21-26 - прототип].
Недостатком указанного способа - прототипа, является значительная погрешность, обусловленная тем, что кроме присадки «Keropur» в автомобильном бензине имеются другие присадки и компоненты, добавленные согласно технологии производства, такие как Агидол, метилтретбутиловый эфир (МТБЭ), метилтретамиловый эфир (МТАЭ). При исследовании возможности использования данного способа для определения моющей присадки «Keropur» в автомобильном бензине и изучении раствора остатка было выявлено, что согласно представленной в работе методики, не происходит равномерного и абсолютного удаления вышеназванных присадок и компонентов топлива из оставшегося при аккумулирования остатка. В результате наблюдается отсутствие корреляции между количеством моющей присадки «Keropur» и площадью пика, определенной этой методикой для растворов бензина, что показали проведенные экспериментальные исследования. Кроме того, в приведенном в описании примере, определение моющих присадок в автомобильном бензине, используются дихлорметан и толуол в качестве растворителя, являющиеся токсичными веществами с уровнем ПДК=50-150 мг/м3, и относятся к 3 классу опасности, что ухудшает условия проведения испытаний.
Технический результат изобретения - расширение номенклатуры способов определения моющей присадки «Keropur» в автомобильном бензине с одновременным повышением точности за счет исключения влияния компонентов других функциональных присадок в топливе и улучшение условий проведения испытаний за счет исключения токсичных веществ.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения количества моющей присадки «Keropur» в автомобильном бензине, включающий отбор пробы, аккумулирование присадки в пробе, доведение до метки растворителем в мерной колбе объемом 5 мл, снятие ИК-спектра пропускания раствора при индивидуальном значении волнового числа, построение градуировочного графика в координатах «величина пропускания - концентрация присадки» и нахождение по нему количества моющей присадки «Keropur», согласно изобретению аккумулирование присадки осуществляют вакуумированием пробы при температуре бани 165°С и вакууме 140 мбар, доведение до метки осуществляют н-гептаном, величину пропускания раствора находят при значении волнового числа 1110,985 см-1, а градуировочный график строят по обратной зависимости значения величины пропускания раствора от концентрации моющей присадки «Keropur» в автомобильном бензине.
На фиг. 1 представлены ИК-спектры поглощения (взятые с прибора ИК-Фурье спектрометре Nicolet 6700):
а - после аккумулирования присадок из образцов бензина, в растворителе метиленхлорид;
б - ИК-спектр присадки МТБЭ;
в - ИК-спектр присадки МТАЭ;
г - ИК-спектр присадки Агидол.
Выделенная область в виде прямоугольника в координатах 1192-1051 см-1 - область определения моющей присадки по прототипу, а серая область с волновым числом 1110,985 см-1 - область определения моющей присадки по заявленному способу;
фиг. 2 ИК-спектры пропускания (взятые с прибора ИК-Фурье спектрометре Nicolet 6700):
д - остаток после аккумулированния присадки, растворенный в н-гептане, содержащий различное количество присадки «Keropur 3458N»;
е - н-гептан;
ж - изооктан;
з - толуол;
фиг. 3 ИК-спектры пропускания градуировочных растворов (взятые с прибора ИК-Фурье спектрометре Nicolet 6700);
фиг. 4 Калибровочный график зависимости содержания присадки «Keropur» от величины пропускания раствора.
Выбор области пропускания в заявляемом способе обусловлен результатами испытаний автомобильного бензина с различными присадками (фиг.1), исключение влияния топлива на результаты определения моющей присадки «Keropur» достигается при значении волнового числа 1110,985 см-1.
Использование н-гептана в качестве растворителя для приготовления растворов обусловлено так же результатами исследований (табл. 1). Установлено, более эффективным является н-гептан, пропускание которого при значении волнового числа 1110,985 см-1 является максимальным, а при увеличении концентрации присадки поглощение растворителя снижается. Имеет место обратная зависимость - минимальное пропускание наблюдается при максимальной концентрации присадки (фигура 2), тогда как для других растворителей (фигура 2) максимум пропускания (изооктан, толуол) не совпадает с волновым числом 1 110,985 см-1.
Figure 00000001
Для обоснования условий аккумулирования присадки «Keropur» в пробе автомобильного бензина были приготовлены модельные смеси, содержащие моющую присадку «Keropur» (табл. 2).
Figure 00000002
Аккумулирование моющей присадки «Keropur» в пробе автомобильного бензина проводили при температуре бани 165°С и вакууме 140 мбар. При значении температуры ниже выбранной, объем остатка после аккумулирования был более 5 мл, что не удовлетворяло условиям эксперимента. При более высокой температуре остаток - изменял цвет, становился темнее. При большем значении вакуума аккумулирование пробы было затруднено, длительность увеличилась. Меньшее значение вакуума существенного влияния на процесс не оказало.
Для достижения технического результата были приготовлены градуировочные растворы, представляющие собой композиции автомобильного бензина (не содержащего присадки), с различными концентрациями моющей присадки «Keropur» (табл.3). Выбор концентрации присадки «Keropur» обоснован требованиями, нормативных документов по компонентному составу автомобильного бензина.
Figure 00000003
После этого, каждый образец помещают в ротационный испаритель при температуре бани 165°С, создают вакуум 140 мбар. Остаток после аккумулирования переносят в мерную колбу на 5 мл, доводят до метки н-гептаном.
Все образцы исследуют на ИК-Фурье спектрометре. Для каждого полученного ИК-спектра определяют величину пропускания при значении волнового числа 1110,985 см-1 (фиг. 3).
С помощью компьютерной программы TQ Analyst (или аналогичных программ) устанавливают количественную линейную зависимость содержания моющей присадки «Keropur» в автомобильном бензине от величины пропускания раствора при значении волнового числа 1110,985 см-1 (фиг. 4), коэффициент корреляции которой составляет не менее 0,999. Калибровочная кривая определяется для каждого образца, в каждом конкретном топливе. Концентрацию присадки в бензине рассчитывают по формуле:
С=К1⋅Х+К2
Где С - концентрация моющей присадки «Keropur»;
X - величина пропускания раствора;
К1=-102,99 К2=1856,2 эмпирические коэффициенты, полученный экспериментальным путем.
Figure 00000004
Как видно из результатов искусственно приготовленных образцов (табл. 4) точность предлагаемого способа соответствует допустимой точности. Были так же проведены исследования образцов бензина с содержанием присадок МТБЭ, МТАЭ (табл. 5). Результаты подтвердили отсутствие влияния наличия других присадок кроме «Keropur» на точность заявленного метода.
Figure 00000005
Проведение анализа бензинов в процессе заправки техники, градуировочные растворы готовят в день проведения испытаний. Определение моющей присадки «Keropur» проводят непосредственно после изготовления партии бензина, содержащего моющую присадку «Keropur».
Таким образом, заявленный способ определения количества моющей присадки «Keropur» в автомобильных бензинах расширяет номенклатуру способов определения моющей присадки «Keropur» в автомобильном бензине не только качественно, но и количественно, с допустимым требованием по точности, а использование н-гептана в качестве растворителя исключает токсичность условий проведения испытаний.

Claims (1)

  1. Способ определения количества моющей присадки «Keropur» в автомобильном бензине, включающий отбор пробы, аккумулирование присадки в пробе, доведение до метки растворителем в мерной колбе объемом 5 мл, снятие ИК-спектра пропускания раствора при индивидуальном значении волнового числа, построение градуировочного графика в координатах «величина пропускания - концентрация присадки» и нахождение по нему количества моющей присадки «Keropur», отличающийся тем, что аккумулирование присадки осуществляют вакуумированием пробы при температуре бани 165°С и вакууме 140 мбар, доведение до метки осуществляют н-гептаном, снятие ИК-спектра пропускания раствора осуществляют при значении волнового числа 1110,985 см-1, а градуировочный график строят по обратной зависимости значения величины пропускания раствора от концентрации присадки «Keropur» в автомобильном бензине.
RU2021117061A 2021-06-11 2021-06-11 Способ определения моющей присадки "Keropur" в автомобильном бензине методом инфракрасной спектроскопии RU2770571C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117061A RU2770571C1 (ru) 2021-06-11 2021-06-11 Способ определения моющей присадки "Keropur" в автомобильном бензине методом инфракрасной спектроскопии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117061A RU2770571C1 (ru) 2021-06-11 2021-06-11 Способ определения моющей присадки "Keropur" в автомобильном бензине методом инфракрасной спектроскопии

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2770571C1 true RU2770571C1 (ru) 2022-04-18

Family

ID=81212721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021117061A RU2770571C1 (ru) 2021-06-11 2021-06-11 Способ определения моющей присадки "Keropur" в автомобильном бензине методом инфракрасной спектроскопии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2770571C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004029592A1 (fr) * 2002-09-30 2004-04-08 Totalfinaelf France Procede et dispositif pour la conduite en continu d’un processus de preparation d’un carburant, notamment pour moteur diesel, par melange en ligne de ses constituants.
CN101915746A (zh) * 2010-07-22 2010-12-15 中国人民解放军空军油料研究所 一种航空油料及添加剂的鉴定方法
RU2593767C1 (ru) * 2015-05-21 2016-08-10 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Способ определения количества присадок "хайтек-580" и "агидол-1" в топливах для реактивных двигателей

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004029592A1 (fr) * 2002-09-30 2004-04-08 Totalfinaelf France Procede et dispositif pour la conduite en continu d’un processus de preparation d’un carburant, notamment pour moteur diesel, par melange en ligne de ses constituants.
CN101915746A (zh) * 2010-07-22 2010-12-15 中国人民解放军空军油料研究所 一种航空油料及添加剂的鉴定方法
RU2593767C1 (ru) * 2015-05-21 2016-08-10 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Способ определения количества присадок "хайтек-580" и "агидол-1" в топливах для реактивных двигателей

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Винокуров В.А. и др. "Моющие присадки к автомобильным бензинам и их количественное определение", НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА И НЕФТЕХИМИЯ, No 3, 2010 г., стр. 21-26. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2770571C1 (ru) Способ определения моющей присадки "Keropur" в автомобильном бензине методом инфракрасной спектроскопии
Romanel et al. Time domain nuclear magnetic resonance (TD-NMR): A new methodology to quantify adulteration of gasoline
Kim et al. The characteristics of carbon deposit formation in piston top ring groove of gasoline and diesel engine
dos Santos et al. Quantification of detergent-dispersant additives in gasoline by thermogravimetry
RU2542371C1 (ru) Экспресс-метод определения моющих присадок в автомобильных бензинах
RU2304281C1 (ru) Способ определения количества присадки детерсол-140 в моторных маслах для автомобильной техники
RU2663154C1 (ru) Стандартные образцы для метрологического обеспечения испытаний автомобильных бензинов при оценке их склонности к образованию отложений на деталях форсунок
Miyata et al. Mechanism of turbocharger coking in gasoline engines
CN106645012A (zh) 成品汽柴油中酯类化合物快速定量分析方法
RU2310832C1 (ru) Способ определения октанового числа автомобильных бензинов
Sappok et al. Impact of biodiesel on ash emissions and lubricant properties affecting fuel economy and engine wear: comparison with conventional diesel fuel
Smocha et al. Gasoline direct injector deposits: Impacts of fouling mechanism on composition and performance
Gagliardi et al. Effects of tetraethyl lead concentration on exhaust emissions in customer type vehicle operation
Kalsi et al. Determination of oxygenates in gasoline by 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy
CN107085059B (zh) 一种测定汽油辛烷值的方法及装置
Mori et al. Influence of biodiesel fuel on lubricant oil oxidative degradation
CN108645810B (zh) 聚异丁烯胺类燃油宝优劣的快速检测方法
de Carvalho et al. Mass spectrometry molecular fingerprinting of mineral and synthetic lubricant oils
RU2339037C1 (ru) Способ оценки детонационной стойкости автомобильных бензинов
Morcos et al. Detection methods for accurate measurements of the FAME biodiesel content in used crankcase engine oil
Gail et al. An Intake Valve Deposit (IVD) Engine Test Development to Investigate Deposit Build-Up Mechanism Using a Real Engine
Amara et al. Study of simple detection of gasoline fuel contaminants contributing to increase Particulate Matter Emissions
RU2768892C2 (ru) Способ количественного определения многофункциональной моющей присадки в бензинах методом инфракрасной спектрометрии с предварительным концентрированием
RU2329485C1 (ru) Способ определения щелочного числа моторных масел для автомобильной техники
Chybowski The Initial Boiling Point of Lubricating Oil as an Indicator for the Assessment of the Possible Contamination of Lubricating Oil with Diesel Oil. Energies 2022, 15, 7927