Способ определения индукционного периода окисления топлива

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДУКЦИОННОГО ПЕРИОДА ОКИСЛЕНИЯ ТОПЛИВА путем нагрева его эгщанного количества до заданной температуры, термостатирования с периодическим отбором порций топлива и определе нием в них хрсмхатографически содержания растворенного кислорода с последующей фиксацией индукционного периода, определяемого по разности между временем начала нагрева и моментом резкого снижения содержания растворенного кислорода, отличающийся тем, что,, с целью расширения температурного диапазона определения и повышения его точности, в отобранных порциях топлива первоначсшьно определйют величину растворимости кислорода в. топливе при заданной температуре, нагревая его со скоростью 100 150 град/мин,, а момент резкого снижения содержания растворенного кислорода определяют относительно величины растворимости при заданной (Л температуре. i :о X о 4

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) M51) G 01 N 33/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re Е )АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ H ОТКР ТИй

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3462383/23-04 (22) 29.06.82 (46) 23. 10. 83 - Бюл. В 39 (72) В.А.Астафьев, В.A.Ãëàäêèõ, Л.Н.Козинова и А.П.Мамыкин (53) 665 ° 75 (088.8) (56) 1. "Химия и технология топлив .и масел", 1960, В 7, с. 47-52.

2. "Химия и технология топлив и масел", 1972, В 8, с. 52-55

:(прототип);

t (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДУКЦИОННОГО ПЕРИОДА ОКИСЛЕНИЯ ТОПЛИВА путем нагрева его заданного коли чества до заданной температуры, термостатирования с периодическим отбором порций топлива и определением в них хроматографически.содержания растворенного кислорода с ггоследующей фиксацией индукционного периода, определяемого по разности между временем начала нагрева и моментом резкого снижения содержания растворенного кислорода, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения температурного диапазона определения и повышения его точности, в отобранных порциях топлива первоначально определяют величину растворимости кислорода в. топливе при заданной температуре, нагревая его со скоростью 100

150 град/мин, а момент резкого снижения содержания растворенного кислорода определяют относительно величины растворимости прн заданной температуре.

1049804

Ю

ЗО

40 график, поясняющий определение раст45 воримости кислорода в топливе, на фиг. 3 — график, поясняющий определение индукционного периода окисления топлив (изменение содержания растворенного кислорода в топливе по времени (от момента впуска топлива) обозначено I, изменение тем пературы топлива по времени (от мо55

Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств моторных и реактивных топлив и может быть использовано в нефтехимической,. автомобильной и авиационной промышленности.

Известен способ определения индукционного периода по поглоцению кислорода иэ газовой фазы стеклянной реакционной емкости при перио.дической компенсации израсходованного кислорода.При этом колбы с топливом помещаются В жидкостный. термостат, в котором производят термостатирование топлива заданное время (1) .

Наиболее близким к изобретению по технической суцности и достигаемому положительному эффекту является способ определения индукционного периода окисления топлива путем нагрева его до заданной температуры и термостатироваиия, периодического отбора порций топлива и определения в них содержания растворенного кислорода, например, хроматографическим способом с последуюцей фиксацией индукционного периода, который определяют по разности между временем начала нагрева и моментом резкого снижения содержания растворенного кислорода. В этом способе определение индукционного периода окисления топлива возможно только при нормальных атмосферных условиях, т.е. при комнатной температуре.

В этом случае с помощью шприца топливо вводят в заполненную гелием массообменную ячейку. Ячейку встряхивают, подсоединяют к хромато- . графу и переводят часть выделившихся гаэов иэ ячеек в дозированный объем хроматографа и далее направляют на разделение и анализ. По площади пика на ленте самописца определяют содержание в поданной смеси газа растворенного в топливе кислорода. Величину индукционного периода при этом определяют как разность между временем резкого снижения содержания кислорода и временем начала нагрева. для осуществления способа определения индукционного периода требуется 40 мин (2) .

Недостатком этого способа является снижение достоверности результатов определения индукционного нериода с повышением температуры. Это объясняется повышением скорости окисления топлив (примерно 2 раза на каждые 10 С) с повышением темпера- о туры. При этом отдельные образцы топ-60 лив начинают расходовать кислород уже в процессе нагрева еще не достигнув заданной температуры. При повышении температуры, кроме окисления, происходит падение растворимости (при 1 200оС более чем в

5 раз) гаэов в топливе вследствие чего часть растворенного кислорода переходит из жидкой в газовую фазу.

Таким образом, с повышением температуры содержание растворенного в топливе кислорода может уменьшаться как эа счет окисления топлива, так и за счет снижения растворимости, что существенно снижает достоверность и точность определения индукционного периода. Причем оба этих процесса могут осуществляться на участке нагрева топлива, т.е. при переменных температурах.

Целью данного изобретения является расширение температурного диапазона определения и повышение его точности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения индукционного периода окисления топлива путем нагрева его заданного количества до заданной температуры, термостатирования с периодическим отбором порций топлива и определения в них хроматографически содержания растворенного кислорода с пос- ледуюцей фиксацией индукционного периода, определяемого по разности между временем начала нагрева и моментом резкого снижения содержания растворенного кислорода, в отобранных порциях топлива первоначально определяют величину растворимости кислорода в топливе при заданной температуре, нагревая его со скоростью 100

150 град/мин, а момент резкого .снижения содержания растворенного кислорода определяют относительно величины растворимости при заданной температуре.

На фиг. 1 изображено устройство для.определения индукционного периода окисления топлив; на фиг. 2 мента впуска топлива) — II H - растворимость кислорода в топливе при заданной температуре - III .

Устройство (фиг. 1) содержит массообменную ячейку 1, соединенную с помощью медицинской иглы 2 с сосудом 3 для нагрева топлива, включающий металлический корпус 4, крышку

5, содержащую обратный клапан б и подсоединенный к нему шприц 7, с заданным объемом топлива 8, манометра 9, пробоотборного узла, состоя1цего из запорного крана 10, капиллярной трубки 11 с заборным от1049804 град мин. од действием.давлеверстием 12, аккумулятора 13 тепла 150 град/м . П с утолщенным основанием и централь- ния в сос е ( ной ступенчатой частью, в центре ия в сосуде (от испарения топлива ия в сос е () которой размещена стеклянная ем производят отбор порций топлива в количестве 1 Д кость 14 я количестве см.Для этого с помощью ь для заданного объема топли- медицинской иг 2

:ва. Причем соотношение диаметров обменн :. и 1 о иглы соединяют массоо менную:.ячейку 1 с сосудом 3 для нагрева топлива. Открывают кран 10 ступенчатой эауженной части D и ем- нагрева т кости с топливом d желательно долж- и впрыскивают но бй равн 2 д ого о, зона свободного д oro . ку 1. Затем массообменную ячейКу объема 15 в 10-15- раз превышает за- отсоединяют от сосуда 3 и подсоеди- данный объем топлива, а масса aKKy-, 30 няют к хр мулятора тепла в 100-150 раз прея к хроматографу, проводят определение содержания растворенного в вышает массу заданного объема топли- порции топлива кислорода. ва. С заданной периодичностью (для мин) производят отРастворимость кислорода в топливе t -= -200OC с = 1 ) при заданной температуре определяют 5 боры порций топлива в массообменные следующим образом. ячейки (по 1 cM ) и определение сообирают сосуд для нагрева топли- держания растворенного кисло В ва. П ичем кислорода. спытуемого образца р стеклянная емкость 14 топ- зависимости от испыт аличия в нем антиокислиливом не заполняется, а шприц 7 с топлива наличия топливом не соединен с, сосудом 3 теля его состава и количества харакдля нагрева топлива. Последний уста- тер иэменени с я одержания раствореннавливается в гнездо термостата 16 ного в топ

Ф о в топливе кислорода по времени рмостатирования может отрегулированного на заданную темпе- нагрева и термос ратуру, и выдерживается в течение .. быть различным (фиг. 3) . Для оп евремени, необходимог о для достижения 5 деления индукционного периода

ым иг. . Для опрео аккумулятором тепла заданной темпе- ванную эависимост ратуры (для т. = 200 С, t . 95 мин). графика, на который наносят линию имость строят в виде

Индукционный период окисления топ- параллельную оси абс исс и лива п и эа анно т деляется сле р д и температуре опре- по величине растворенн т — воренности кислорода дующим образом. в топливе при заданной темиературе.

Собирают сосуд для нагрева. топли- ЗР момент с Т омент снижения зависимости относительно линии ва. Причем стеклянная емкость 14 топ- (фиг. 3) на 3-5Ъ характеризует наливом не заполняется,,а шприц 7 с растворимости ill топливом не соединен с сосудом 3 для ... чало о чало окислительного процесса. А пенагрева топлива. Последний уста- риод между у д между указанным моментом и нанавливается в гнездо термостата 1б 35 чалом ч

I алом нагрева топлива составляет отрегулированного на заданную темпе- . индукционный период. Величина сниратуру и выдерживается в течение вре- >кения содержания растворенного кисмени, необходимого для достижения ак- лорода отн осительно растворимости, ринят в св эи с тем, кумулятором тепла заданной температу- равная 3-5% и ин ры (,цля = С, = 95 мин). 40 что является порогом чувствительносШприц заполняют испытуемым топливом, ти, так как.соответствует точности в количестве 10 см и соединяют о хроматографического определения сосудом 3 (после его прогрева) . содержания в топливе кислорода.

Нажатием на шток шприца вводят за- Таким образом, использование предданный объем топлива в сосуд 3.

Т п лагаемого способа позволяет расши т сшиppiTb опливо полностью заполняет стек- диапазон определения индукционного лянную емкость 14, расположенную . периода окисления топлива при повнвдоль оси аккумулятора 13. шении его точности и достоверности.

Точность и достоверность опре- . . Пример С и м е р. пособ реализуют деления индукционного периода тем на топливе РТ в 10 с

50 выше, чем меньше время достижения . добавлен антиокислитель — ионол в топливом заданной температуры, т,е. количестве 0,008 г. Добавка такого ства ионола исключает убыль чем выше скорость нагрева. Для дос- количества ион кислорода на окисление в течение тижения максимальной скорости нагрева топлива в корпус 4 устрой- 10 мин при 200 С. Подготовленное таким о разом топливо в количестве ства устанавливают аккумулятор 13 5> таким образом то пульсный ввод топлива с помощью сосуд дл

0 С, нагреваясь, со обратного клапана б и шприца 7. . во достигает 200ОС

Благодаря тому, что масса аккумуля" . скоростью 150 г а / р рно в раз превышает 60 испарения, топлива в сосуде поднимассу заданного объема топлива, топ- мается давление п мается давление, под действием котоливо достигает заданной температуры ... рого производят отбор порций топлиза 2-3 мин, т.е. в зависимости от ва в 1 см в массообменные ячейки. заданной температуры нагрев осу- Ячейки предварительно вакуумируют ществляется со скоростью 100- — ф и заполняют гел и заполняют гелием. Затем из сосуда

1049804 6

Скорость нагрева топлива PT град/мин

10 20 50 100

150

Индукционный период окисления,мин

40 20 10 б 2 1,9

Содернание рааяооренного Содернание аоойоренного о пюам4е Og

Ор |пюплиое ми ноиншяой щри t -" йЮ с d усяобиях рабиобесия (И С) телюерат. 6 сосуде иажОу еазооой ижийай днщрцф

t ñ Ар с .У

1 8 Ю 4 5" г;мий

Фиг.Г

Составитель Н.Богданова

Редактор Н.Бобкова ТехредМ.Гергель. ХоРРектоР A..Зимокосов

Заказ 8407/41 Тираж 873 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по:делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 для нагрева отбирают с -интервалом в

1 мин. Каждую ячейку с топливом подключают к хроматографу для определения содержания растворенного в топливе кислорода. Результаты трех последних практически близких по значению определений составляют

1,06 ° 1,11 и 1,16%. Среднее значение этих определений составляет 1,11% при 200ОС. Характер изменения содержания кислорода, растворенного 1О в топливе PT с добавкой ионола, представлен линией I (фиг. 3) °

Наряду с определением содержания кислорода, растворенного в топливе, определяют величину растворимости топлива при той же температуре. Для примера растворимость при 200ОС равна 1%. После нанесения на график величины растворимости и величин содержания кислорода по времени испытания: в начале испытания 5%, через 1 мин 3,7%,через 2 мин 0,83, через 3 мин 0,3%, определяют величину индукционного периода окисления, равную 2 мин,считая от начала нагрева до точки пересечения линии, характеризующей величину растворимости с линией содержания кислорода в топливе.

Данные испытаний представлены в таблице.

Ф

Из таблицы видно, что значение индукционного периода стабилизируется и становится равным 2 мин при скорости нагрева 100-150 град/мин.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить эффективность определения за счет возможности такого определения на высоких температурных режимах. Кроме того, учитывается величина растворимости кислорода в топливе, т.е. точность определения по предлагаемому способу выше. Точность определения также достигается и оптимальным режимом нагрева топлива — со скоростью 100-15Р град/мин, так как! такой нагрев исключает расход кислорода на окисление.