Способ определения октанового числа автомобильных бензинов и их компонентов исследовательским методом
Владельцы патента RU 2369868:
Открытое акционерное общество "Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез" (ОАО "Славнефть-ЯНОС") (RU)
Изобретение относится к способам исследования и анализа моторных топлив и их компонентов применительно к нефтеперерабатывающей промышленности. Способ определения октанового числа автомобильных бензинов и их компонентов по исследовательскому методу в диапазоне 100-110 пунктов включает испытание исследуемого продукта на установке, состоящей из карбюраторного двигателя внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, устройства измерения интенсивности детонации, сравнение интенсивности детонации исследуемого топлива с двумя эталонными топливами с известным октановым числом при степени сжатия, обеспечивающей средний уровень детонации при прочих равных условиях, причем в качестве эталонных топлив с известным октановым числом используют смеси толуола с изооктаном, причем долю толуола в эталонной смеси с заданным октановым числом определяют по заранее подготовленной таблице. Достигается повышение безопасности анализа за счет исключения из эталонных топлив токсичного тетраэтилсвинца. 1 табл.
Изобретение относится к способам исследования и анализа моторных топлив и их компонентов, в частности автомобильных бензинов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Октановое число (ОЧ) характеризует детонационную стойкость автомобильных бензинов, а также их компонентов и является одним из важнейших показателей их качества, от которого зависят такие параметры двигателя внутреннего сгорания, как развиваемая мощность, коэффициент полезного действия, расход топлива и т.д.
Известны способы определения ОЧ бензина путем измерения его различных физико-химических параметров. В способе [патент РФ №2305283] измеряют диэлектрическую проницаемость, акустическое поглощение, проводимость исследуемого топлива, в способах [патенты РФ №2231051, 2247982] - поверхностное натяжение, в способе [патент РФ №2258928] определяют индекс ароматичности и плотность исследуемого бензина, а затем рассчитывают величину ОЧ. Недостатком известных способов является большой разброс результатов измерения в зависимости от углеводородного состава бензина, способа его производства, параметров окружающей среды и т.д.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения ОЧ автомобильных бензинов и их компонентов [Нефть и нефтепродукты. ГОСТ 8226-82. Топливо для двигателей. Исследовательский метод определения октанового числа. Автор и составитель Ю.В.Поконова - СПБ.: АНО НПО «Мир и Семья», 2003 г.], основанный на испытании на лабораторной установке, представляющей собой одноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия. Он заключается в определении интенсивности детонации исследуемого бензина и эталонных топлив с известным ОЧ при степени сжатия, обеспечивающей средний уровень детонации исследуемого топлива при прочих равных условиях. При ОЧ исследуемого бензина менее 100 пунктов в качестве эталонных топлив используют смеси, состоящие из изооктана и нормального гептана. При определении ОЧ бензина и его компонентов, превышающего 100 пунктов, в качестве эталонных топлив применяют растворы тетраэтилсвинца (ТЭС) в изооктане.
Недостатком способа, принятого за прототип, является использование при приготовлении эталонных топлив высокотоксичного тетраэтилсвинца (этиловой жидкости), который запрещен для применения в качестве компонента автомобильных бензинов на территории РФ.
Целью предлагаемого изобретения является создание эталонного топлива, исключающего использование в качестве компонента высокотоксичного тетраэтилсвинца (ТЭС) при определении октанового числа автомобильных бензинов и их компонентов по исследовательскому методу, значение которого находится в диапазоне 100-110 пунктов.
Поставленная цель достигается тем, что при определении октанового числа (ОЧ) автомобильных бензинов и их компонентов по исследовательскому методу в диапазоне 100-110 пунктов в качестве эталонных топлив с известным ОЧ используют смеси толуола с изооктаном, причем долю толуола в эталонной смеси с заданным ОЧ определяют по нижеприведенной таблице:
| Октановое число эталонных топлив | ||||||||||
| Октановое число | Содержание толуола в смеси с изооктаном, % об. | |||||||||
| Октановое число в десятых долях | ||||||||||
| 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
| 100 | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 101 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | 8,5 | 9,0 | 9,5 |
| 102 | 10,0 | 10,5 | 11,0 | 11,5 | 12,0 | 12,5 | 13,0 | 13,5 | 14,0 | 14,5 |
| 103 | 15,0 | 15,5 | 16,0 | 16,5 | 17,0 | 17,5 | 18,0 | 18,5 | 19,0 | 19,5 |
| 104 | 20,0 | 20,5 | 21,0 | 21,5 | 22,0 | 22,5 | 23,0 | 23,5 | 23,5 | 24,0 |
| 105 | 25,0 | 25,5 | 26,0 | 26,5 | 27,0 | 27,5 | 28,0 | 28,5 | 29,0 | 29,5 |
| 106 | 30,5 | 31,0 | 31,5 | 32,0 | 32,5 | 33,0 | 33,5 | 34,0 | 34,5 | 35,0 |
| 107 | 35,5 | 36,0 | 36,5 | 37,0 | 37,5 | 38,0 | 38,5 | 39,0 | 39,5 | 40,0 |
| 108 | 41,0 | 41,5 | 42,0 | 42,5 | 43,0 | 43,5 | 44,0 | 44,5 | 45,0 | 45,7 |
| 109 | 46,5 | 47,0 | 47,5 | 48,0 | 48,5 | 49,0 | 49,5 | 50,0 | 50,6 | 51,2 |
| 110 | 52,0 |
Существенным отличительным признаком предлагаемого способа по сравнению со способом, принятым за прототип, является использование в качестве эталонных топлив с известным ОЧ растворов толуола в изооктане в соотношении, определяемом данной таблицей.
Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".
Проведение предлагаемого способа определения ОЧ более 100 пунктов исследовательским методом для автомобильных бензинов и их компонентов позволит отказаться от использования токсичного тетраэтилсвинца как на стадии приготовления эталонных топлив, так и на стадии непосредственного определения, при этом исключается контакт человека с этим веществом.
Анализ известных технических решений по способам определения ОЧ автомобильных бензинов позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявленного способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованиям изобретательского уровня.
Способ осуществляют следующим образом. В соответствии с таблицей готовят два эталонных топлива с разницей в ОЧ 2 пункта. Если примерный уровень ОЧ исследуемого бензина или его компонента известен, то эталонные смеси готовят из расчета, что эталонное топливо №1 будет иметь ОЧ меньше, а эталонное топливо №2 больше ОЧ испытуемого бензина. Если ОЧ анализируемого бензина или его компонента неизвестно, необходимо выполнить несколько определений, постепенно приближаясь к истинному значению.
Испытуемый автомобильный бензин или его компонент используют в качестве топлива для одноцилиндрового карбюраторного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием с изменяемой степенью сжатия и снабженного устройством для измерения уровня детонации, а также устройством для измерения частоты вращения коленчатого вала. При работе данного двигателя на исследуемом топливе при частоте вращения коленчатого вала 600 мин-1 устанавливают индикатор степени сжатия в положение, при котором обеспечивается средний уровень детонации (по показаниям индикатора детонометра). При неизменной степени сжатия и частоте вращения коленчатого вала двигатель переводят на работу на эталонное топливо №1, а затем на эталонное топливо №2 и отмечают уровень детонации в обоих случаях. Далее по данным уровня детонации для исследуемого бензина и эталонных топлив с известными ОЧ рассчитывают исследовательское ОЧ для испытуемого бензина или его компонента методом интерполяции.
Преимущества предлагаемого способа иллюстрируются приведенным ниже примером.
Пример 1.
Стабильный катализат установки каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора (фр.35-210°C) имеет ОЧ по исследовательскому методу в диапазоне 102-105 (типовое значение 103) пунктов. Для корректного компаундирования товарных автомобильных бензинов и контроля работы установки риформинга необходимо проводить анализ стабильного катализата по показателю ОЧ по исследовательскому методу.
По таблице определяют содержание толуола в эталонных топливах с ОЧ 102,0 и 104,0 пункта. Оно составляет 10,0 и 20,0% объемных соответственно. На основании этих данных готовят эталонные топлива №1 и №2.
Для определения используется одноцилиндровая установка типа УИТ-85, с переменной степенью сжатия, с электронным детонометром типа ДП-60 или ДП-77 с магнитострикционным датчиком.
Подготовку к проведению испытания, испытание и обработку результатов осуществляют в соответствии с п.3-4 ГОСТ 8226-82, при этом в качестве эталонных топлив используют смесь №1 и №2. Результат испытания - ОЧ, равное 102,9 п.
Пример 2 (сравнительный).
Для определения ОЧ стабильного катализата установки риформинга с непрерывной регенерацией катализатора (фракция 35-210°С согласно примеру 1) по исследовательскому методу в соответствии с ГОСТ 8226-82 используют эталонные топлива, состоящие из изооктана и ТЭС.
Эталонные топлива с ОЧ 102,0 и 104,0 пунктов содержат 0,0599 см3/кг и 0,1344 см3/кг ТЭС соответственно. Для определения используется одноцилиндровая установка типа УИТ-85, с переменной степенью сжатия, с электронным детонометром типа ДП-60 или ДП-77 с магнитострикционным датчиком.
Подготовку к проведению испытания, испытание и обработку результатов осуществляют в соответствии с п.2-4 ГОСТ 8226-82.
Работник, осуществляющий испытание, контактирует с ТЭС на стадии приготовления эталонных топлив, а также с эталонными топливами, содержащими ТЭС, на стадии проведения испытания. Результат испытания - ОЧ, равное 102,9 п.
Таким образом, определение ОЧ по исследовательскому методу согласно предлагаемому способу (пример 1) позволяет отказаться от использования токсичного тетраэтилсвинца (ТЭС) и исключить контакт персонала с данным веществом как на стадии приготовления эталонных топлив, так и непосредственно на стадии испытания.
Способ определения октанового числа автомобильных бензинов и их компонентов по исследовательскому методу в диапазоне 100-110 пунктов, включающий испытание исследуемого продукта на установке, состоящей из карбюраторного двигателя внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, устройства измерения интенсивности детонации, сравнение интенсивности детонации исследуемого топлива с двумя эталонными топливами с известным октановым числом при степени сжатия, обеспечивающей средний уровень детонации при прочих равных условиях, отличающийся тем, что в качестве эталонных топлив с известным октановым числом используют смеси толуола с изооктаном, причем долю толуола в эталонной смеси с заданным октановым числом определяют по таблице:
| Октановое число | Содержание толуола в смеси с изооктаном, об.% | |||||||||
| Октановое число в десятых долях | ||||||||||
| 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
| 100 | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 |
| 101 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | 8,5 | 9,0 | 9,5 |
| 102 | 10,0 | 10,5 | 11,0 | 11,5 | 12,0 | 12,5 | 13,0 | 13,5 | 14,0 | 14,5 |
| 103 | 15,0 | 15,5 | 16,0 | 16,5 | 17,0 | 17,5 | 18,0 | 18,5 | 19,0 | 19,5 |
| 104 | 20,0 | 20,5 | 21,0 | 21,5 | 22,0 | 22,5 | 23,0 | 23,5 | 23,5 | 24,0 |
| 105 | 25,0 | 25,5 | 26,0 | 26,5 | 27,0 | 27,5 | 28,0 | 28,5 | 29,0 | 29,5 |
| 106 | 30,5 | 31,0 | 31,5 | 32,0 | 32,5 | 33,0 | 33,5 | 34,0 | 34,5 | 35,0 |
| 107 | 35,5 | 36,0 | 36,5 | 37,0 | 37,5 | 38,0 | 38,5 | 39,0 | 39,5 | 40,0 |
| 108 | 41,0 | 41,5 | 42,0 | 42,5 | 43,0 | 43,5 | 44,0 | 44,5 | 45,0 | 45,7 |
| 109 | 46,5 | 47,0 | 47,5 | 48,0 | 48,5 | 49,0 | 49,5 | 50,0 | 50,6 | 51,2 |
| 110 | 52,0 |
