Способ определения количества присадок "хайтек-580" и "агидол-1" в топливах для реактивных двигателей

Изобретение относится к области контроля качества топлив для реактивных двигателей с помощью оптических средств, в частности к определению количества присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1», и может найти применение в аналитических лабораториях, лабораториях предприятий нефтепродуктообеспечения. Способ включает отбор пробы, спектрофотометрирование с измерением оптической плотности на определенных длинах волн, рефрактометрию и последующий расчет концентраций присадок в топливе по математической зависимости, причем перед спектрофотометрированием проводится предварительное многократное концентрирование образца пробы топлива, а перед рефрактометрией проводится экстракция присадок этиловым спиртом. Изобретение обеспечивает расширение номенклатуры способов, определяющих присадки в топливах для реактивных двигателей, с использованием ИК-спектроскопии без снижения требований точности. 2 табл.

 

Изобретение относится к области контроля качества авиационных топлив с помощью оптических средств, преимущественно для определения присадок в топливах для реактивных двигателей, в частности к определению количества присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1», и может найти применение в аналитических лабораториях, лабораториях предприятий нефтепродуктообеспечения.

Антиокислительная присадка «Агидол-1» является одной из присадок, улучшающих противоокислительные свойства моторных топлив. Выпускается промышленно. Представляет собой желтый или белый гранулированный порошок с температурой плавления 69-73°C, является индивидуальным веществом 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол (ее другое название «ионол») (1 - интернет-сайт http://ru.wikipedia.org/wiki/ионол, 16.04.2015). Добавляется в топлива для реактивных двигателей (РТ, Т-6, Т-8в) в концентрации 0,003-0,004% (2 - ТУ 38.01237-90).

Противоизносная присадка Хайтек-580, входящая в состав топлив для авиационной техники, является одной из присадок, улучшающих противоизносные свойства топлив. Выпускается компанией Afton. Представляет из себя прозрачную янтарную маслянистую жидкость плотностью 0,92 г/мг и температурой застывания -18°C, является многокомпонентной смесью, основным действующим веществом которой является димер линолиевой кислоты (3 - интернет-сайт http://www.aftonchemical.com/ProductDataSheets/Fuel/HiTEC-580_PDS.pdf, 16.04.2015). В топлива для реактивных двигателей ее вводят в количестве 0,002-0,004% (2 - ТУ 38.01237-90).

Крайне малое содержание в топливах для реактивных двигателей делает практически невозможным контроль над наличием и количественным содержанием этих присадок в топливах, а так же обеспечением требуемых свойств топлив.

В связи с этим определение не только наличия, но и количества присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1» является важной задачей, обеспечивающей надежность эксплуатации авиационного двигателя.

Перед авторами стояла задача разработать способ определения количества каждой из присадок «Хайтек-580» или «Агидол-1» в топливах для реактивных двигателей, отвечающий следующим требованиям: точность (абсолютная погрешность не более 0,0005% масс.).

При анализе патентной информации и научно-технической литературы было выявлено, что на сегодняшний день не существует способов достоверного определения присадок Хайтек-580 и Агидол-1 в топливах для реактивных двигателей.

Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является способ определения количества присадки «Меркаптобензотриазол» в авиационных маслах, включающий отбор пробы, спектрофотометрирование, измерение оптической плотности на полосах поглощения 1420,88 см-1 или 3239,60 см-1, принимая за базовую полосу поглощения или 1437,67 см-1, или 3380,95 см-1 соответственно, и последующий расчет концентрации присадки по следующей зависимости:

где С - количество присадки «Меркаптобензотиазол», мас.%;

ΔD - разность оптических плотностей, безразмерная

ΔD=D1420-D1437, для полосы поглощения 1420,88 см-1,

ΔD=D3239-D3380, для полосы поглощения 3239,60 см-1;

D1420 - оптическая плотность полосы поглощения 1420,88 см-1;

D1437 - оптическая плотность базовой полосы поглощения 1437,67 см-1;

D3239 - оптическая плотность полосы поглощения 3239,60 см-1;

D3380 - оптическая плотность базовой полосы поглощения 3380,95 см-1;

а - экспериментально полученный коэффициент, безразмерный

а=0,592 для полосы поглощения 1420,88 см-1;

а=0,0105 для полосы поглощения 3380,95 см-1;

t - толщина кюветы, мм;

b - экспериментально полученный коэффициент, (мм×мас.%)-1

b=2,56 (мм×мас.%)-1 для полосы поглощения 1420,88 см-1;

b=0,950 (мм× мас.%)-1 для полосы поглощения 3380,95 см-1.

(Патент №2489716 G01N 33/30, G01N 21/17).

При проведении научных исследований авторы пытались использовать известный способ - прототип для определения качественного и количественного содержания присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1», однако это не привело к желаемому результату, так как по физической сущности присадки «Меркаптобензотриазол», «Хайтек-580» и «Агидол-1» различны, что говорит об ограниченной области применения прототипа.

Технический результат изобретения - расширение номенклатуры способов, определяющих присадки в топливах для реактивных двигателей, с использованием ИК-спектроскопии без снижения требований точности.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения количества присадки «Хайтек-580» и «Агидол-1» в реактивном топливе, включающем отбор пробы, измерение оптической плотности и последующий расчет концентрации присадки по математической зависимости, согласно изобретению пробу разделяют на две равные части, одну из которых перед спектрофотометрированием выпаривают под вакуумом 0,5 МПа, постепенно нагревая до 214±0,5°C и замеряя текущее значение объема пробы, после достижения которого 5-10 мл замеряют оптическую плотность остатка пробы на полосе поглощения 1711,32 см-1 и фиксируют ее значение, равное длине отрезка от пика спектра до точки пересечения с базовой линией, проведенной между минимальными значениями оптической плотности остатка пробы на полосах поглощения 1761,68 см-1 и 1699,0 см-1, после чего рассчитывают количество присадки Хайтек-580 по следующей зависимости:

где СX - концентрация присадки Хайтек-580, мас.% ;

D - оптическая плотность пробы (от пика до базовой линии);

а=0,0028 и b=0,753 - экспериментально полученные коэффициенты;

а другую часть пробы топлива подвергают экстракции, для чего смешивают с этиловым спиртом, который добавляют в пробу в количестве 5% от объема пробы топлива, доводят до однородной консистенции, отстаивают до полного разделения, замеряют показатель преломления экстракта, взятого с нижнего слоя, и определяют суммарное содержание двух присадок по следующей зависимости:

где Ссум - суммарное содержание присадок, мас.%;

K1=3,333 и К2=4,5589 - эмпирические коэффициенты, полученные по результатам экспериментальных исследований;

- измеренный показатель преломления экстракта;

а количество присадки Агидол-1 оценивают по разности двух расчетных величин Ссум и СX.

Для достижения технического результата были искусственно приготовлены опытные образцы, представляющие собой композиции топлива РТ с различными концентрациями присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1»: по 0,001%; 0,002%; 0,003%; 0,004%, которые представлены в таблице 1.

Все искусственно приготовленные образцы прошли исследование на однолучевом ИК-Фурье спектрометре (Nicolet 6700) со спектральным диапазоном от 4000 до 450 см-1 и разрешающей способностью 1 см-1, погрешностью фотометрирования не более 1% и с абсорбционной кюветой с окнами из бромида калия (KBr) с толщиной кюветы 0,025 мм (4 - интернет-сайт http://intertech-corp.ru, 16.04.2015).

Способ реализуется следующим образом.

Отобранную пробу разделили на две равные части (по 500 см3), из одной части приготовленных образцов провели концентрирование методом вакуумной перегонки, для чего пробу топлива в 500 см разгоняют на вакуумном испарителе (во избежание образования продуктов окисления) под вакуумом 0,5 МПа, постепенно повышая температуру пробы до 210-215°C, пока объем остатка не станет 5-10 см3. Затем остаток помещают в мерную колбу на 10 см3 и доводят гептаном до метки колбы, взбалтывают и измеряют оптическую плотность образца на полосе поглощения 1711,32 см-1 и базовой линией на 1761,68-1699,0 см-1 для каждого образца. Для присадки «Хайтек-580» строят график зависимости оптической плотности от ее концентрации, он имеет вид прямой. Путем математической обработки экспериментальных данных получили значения постоянных коэффициентов а=0,0028 и b=0,753, что позволило получить формулу расчета концентрации присадки «Хайтек-580» в топливах для реактивных двигателей:

Полученные данные согласуются с законом Бугера-Ламберта-Бера, выражающим связь оптической плотности и концентрации поглощающего вещества (5 - Казицина Л.А., Куплетская М.Б. Применение УФ, ИК, ЯМР спектроскопии в органической химии. М.: МГУ им. Ломоносова, Химфак, 1968, с. 10).

Параллельно с этим другую часть пробы топлива подвергают экстракции, для чего смешивают с этиловым спиртом, который добавляют в пробу объемом 500 см3 в количестве 25 см3 (5% от объема пробы топлива), доводят до однородной консистенции путем встряхивания не менее 5 минут, отстаивают смесь не менее 10 минут, затем часть экстракта отбирают и на рефрактометре измеряют показатель преломления для каждого образца. Для присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1» строят график зависимости коэффициента преломления спиртовой вытяжки от суммарной концентрации, он имеет вид прямой. Путем математической обработки экспериментальных данных получили значения постоянных коэффициентов К1=3,333 и К2=4,5580, что позволило получить формулу расчета суммарной концентрации присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1» в топливах для реактивных двигателей:

Содержание присадки «Агидол-1» рассчитывают, вычитая содержание присадки Хайтек-580 из суммарного содержания присадок. (Результаты в табл. 1).

Таким образом полученный способ определения количества присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1» в топливах для реактивных двигателей позволяет контролировать качество топлив для реактивных двигателей и в конечном итоге повысить надежность техники.

Для подтверждения получения технического результата были исследованы образцы топлива РТ, с различной концентрацией присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1», изготовленные разными заводами (Результаты в табл. 2).

Образец РТ (Танеко) Нижнекамского НПЗ показал несоответствие содержания присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1» (строчки 13 и 15 соответственно) указанным в сопроводительной документации (строчки 4 и 5 соответственно), что в дальнейшем было косвенно подтверждено другими методами исследования топлива.

Полученные значения концентраций заявляемым способом обеспечивают необходимую точность измерения концентраций присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1». Отклонения концентраций присадок находятся в пределах допустимой нормы.

Таким образом, изобретение расширяет номенклатуру способов, определяющих присадки в топливах для реактивных двигателей, и позволяет определять концентрации присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1» в топливах для реактивных двигателей.

Способ определения количества присадок «Хайтек-580» и «Агидол-1» в топливах для реактивных двигателей, включающий отбор пробы, измерение оптической плотности и последующий расчет концентрации присадки по математической зависимости, отличающийся тем, что пробу разделяют на две равные части, одну из которых перед спектрофотометрированием выпаривают под вакуумом 0,5 МПа, постепенно нагревая до 214±0,5°С и замеряя текущее значение объема пробы, после достижения которого 5-10 мл замеряют оптическую плотность остатка пробы на полосе поглощения 1711,32 см-1 и фиксируют ее значение, равное длине отрезка от пика спектра до точки пересечения с базовой линией, проведенной между минимальными значениями оптической плотности остатка пробы на полосах поглощения 1761,68 см-1 и 1699,0 см-1, после чего рассчитывают количество присадки Хайтек-580 по следующей зависимости:

где СX - концентрация присадки Хайтек-580, мас.%; D - оптическая плотность пробы (от пика до базовой линии); а=0,0028 и b=0,753 - экспериментально полученные коэффициенты; а другую часть пробы топлива подвергают экстракции, для чего смешивают с этиловым спиртом, который добавляют в пробу в количестве 5% от объема пробы топлива, доводят до однородной консистенции, отстаивают до полного разделения, замеряют показатель преломления экстракта, взятого с нижнего слоя, и определяют суммарное содержание двух присадок по следующей зависимости:

где Ссум - суммарное содержание присадок, мас.%; K1=3,333 и К2=4,5589 - эмпирические коэффициенты, полученные по результатам экспериментальных исследований; - измеренный показатель преломления экстракта; а количество присадки Агидол-1 оценивают по разности двух расчетных величин Ссум и СX.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к исследованию изменения свойств взрывчатых веществ (ВВ) с помощью воздействия тепловых средств, а также закономерностей процессов термического разложения ВВ в присутствии конструкционных материалов.

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества заключается во введении во взрывчатое вещество, полученное смешиванием отдельных компонентов, маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке.

Изобретение относится к исследованию жидких углеводородных топлив и может быть использовано при разработке новых и оценке существующих топлив. Способ включает определение цетанового индекса (ЦИ) по номограмме жидких углеводородных топлив с использованием шкал плотности при 20°С, температуры выкипания 50% об.

Изобретение относится к области определения октановых чисел н-алканов исследовательским методом. Согласно способу проводят измерение такого информационного параметра, как удельная магнитная восприимчивость и последующий расчет соответствующего значения октанового числа по эмпирической зависимости вида где Z - октановое число по исследовательскому методу, ед.; χ - удельная магнитная восприимчивость, 106, г-1.

Изобретение относится к способам оценки склонности автомобильных бензинов к образованию отложений на инжекторах двигателей внутреннего сгорания. Согласно предложенному способу осуществляют прокачку испытываемого бензина через нагретый до температуры 180±3°С инжектор в течение не более четырех суток, в каждые сутки из которых в течение 18 часов осуществляют впрыск топлива через нагретый инжектор в течение 0,2 с, с интервалом между впрысками 300 с, а в течение последующих 6 часов этих суток, при выключенном нагреве, инжектор выдерживают в нерабочем состоянии.

Изобретение относится к области дезинфекции, дезактивации поверхностей объектов и обнаружения следов взрывчатых веществ на основе полинитроароматических соединений типа тетранитротолуола.

Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств моторных топлив, в частности позволяет оценить стойкость к окислению бензинов, содержащих антиокислительную присадку Агидол-1, и рассчитать оптимальную дозировку присадки для получения бензина с требуемым индукционным периодом.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ производства кокса включает формирование смеси углей путем смешения двух или более типов угля и карбонизацию указанной смеси углей.

Группа изобретений относится к испытанию топлив и масел и может быть использована для оценки их эксплуатационных свойств. Способ оценки диспергирующих и солюбилизирующих свойств топлив и масел включает испытание пробы исследуемого материала при оптимальной температуре в замкнутой циркуляционной системе, при котором осуществляют контакт циркулирующего оцениваемого масла или топлива с поверхностью растворяемого контрольного вещества, предварительную подготовку которого осуществляют путем его постепенного нагрева до температуры 360°C с последующей выдержкой в течение 4 часов, растворяют это вещество в процессе контакта с потоком циркулирующего масла или топлива, периодически фиксируют параметры его растворения в зависимости от температуры циркулирующего масла или топлива, интенсивности их циркуляции, величины поверхности контакта контрольного вещества с потоком циркулирующего масла или топлива, времени контакта циркулирующего масла или топлива с поверхностью контрольного вещества, при этом диспергирующие и солюбилизирующие свойства масла или топлива оценивают по скорости растворения контрольного вещества, которую оценивают по убыли веса контрольного вещества по мере его контактирования с потоком масла или топлива и по содержанию контрольного вещества в составе циркулирующего потока масла или топлива.

Изобретение относится к области исследования характеристик высокоэнергетических материалов (ВЭМ) и может быть использовано для определения времени задержки зажигания ВЭМ лучистым тепловым потоком.

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу отбора партий компонентов культивации, подлежащих применению при культивации клетки млекопитающего, экспрессирующей интересующий белок, когда при культивировании используют по меньшей мере два разных компонента, включающему следующие стадии: а) берут спектры разных партий первого компонента, полученные первым спектроскопическим способом, спектры второго компонента, полученные вторым отличным спектроскопическим способом, и выход интересующего белка из культивационного супернатанта, полученный при культивировании с использованием комбинаций данных разных партий первого и второго компонентов, б) идентифицируют связь слитых спектров этих двух различных спектроскопических методов после расчета счетов РСА спектров с выходом культивирования, в) берут спектр дополнительной партии первого компонента, полученный первым спектроскопическим способом, и спектр дополнительной партии второго компонента, полученный вторым спектроскопическим способом, г) выбирают комбинацию взятого первого компонента и взятого второго компонента, если предсказанный выход из культивационного супернатанта, основанный на связи слитых спектров после расчета счетов РСА спектров, идентифицированной в б), находится в пределах +/-10% среднего выхода, приведенного в а).
Изобретение относится к области экологической аналитической химии. Способ включает отбор проб массой 2-4 г, их сушку, измельчение и двухкратную экстракцию целевых компонентов дихлорметаном при воздействии на пробу ультразвуковых колебаний, фильтрование объединенного экстракта и упаривание досуха при давлении не выше 0,1 мм рт.ст.

Группа изобретений относится к исследованию изменения свойств взрывчатых веществ (ВВ) с помощью воздействия тепловых средств, а также закономерностей процессов термического разложения ВВ в присутствии конструкционных материалов.

Изобретение относится к способу управления производственным процессом. Технический результат - управление производственным процессом без простоя производства за счет разработки моделей прогнозирования с использованием информации взаимодействующего зондирующего излучения, параметров управления процессом и событий рабочих прогонов в ходе фактических рабочих прогонов.

Изобретение относится к области измерения спектральных характеристик объекта, которые позволяют неинвазивно измерять биологические компоненты или оценивать дефекты полупроводника.

Изобретение относится к инфракрасной (ИК) спектроскопии поверхности металлов и полупроводников, а именно к определению амплитудно-фазовых спектров как самой поверхности, так и ее переходного слоя, путем измерения характеристик направляемых этой поверхностью поверхностных плазмонов (ПП).

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности древесины в процессе сушки и хранения. Способ измерения влажности древесины заключается в том, что устанавливают источник и приемник ИК-излучения поперек волокон древесины на выбранную глубину, измеряют поток ИК-излучения, прошедший через древесину, сравнивают полученные измерения с заранее определенной калибровочной зависимостью, связывающей изменение потока ИК-излучения, прошедшего через древесину с влажностью древесины, определенной весовым способом в фиксированные моменты времени, и вычисляют влажность древесины.

Изобретение относится к оптическим устройствам детектирования и идентификации газовых сред и предназначено для качественного анализа состава молекулярных газов, которое найдет применение в качестве оптоэлектронного идентификатора для детектирования токсичных газов, контроля качества пищевых продуктов, мониторинга окружающей среды и для профилактики болезней дыхания по составу выдыхаемого воздуха.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа обнаружения микроконцентраций горючих и токсичных газов. Способ включает в себя пропускание инфракрасного излучения на рабочей и опорной длинах волн через контролируемый объем.

Способ определения характеристик фугасности боеприпаса включает генерацию воздушной ударной волны (ВУВ) посредством взрыва боеприпаса, фиксацию изменения геометрических характеристик объекта-свидетеля, подвергаемого воздействию ВУВ, и последующее определение по ним характеристик фугасности. В качестве объекта-свидетеля используют горизонтальную площадку, содержащую слой деформируемого материала с заданными механическими характеристиками. Результат воздействия ВУВ на нее с последующим определением характеристик фугасности фиксируют посредством видеорегистрации и/или по изменению пенетрационных характеристик материала-свидетеля. В качестве материала-свидетеля используют обратимо деформируемый материал с упругими характеристиками, текучий высоковязкий материал или необратимо деформируемый материал. Слой деформируемого материала-свидетеля может выполняться в виде эластичной мембраны или в виде нескольких пересекающихся в центре площадки эластичных элементов ограниченной ширины. Изобретение позволяет повысить точность определения ударно-волновых характеристик надповерхностных взрывов. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх