UA127870C2 - Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером - Google Patents
Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером Download PDFInfo
- Publication number
- UA127870C2 UA127870C2 UAA202102056A UAA202102056A UA127870C2 UA 127870 C2 UA127870 C2 UA 127870C2 UA A202102056 A UAA202102056 A UA A202102056A UA A202102056 A UAA202102056 A UA A202102056A UA 127870 C2 UA127870 C2 UA 127870C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- fuel
- branched
- solution
- fluorescent marker
- fluorescence
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000003550 marker Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 16
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002372 labelling Methods 0.000 title abstract description 8
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims abstract description 19
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 239000007799 cork Substances 0.000 abstract 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 51
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 18
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 16
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 7
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 125000000664 diazo group Chemical group [N-]=[N+]=[*] 0.000 description 3
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 3
- -1 for example Chemical class 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 239000012088 reference solution Substances 0.000 description 3
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- QNLZIZAQLLYXTC-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethylnaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=C(C)C(C)=CC=C21 QNLZIZAQLLYXTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IHXWECHPYNPJRR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxycyclobut-2-en-1-one Chemical compound OC1=CC(=O)C1 IHXWECHPYNPJRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- GUEIZVNYDFNHJU-UHFFFAOYSA-N quinizarin Chemical compound O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C(O)=CC=C2O GUEIZVNYDFNHJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004847 absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000002490 anilino group Chemical class [H]N(*)C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 239000001045 blue dye Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000002795 fluorescence method Methods 0.000 description 1
- 238000001506 fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229940103105 mapap Drugs 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N naphthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C(N=C3C4=CC5=CC=CC=C5C=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=C2C(C=CC=C2)=C2)C2=C1N=C1C2=CC3=CC=CC=C3C=C2C4=N1 LKKPNUDVOYAOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
- PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N vertaline Natural products C1C2C=3C=C(OC)C(OC)=CC=3OC(C=C3)=CC=C3CCC(=O)OC1CC1N2CCCC1 PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Винахід стосується способу маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером, що включає додавання флуоресцентного маркера - розчину довгохвильового люмінофору в органічному розчиннику, причому як довгохвильовий люмінофор використовують похідні квадратної кислоти загальної формули: , де А - це =O, =S, =N-Ra, =C(Rb)(Rc), причому Ra, Rb та Rc - це -CORk, -CN, -CON(Rd)(Re), -COORf, причому Rd, Re, Rf та Rk - це, незалежно, -Η, розгалужена або лінійна аліфатична група, яка може містити як замісники -ОН, -ORg, -CORk, -CN, -CON(Rd)(Re), COORf-групи, де Rg - це розгалужена або лінійна аліфатична група, або ароматична група; D - це -О-, -S; R1 і R1' - це -Н, розгалужена або лінійна аліфатична група; R2 і R2' - це, незалежно, Н, -CN, -CON(Rd)(Re), -COORf, NO2, -ORg, - N(Rd)(Re), аліфатична, аліциклічна або ароматична групи, частина конденсованого ароматичного або гетероциклічного кільця, які, у свою чергу, можуть бути заміщені -CN, -CON(Rd)(Re), -COORf, -NO2, -ORg або аліфатичними групами.
Description
Кк А в 2 в тт М
М М , в у 2 в! оо к, де А - це ХО, -5, -М-На, -С(В2)(Не), причому На, Ре та Ве - це -СОВК -СМ, -СОМ(НУ(Ве), -СООНІ, причому НУ, Ве, В! та ВК - це, незалежно, -Н, розгалужена або лінійна аліфатична група, яка може містити як замісники -ОН, -ОН9, -СОВК, -СМ, -СОМ(ВУ(Ве), СООВ групи, де Не - це розгалужена або лінійна аліфатична група, або ароматична група; 0 - це-С., -5;
В'Її В - це -Н, розгалужена або лінійна аліфатична група;
В? ї В? - це, незалежно, Н, -СМ, -СОМ(ВУ(Ве), -СООВІ, МО», -ОВ8, - Щ(ВУ)(Ве), аліфатична, аліциклічна або ароматична групи, частина конденсованого ароматичного або гетероциклічного кільця, які, у свою чергу, можуть бути заміщені -СМ, -СОМ(ВУ(Ве), -СООВІ, -МО», -ОВ9 або аліфатичними групами.
Винахід стосується області проблем паливно-енергетичного комплексу та розвитку хімічних технологій, методів "прихованого" маркування рідких вуглеводнів, таких, наприклад, як пальне різних видів (бензини, дизельне пальне, суднове, котельне) та різних виробників, мастильні матеріали (моторні, трансмісійні та спеціальні оливи, мінеральні мастила, пластичні мастила), рідини на нафтовій основі, з використанням люмінофорів, що випромінюють світло в довгохвильовій області спектра. Винахід може бути використано для створення системи захисту пального різних видів та призначення від фальсифікації, контрафакції або розкрадання.
На даний час в Україні відсутні власні засоби захисту рідкого палива або пально-мастильних матеріалів від будь-яких видів контрафакції (підробки і розведення) і контрабанди (несанкціонованого імпорту, експорту, транспортування і несанкціонованих поставок на АЗС).
Існуючі методи лабораторного контролю палив дають можливість виявити лише їх відповідність прийнятим стандартам за складом і вмістом домішок, але не дозволяють встановити походження цих матеріалів, тобто чи були вони ввезені в Україну або вироблені в Україні на законних підставах, чи є контрабандним або контрафактним товаром. Цю проблему намагаються вирішити введенням у паливо спеціальних добавок (міток або маркерів), наявність і концентрацію яких можна встановити лише за допомогою лабораторних аналізів в спеціалізованих лабораторіях або за допомогою спеціальних приладів. Маркери вирішують дві проблеми одночасно: ідентифікацію типу палива та виявлення факту його розведення. Так, наприклад, у Великій Британії колір барвника боїмепі Вей 24 у поєднанні з хінізарином, що виступає антиоксидантом, був вибраний для позначення типу палива, до якого застосовується низький податок. На території Європи так званий "ЕпготагКег" обов'язково вводиться у паливо, що реалізується за зниженим податком. Цей маркер має жовтуватий колір (також називається
ЗоЇмепі МеПЙом/ 124), що не відразу виявляється неозброєним оком при додаванні необхідної розбавленої концентрації до палива, але яка може бути виявлена додаванням розчину кислоти та недовготривалим кип'ятінням за необхідністю. Синій барвник аналогічно застосовується до керосину у Великобританії, щоб відрізнити авіаційне пальне від дизельного. Серед інших барвників, що використовують для візуального мічення рідких вуглеводнів можна назвати:
Зоїмепі Вей 24, боїмепі Вей 19, боїмепі Війе 36, апа боЇмепі Стеєп 3. У деяких країнах поряд з візуальним міченням пального використовують і приховані мітки, які виявляють при
Зо застосуванні певних реагентів чи при екстракції у лужне чи кисле середовище.
Помітність забарвлення має певні недоліки, тому що дає змогу злочинним угрупованням виявляти та видаляти барвник і продавати пільгове паливо за більшу вартість, що призводить до зменшення податкових надходжень. Тому захисні матеріали (мітки), які додаються, повинні працювати в дуже низьких концентраціях, тобто, легко і надійно визначатися за допомогою спеціальних приладів, але, разом з тим, не виявлятися візуально (за забарвленням рідини) або за допомогою традиційних засобів розпізнавання захисних знаків (наприклад, за допомогою ультрафіолетових детекторів валют). Крім того, вони повинні не впливати на експлуатаційні властивості палива, бути інертними відносно деталей машин і двигунів, бути не токсичними після використання або згоряння в двигуні і не забруднювати навколишнє середовище.
Вирішення цього завдання ускладнюється ще й тим, що компоненти палива і металеві поверхні цистерн і трубопроводів, в яких зберігається або транспортується паливо, можуть агресивно діяти на мітку і руйнувати Її, в той час як мітка повинна залишатися стабільною і не знижувати свою концентрацію у паливі протягом всього терміну зберігання.
Усі вищенаведені фактори обумовлюють актуальність створення нових матеріалів для непомітного, тобто, "прихованого" маркування рідких видів палива різного призначення.
Найбільша кількість "прихованих" маркерів виявляється за утворенням кольору при застосуванні певних реагентів чи при екстракції у лужне чи кисле середовище та належить до класу азо- чи діазобарвників.
Відомий синтез маркерів пального на основі реакції п-алкіланіліну з діазосіллю анілінових похідних (5. Зимжапргазор "РеїгоЇїешт таКег5 5упіпезізед їйот п-аКуІреплепе апа апіїпе дегмаймев", Іпа. Епа. Снет. Нез., 2003, 42, рр. 5054-5059). Ці маркери невидимі в дизельному паливі, а забарвлення з'являється при екстракції розчином 1,2-діаміноетану в пропан-1,З-діолі і метанолі.
Відомі приховані маркери на основі азо- чи діазобарвників для мічення палива (патент США
Моб6514917, СО9В 29/08 та патент США Мо 8257975, Щ401М 33/26). Вказані маркери практично не мають кольору в паливі, але здобувають його при екстракції (кислотній чи лужній) та/або з використанням проявляючого агента.
Відомі фталеїни (патент США Мо 6002056, 0101 1/00 та патент США Мо 6482651, Сб070 307/88| та барвники на основі антрахінону (патент США Ме 5205840, С0О9В 1/00| для мічення бо нафтопродуктів, колір яких проявляється після екстракції у лужне середовище.
Однак багатоступеневі процедури виявлення прихованих маркерів, що включають екстракцію чи проявлення за допомогою реагентів, як правило, ускладнюють процес детекції та є незручними для використання у польових умовах. Крім того, візуальна ідентифікація або використання абсорбційної спектроскопії як методу ідентифікації мають певні недоліки, серед яких - низька чутливість цих методів, а також необхідність введення високих концентрацій барвника (в середньому, 10-100 ррт). Велика кількість маркера, що додається, може погано впливати на деталі двигуна або навколишнє середовище, тому доцільним є зниження концентрації маркера до рівня 1 ррт, або нижче.
Флуоресцентні методи вимірювань є на сьогоднішній день одними з найбільш чутливих і, в той же час, дешевих методів аналізу, що дозволяє істотно знизити концентрацію мітки, яка додається в пальне, підвищити "прихованість" і надійність маркування і знизити вартість захисту і детектування. Флуоресцентні методи аналізу можуть бути легко автоматизовані, а детектування можна реалізовувати як на стандартному спектральному обладнанні при наявності відповідних методик аналізу, так і за допомогою спеціалізованих (спеціально розроблених для вирішення даного завдання) приладів, в тому числі, в компактному переносному або польовому варіанті.
Відомі люмінофори для використання у рідких вуглеводнях |патент США Мо 6991914, 120 1/44 та патент США Мо 9469717, 01М 21/76), які випромінюють світло в області до 550 нм.
Відомо, що через вміст конденсованих ароматичних вуглеводнів рідкі нафтопродукти мають поглинання та флуоресценцію, які заважають ідентифікації за допомогою короткохвильових маркерів, "область прозорості" при цьому починається від 550 нм. Тому використання відомих люмінофорів для маркування рідких вуглеводнів не є зручним через перекривання із власною флуоресценцією палива.
Для "прихованого" маркування доречним є використання довгохвильових люмінофорів, які світяться в червоній або близько інфрачервоній області спектру.
Відомий спосіб маркування рідких вуглеводнів маркерами на основі сквараїнових, кроконових, фтало- та нафталоціанінових барвників (патент США Мо 5525516, С101І 1/2321, максимуми довжин хвиль поглинання яких більші за 600 нм.
Відомі сквараїнові маркери на основі бензиндоленінових похідних перекривають досить
Зо вузький діапазон довжин хвиль поглинання (650-690 нм), що обмежує їх використання джерелом збудження флуоресценції у вузькій зоні 650-680 нм. Крім того, фталоціаніни та нафталоціаніни, що заявлені у цьому патенті, містять атоми металів або силікону у своїй структурі, що буде призводити до утворення твердого залишку при згорянні у двигуні та швидкому зносу матеріалів і деталей двигуна.
Як прототип за кількістю загальних ознак нами вибрано останній з наведених аналогів.
Задачею даного винаходу є розробка простого способу маркування рідких вуглеводнів флуоресцентними маркерами на основі довгохвильових люмінофорів, які мають високу розчинність та фотостабільність у вуглеводнях, не містять атомів металів у своїй структурі та перекривають широкий спектральний діапазон поглинання, що дозволяє збуджувати їх випромінення великим набором різноманітних джерел світла.
Рішення поставленої задачі досягається тим, що в способі маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером, що включає додавання флуоресцентного маркера - розчину довгохвильового люмінофора в органічному розчиннику, згідно з винаходом, як довгохвильовий люмінофор використовують похідні квадратної кислоти загальної формули І: р2 А в2 в2 в2 - / 2 х о Ї дк
Му о в" де А - це 0, -5, -М-На, -С(В)(Вг), причому Ва, В? та Ве - це -СОВК -СМ, -СОМ(ВУ)(ВУ), -
СООРНІ, причому НУ, Ве, В! та ВЕК - це, незалежно, -Н, розгалужена або лінійна аліфатична група, яка може містити як замісники -ОН, -ОВ89, -СОВЕ, -СМ, -«СОМ(В8У)(Ве), СООВ- групи, де Ве - це розгалужена або лінійна аліфатична група, або ароматична група;
БО р - це-О,-5;
В'Її ВТ - це -Н, розгалужена або лінійна аліфатична група;
В2 і В2 - це, незалежно, Н, -СМ, -СОМ(НУ) (Ве), -СООНВІ, МО», -ОНе, - М(ВУ)(Ве), аліфатична, аліциклічна або ароматична група, частина конденсованого ароматичного або гетероциклічного кільця, які у свою чергу можуть бути заміщені -СМ, -СОМ(НУ(Ве), -СООВ -МО», -ОНе або аліфатичними групами.
Маркер являє собою концентрований розчин барвника, що використовується для мічення пально-мастильних матеріалів з метою наступного його виявлення та/або кількісного визначення.
Довгохвильові люмінофори, що заявляються як маркери рідких вуглеводнів, мають максимуми поглинання та флуоресценції в діапазоні від 530 до 760 нм і, внаслідок цього, можуть легко розпізнаватися відповідними інструментами, що вимірюють флуоресценцію розчинів. При цьому візуально непомітна зміна кольору промаркованого зразку, що дозволяє здійснити "приховане" маркування.
Крім того, довгохвильові люмінофори, що заявляються як маркери рідких вуглеводнів, характеризуються високою розчинністю в рідких вуглеводнях, що піддають маркуванню (це дозволяє легко отримати таку концентрацію люмінофору, яка надійно детектується флуоресцентними методами), мають хімічну стабільність щодо тривалого зберігання промаркованого продукту по відношенню до сонячного світла, води, кисню, температури тощо та хімічну інертність до усіх компонентів рідини, що маркується (барвників, присадок тощо).
Слід зазначити, що інтенсивності люмінесценції маркера повинно бути достатньо для його надійного виявлення. Збільшенню інтенсивності аналітичного сигналу сприяє висока яскравість люмінофора, що є добутком від множення коефіцієнту екстинкції на квантовий вихід. в таблиці 1 наведено спектральні характеристики типового біс(ідиметилпіроліл)сквараїнового барвника - похідного квадратної кислоти загальної формули (максимуми поглинання (Атахіаь)) та флуоресценції (Атах(ет))"
В таблиці 2 наведено дані про змінення інтенсивності флуоресценції (Іфл) розчину типового бісі(ідиметилпіроліл)сквараїнового барвника у дизельному пальному впродовж 1, 2, 3, 6 та 12 місяців зберігання (наведено середні дані за результатом вимірювання флуоресценції двох паралельно приготованих розчинів для кожної точки, для кожного розчину проводили по три паралельних вимірювання).
На фіг. 1 наведено спектр флуоресценції типового біс(диметилпіроліл)сквараїнового барвника (Е)-2-(3,5-диметил-1 Н-пірол-2-іл)-4-(3,5-диметил-2Н-пірол-1-іум-2-іліден)-3-
Зо оксоциклобут-1-енолату).
На фіг. 2 наведено зміни спектру флуоресценції типового біс(диметилпіроліл)сквараїнового барвника: (а) - у дизельному паливі впродовж часу; (б) - крива його стабільності.
Для практичного використання флуоресцентного барвника як маркер пального необхідною є висока стабільність барвника і його спектральних характеристик щодо тривалого зберігання промаркованого продукту по відношенню до сонячного світла, води, кисню, температури, компонентів (присадок).
Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером полягає в додаванні до рідкого вуглеводню, що маркується, флуоресцентного маркера - довгохвильового люмінофору формули І у кількості від 1 до 1000 мг/т.
Завдяки тому, що маркери добре розчиняються у пально-мастильному матеріалі, їх розподіл є рівномірним. Маркери вводять у паливо в малих концентраціях, виявляють за допомогою джерела світла з довжиною хвилі в області 500-750 нм за їх люмінесценцією та ідентифікують їх наявність шляхом визначення максимуму та інтенсивності люмінесценції в області 550-850 нм зразка промаркованого палива, що досліджують методом флуоресцентної спектроскопії. Можна також збуджувати флуоресценцію у промаркованих рідинах напівпровідниковим лазером або напівпровідниковим діодом. Особливу перевагу дає застосування напівпровідникового лазера або напівпровідникового діода з довжиною хвилі максимальній емісії в спектральному діапазоні від Хтах - 100 нм до Атахя20 нм (де Атах - довжина хвилі максимуму поглинання маркувальної речовини). Довжина хвилі максимальної емісії складає при цьому 550-850 нм. Отримане у такий спосіб флуоресцентне світло можна реєструвати візуально для швидкої ідентифікації маркеру у паливі, наприклад, у польових умовах.
Маркування не призводить до помітних візуально змін у паливі, а саме, зміни кольору, прозорості тощо. Крім того, паливо, що промарковане мітчиками, зберігає усі необхідні показники у межах регламентованих нормативних документів і не являє собою загрозу для навколишнього середовища чи деталей двигуна.
Щоб мінімізувати витрати на маркування, звести до мінімуму можливі взаємодії маркерів пального з будь-якими його інгредієнтами, забезпечити непомітність у промаркованому паливі, кількість маркерів встановлюють якомога меншою. Загальну (масову) концентрацію бо люмінофору у рідині, що маркується, вибирають в діапазоні від 17 до 1000 мг/т. Ще однією причиною максимально можливого зниження кількості маркерів може бути подолання їх пошкоджуючого впливу (якщо він є), наприклад, на деталі двигунів згоряння, чи вихлопну трубу, та зниження кількості викидів барвника у зовнішнє середовище.
Вищенаведеними сполуками формули І можна маркувати такі органічні рідини як аліфатичні або ароматичні вуглеводні (пентан, гексан, гептан, октан, ізооктан, петролейний ефір, толуол, ксилол, етилбензол, тетралін, декалін, диметилнафталін, тест-бензин), мінеральні масла, бензин, гас, дизельне і котельне паливо, природні або синтетичні моторні, гідравлічні або трансмісійні масла (наприклад, масла для автомобільних двигунів або швейних машин).
Здійснення та використання запропонованого технічного рішення наведено нижче.
Приклад 1. Приготування розчину порівняння флуоресцентного маркера у бензині.
До навіски 4,0 мг сполуки-маркера у скляному конусі додають 10 мл метил-третбутилового етеру скляною піпеткою об'ємом 10 мл, всмоктуючи рідину за допомогою гумової груші, закривають конус скляною пробкою та перемішують збовтуванням до отримання істинного розчину. Отриманий розчин має інтенсивне синє забарвлення та червону флуоресценцію, яку можна спостерігати візуально. Цей концентрований розчин додають у паливо для маркування.
Для цього 10 мл флуоресцентної мітки з концентрацією 400 мг/дм" маркера додають до 100 л палива. Після ретельного перемішування отримують розчин порівняння з концентрацією 40 мг/м3 сполуки-маркера у паливі. 10 мл розчину порівняння герметично закупорюють у скляній тарі з прозорого скла та зберігають у темному місці при температурі, не вищій за 25 76.
Використовують розчин порівняння для визначення наявності флуоресцентного маркера у зразках палива, що досліджується.
Приклад 2. Приготування розчину порівняння сполук-маркерів, що заявляються, у дизельному паливі.
До навіски 4,0 мг сполуки-маркера у скляному конусі додають 10 мл 1-октанолу скляною піпеткою об'ємом 10 мл, всмоктуючи рідину за допомогою гумової груші, закривають конус скляною пробкою та перемішують збовтуванням до отримання істинного розчину. Отриманий розчин має інтенсивне синє забарвлення та червону флуоресценцію, яку можна спостерігати візуально. Цей концентрований розчин додають у паливо для маркування. Для цього 10 мл флуоресцентної мітки з концентрацією 400 мг/дм? сполуки-маркера додають до 100 л палива.
Зо Після ретельного перемішування отримують розчин порівняння з концентрацією 40 мг/м3 сполуки-маркера у паливі. 10 мл розчину порівняння герметично закупорюють у скляній тарі з прозорого скла та зберігають у темному місці при температурі не вищій за 2576.
Використовують розчин порівняння для визначення наявності флуоресцентного маркера у зразках палива, що досліджується.
Приклад 3. Детектування сполук-маркерів у бензині (польові умови).
У скляну пробірку вміщують паливо, що досліджується, опромінюють діодним лазером світлом з довжиною хвилі у діапазоні 580-700 нм (залежно від вибраної сполуки) та порівнюють колір променя у рідині з тим, що отримано для розчину порівняння на основі бензину (див.
Приклад 1). У непромаркованому дизельному пальному промінь практично не має забарвлення, а в промаркованому - має місце червоне забарвлення променя.
Приклад 4. Детектування сполук-маркерів у дизельному паливі (польові умови).
У скляну пробірку вміщують паливо, що досліджується, опромінюють діодним лазером світлом з довжиною хвилі у діапазоні 580-700 нм (залежно від вибраної сполуки) та порівнюють колір променя у рідині з тим, що отримано для розчину порівняння на основі дизельного палива (див. Приклад 2). У непромаркованому дизельному пальному промінь практично не має забарвлення, а в промаркованому - має місце червоне забарвлення променя.
Приклад 5. Детектування сполук-маркерів у дизельному паливі (лабораторні умови).
Спектри флуоресценції зразка палива, що досліджується, вимірюють при кімнатній температурі за допомогою спектрофлуориметра Мапап Сагу Есірбзе у стандартних 1-см кварцових кюветах з наступними налаштуваннями приладу: діапазон довжин хвиль збудження 550-730 нм та вимірювання спектра - 565-800 нм (залежно від вибраної сполуки), оптичні щілини довжин хвилі збудження та емісії - по 5 нм. Максимуми випромінювання визначають з точністю -0.5 нм за результатом трьох паралельних вимірювань. Значення інтенсивності флуоресценції визначають з точністю щ-5 у.о. флуоресценції. Для кожного розчину проводять по три паралельних вимірювання, і результат вираховують, як середнє арифметичне цих трьох значень інтенсивності флуоресценції на довжині хвилі максимуму флуоресценції.
Приклад 6. Детектування флуоресцентних маркерів в індустріальному мастилі И-20 (лабораторні умови).
Спектри флуоресценції зразку мастила И-20, що досліджується, вимірюють при кімнатній бо температурі за допомогою спектрофлуориметра Магпап Сагу Есірзе у стандартних 1-см кварцових кюветах з наступними налаштуваннями приладу: діапазон довжин хвиль збудження 550-730 нм та вимірювання спектру - 565-800 нм (залежно від вибраної сполуки), оптичні щілини довжин хвилі збудження та емісії по 5 нм. Максимуми випромінювання визначають з точністю -0.5 нм за результатом трьох паралельних вимірювань. Значення інтенсивності флуоресценції визначають з точністю щ-5 у.о. флуоресценції. Для кожного розчину проводять по три паралельних вимірювання, і результат вираховують, як середнє арифметичне цих трьох значень інтенсивності флуоресценції на довжині хвилі максимуму флуоресценції.
Приклад 7. Визначення стабільності сполук, що заявляються.
Для дослідження стабільності розчину маркерів у паливі впродовж часу проводили експеримент порівняння флуоресценції розчину сполук формули І, що був щойно приготований, та розчину з тією ж самою концентрацією, що зберігалися впродовж різних проміжків часу.
Концентрацію маркера вибирають такою, що використовується у паливі для маркування.
Стабільність спектральних характеристик сполук формули І у паливі є достатньо високою. А саме, впродовж трьох місяців зберігання у дизельному паливі флуоресцентний сигнал сполук знижується не більш ніж на 6 95, а за 12 місяців втрачає не більше 10 95, що є достатнім для їх практичного використання.
Як видно з опису матеріалів заявки, флуоресцентні маркери, що заявляються, флуоресціюють в умовах простих випробувань і при дуже низьких концентраціях (менших за 2 м.ч.), добре розчиняються і не вступають у реакції з компонентами палива чи пально- мастильних матеріалів, а також залишаються достатньо стабільними протягом часу при тривалому зберіганні.
Як об'єкти маркування можна використовувати пальне різних видів (бензини, дизельне пальне) та виробників, мастильні матеріали (моторні, трансмісійні та спеціальні оливи, мінеральні мастила, пластичні мастила), рідини на нафтовій основі.
Таблиця 1 сн, о Но що / д-о- ніс М М сн з ХМ о / з | Толуен 559 574
Н о Н
Таблиця 1
Свіжий 1 місяць 2 місяці З місяці 6 місяців місяців сн. о не 7-0-ч 1 ЗО1ж7 49946. | 4933410 (|, | 48657 (| на (48228 (| на не бе, | ЗО8ж5 (знижується! на1,895)| на3095) | 4,395) | 5 95) нон на 1,4 95) ' ' ' ' 80 мг/м
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУСпосіб маркування рідких вуглеводнів фФлуоресцентним маркером, що включає додавання флуоресцентного маркера - розчину довгохвильового люмінофору в органічному розчиннику, який відрізняється тим, що як довгохвильовий люмінофор використовують похідні квадратної кислоти загальної формули: 2 А в 2 в: т / 2 х о Ї ІК 35 е й ее ;де А - це 0, -5, -М-На, -С(В)(Нг), причому На, Ве та В: - це -СОНВК, -СМ, -СОМ(НУ (Ве), -СООНІ, причому НУ, Ве, В! та ВК - це, незалежно, -Н, розгалужена або лінійна аліфатична група, яка може містити як замісники -ОН, -ОН8, -СОВХ -СМ, -СОМ(ВУ(Не), СООВ-групи, де Ве - розгалужена або лінійна аліфатична група, або ароматична група; р - це-о,-5; А Її В - це -Н, розгалужена або лінійна аліфатична група; В? ї В? - це, незалежно, Н, -СМ, -СОМ(ВУ(Ве), -СООВІ, МО», -ОН», - МВВ), аліфатична, аліциклічна або ароматична групи, частина конденсованого ароматичного або гетероциклічного кільця, які, у свою чергу, можуть бути заміщені -СМ, -СОМ(ВУ)(Ве), -СООВІ, -МО», -ОН» або аліфатичними групами. Бх | х і Є яю і ен Б щи : що 0 я то ТВО Довжини хвилі наФіг. 1 б
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA202102056A UA127870C2 (uk) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA202102056A UA127870C2 (uk) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA127870C2 true UA127870C2 (uk) | 2024-01-31 |
Family
ID=89666344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA202102056A UA127870C2 (uk) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA127870C2 (uk) |
-
2019
- 2019-07-17 UA UAA202102056A patent/UA127870C2/uk unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2480639B1 (en) | Dipyrromethenes and azadipyrromethenes as markers for petroleum products | |
AU2010212129B2 (en) | Method and apparatus for measuring fluorescence in liquids | |
CA2281213C (en) | Method for invisibly tagging petroleum products using visible dyes | |
Qin et al. | Photophysical properties of BODIPY‐derived hydroxyaryl fluorescent pH probes in solution | |
RU2187539C2 (ru) | Композиция, включающая нефтепродукт и тимолфталеиновый маркер, способ и раствор для маркирования нефтепродукта и способ идентификации нефтепродукта | |
Lloyd | Partly quenched, synchronously excited fluorescence emission spectra in the characterisation of complex mixtures | |
UA127870C2 (uk) | Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером | |
AU2005266512A1 (en) | Method for determining the presence of a chemical compound which is homogeneously distributed in a medium by means of cross-correlating a measuring spectrum with reference spectra | |
UA127869C2 (uk) | Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером | |
UA141641U (uk) | Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером | |
UA141640U (uk) | Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером | |
UA124315C2 (uk) | Спосіб маркування рідких вуглеводнів флуоресцентним маркером | |
US20040106526A1 (en) | Method for marking liquid hydrocarbons | |
US20030096419A1 (en) | Method for determining whether a fluid in an air-conditioning or refrigeration system has been altered | |
Blamey et al. | Application of fluorescence lifetime measurements on single petroleum‐bearing fluid inclusions to demonstrate multicharge history in petroleum reservoirs | |
US20040102340A1 (en) | Method for marking hydrocarbons with anthraquinone imines | |
US20240199964A1 (en) | Compounds for marking liquids | |
US20240219366A1 (en) | A method of detecting one or more markers in a petroleum fuel using a photoacoustic detector | |
US20040110997A1 (en) | Method for marking liquid petroleum hydrocarbons | |
BR102016002451B1 (pt) | Pontos quânticos de cdse marcadores de diesel | |
WO2024039329A2 (en) | Use of anthrapyridone dyes for marking liquid products | |
BR102012033512B1 (pt) | Uso de moléculas derivadas de 2h-furo[3,2-b]benzopiran-2-onas, fluorescentes, como marcadores de combustíveis para detecção de adulteração | |
BR102017010739B1 (pt) | Sensor óptico para a detecção de adulteração de gasolina, processo de produção de soluções contendo um sensor óptico, método de detecção de adulteração de gasolina automotiva comum e uso de um corante orgânico derivado de heptameteno cianinas | |
BRPI0801672A2 (pt) | traçador quìmico para marcação de combustìveis automotivos lìquidos e método de quantificação do traçador |