Способ определения октанового числа компонентов моторного топлива

 

Использование: изобретение относится к спектральным способам определения октановых чисел компонентов моторного топлива и может быть использовано при лабораторных исследованиях и при получении компонентов моторного топлива первичного и вторичного происхождения и их смесей. Сущность изобретения: способ определения октановых чисел компонентов моторного топлива первичного и вторичного происхождения включает отбор нефтепродукта, воздействие электромагнитным излучением, регистрацию спектра протонного магнитного резонанса. Для повышения точности и воспроизводимости измерения октановых чисел дополнительно измеряют парамагнетизм компонентов моторного типа, а октановое число определяют согласно зависимости: , где K, A, B, C, D, E - константы, зависящие от вида нефтепродукта; I_a, I_o, I_α, I_β, I_γ - интегральные интенсивности спектральных ЯМР - ¹H линий протонов ароматических ядер, протонов при кратных связях ненасыщенных соединений, протонов насыщенных соединений и протонов в a, β, γ -положении относительно ароматических ядер, соответственно экстраполированные к нулевому парамагнетизму. 1 ил.

Изобретение относится к спектральным способам определения октановых чисел компонентов моторного топлива, может быть использовано при лабораторных исследованиях и при получении компонентов моторного топлива первичного и вторичного происхождения и их смесей.

Известен моторный способ определения октанового числа бензина, заключающийся в том, что в двигатель заливают исследуемый бензин, после чего изменяют режим его работы изменением оборотов до появления детонации, при этом октановое число бензина определяют путем сравнения детонационных характеристик исследуемого бензина с эталонными характеристиками [1] Недостатки моторного способа его трудоемкость и длительность (1 ч), а также большой расход исследуемого бензина (1 2 л).

Наиболее близким к предлагаемому объекту является способ определения октановых чисел бензина, включающий отбор исследуемого бензина, анализ бензина методом ЯМР ¹H в потоке, измерение интегральных интенсивностей спектральных линий, соответствующих протонам аллильных или олефиновых и ароматических углеводородов, определение исследовательского октанового числа (ИОЧ) и октанового числа по моторному методу (МОЧ) согласно зависимостям: ИОЧ ZI_алл. + C МОЧ XI_ар. + I_ол. + C, где I_ар., I_ол, I_алл интегральные интенсивности областей спектра ЯМР-¹H, соответствующие протонам ароматических, олефиновых и аллильных соединений в бензине; X, Y, Z и C предварительно определенные контанты путем линейной коррекции спектральных данных ЯМР-¹H бензина и его значениями ИОЧ и МОЧ [2] Этот способ имеет недостатки, связанные с влиянием парамагнитных соединений, присутствующих в сырье для получения бензина нефти и нефтепродуктах, и образующихся в результате гомолитической диссоциации углеводородов в термических процессах, на интенсивность спектральных ЯМР-¹H линий, и, следовательно, на точность и воспроизводимость измерений октановых чисел.

Изобретение направлено на повышение точности и воспроизводимости измерения октановых чисел за счет учета влияния парамагнитных соединений на спектры ЯМР-¹H бензинов первичного и вторичного происхождения.

Это достигается тем, что в способе определения октановых чисел компонентов моторного топлива, включающем отбор нефтепродукта, воздействие электромагнитным излучением, регистрацию спектра ЯМР-¹H, дополнительно измеряют парамагнетизм компонентов моторного топлива, а октановое число определяют согласно зависимости: где K, A, B, C, D, E константы, зависящие от вида нефтепродукта; I_a, I_o, I_α, I_β, I_γ "истинные" значения интегральных интенсивностей спектральных ЯМР-¹H линий, соответствующие протонам ароматических ядер, протонам при кратных связях ненасыщенных соединений, протонам насыщенных соединений и протонам в a, β, γ - положении к ароматическим ядрам, соответственно, полученные путем экстраполяции измеренных интенсивностей к нулевому парамагнетизму.

Для каждого вида нефтепродукта необходимо предварительно провести калибровку, которая заключается в изучении влияния изменения концентрации парамагнитных центров на спектре ЯМР-¹H отобранных образцов. Одним из факторов, влияющих на концентрацию парамагнитных соединений в нефтепродукте, в частности, в бензине, является его температура. Таким образом, изменяя температуру, можно исследовать влияние парамагнетизма на спектры ЯМР-¹H образца бензина. Необходимо учитывать влияние температуры на точность и воспроизводимость используемых методов анализа и вносить соответствующую коррекцию при установке в технологическую линию указанных радиоспектрометров. Получив результаты измерения концентрации парамагнитных центров и распределение интегральных интенсивностей при нескольких температурах, экстраполируют их к нулевому парамагнетизму.

На чертеже приведена принципиальная технологическая схема реализации способа. В резервуарах 1 и 2 находятся компоненты товарного бензина. Смесь компонентов из резервуара 3 частично отводят в зонды спектрометров электронного парамагнитного (ЭПР) 4 и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) 5, включенных в линию последовательно, которые оборудованы для анализа в потоке. После записи спектров определяют концентрацию парамагнитных центров и интегральные интенсивности линий спектра ЯМР-¹H, а затем согласно зависимости (1) рассчитывают октановое число бензина.

Таким образом, предлагаемый способ учитывает влияние парамагнитных соединений, содержание которых в бензинах может быть существенным из-за использования при их получении тяжелых нефтепродуктов. Это обеспечивает по сравнению с прототипом повышение точности и воспроизводимости измерения октановых чисел.

Способ позволит осуществлять непрерывный оперативный контроль октановых чисел бензинов и может быть автоматизирован с использованием современных технических достижений.

Источники информации:
1. ГОСТ 10373-75. Методы детонационных испытаний.

2. Патент США N 3693071, G 01 N 27/78, 1972.

Формула изобретения

Способ определения октановых чисел компонентов моторного топлива первичного и вторичного происхождений, включающий отбор нефтепродукта, воздействие электромагнитным излучением, регистрацию спектра протонного магнитного резонанса, отличающийся тем, что дополнительно измеряют парамагнетизм компонентов моторного топлива, а октановое число определяют согласно зависимости
O.Ч = K+AI_a+BI₀+CI_α+DI_β+EI_γ,
где К, А, В, С, D, Е константы, зависящие от вида нефтепродукта;
I_a,I₀,I_α,I_β,I_γ- интегральные интенсивности спектральных ЯМР ¹Н-линий протонов ароматических ядер, протонов при кратных связях ненасыщенных соединений, протонов насыщенных соединений и протонов в a-,β-,γ- положении относительно ароматических ядер, соответственно экстраполированные к нулевому парамагнетизму.

РИСУНКИ

Рисунок 1