Способ определения физической стабильности моторных топлив при их хранении в стационарных резервуарах (цистернах)



Способ определения физической стабильности моторных топлив при их хранении в стационарных резервуарах (цистернах)
Способ определения физической стабильности моторных топлив при их хранении в стационарных резервуарах (цистернах)
Способ определения физической стабильности моторных топлив при их хранении в стационарных резервуарах (цистернах)
Способ определения физической стабильности моторных топлив при их хранении в стационарных резервуарах (цистернах)
Способ определения физической стабильности моторных топлив при их хранении в стационарных резервуарах (цистернах)
Способ определения физической стабильности моторных топлив при их хранении в стационарных резервуарах (цистернах)

 


Владельцы патента RU 2608456:

Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" (RU)

Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств моторных топлив и может быть использовано при прогнозировании склонности моторных топлив к изменению количественных потерь от естественной убыли на предприятиях, потребляющих и производящих моторные топлива. Способ включает заполнение топливом емкости до задаваемого уровня, хранение топлива в заданных условиях в течение определенного времени и оценивание физической стабильности по массе испарившегося топлива, причем испытуемое топливо помещают в термостатируемую емкость, задают факторы условий процесса испарения, формируют из 15 этапов цикл испытаний как необходимую и минимально достаточную совокупность режимов испытаний в виде матрицы, после каждого этапа, длительность которого составляет 240±5 минут, фиксируют массу испарившегося топлива, по завершении цикла испытаний определяют обобщенный показатель mисп склонности испытуемого топлива к потерям от испарения, и при значении mисп меньше значения mэт, полученного для топлива, принятого за эталон, считают испытуемое топливо физически стабильным, и что оно может быть рекомендовано к длительному хранению в резервуарах (цистернах), при этом обобщенный показатель mисп(эт) склонности топлива к потерям от испарения вычисляют по заданной формуле. Достигается повышение достоверности результатов за счет приближения условий испытаний к реальным условиям хранения в резервуарах с одновременным сокращением времени на проведение испытаний. 3 табл.

 

Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств моторных топлив, в частности к способам определения физической стабильности моторных топлив, и может быть использовано как в научно-исследовательских работах, так и в квалификационных и исследовательских испытаниях при прогнозировании склонности моторных топлив к изменению количественных потерь от естественной убыли на складах, базах нефтепродуктов и других предприятиях, потребляющих и производящих моторные топлива.

Одна из проблем хранения моторных топлив на объектах нефтепродуктообеспечения связана с необходимостью сохранения их качества и количества (1 - Большаков Г.Ф. Восстановление и контроль качества нефтепродуктов. - Ленинград: Недра, 1982, с. 19).

Физическая стабильность непосредственно связана с испаряемостью моторных топлив. Чем выше содержание в нем легких фракций (С46), тем больше склонность моторных топлив к потерям от испарения (2 - Гуреев А.А., Серегин Е.П., Азев B.C. Квалификационные методы испытаний нефтяных топлив. - М.: Химия, 1984, с. 52).

При правильной организации хранения процесс испарения может существенно влиять на снижение количества хранимых запасов топлив и их качество, особенно при большой длительности хранения (1 - с. 8-20). Изменение количества и качества моторных топлив при хранении зависит от влияния внешних и внутренних факторов. Внутренние факторы обусловлены физико-химической природой компонентов, входящих в состав горючего, и их термодинамической неустойчивостью, что приводит к потере легких фракций. Внешние факторы связаны с температурными режимами хранения (температура испарения топлива), конструктивными особенностями средств хранения (диаметр резервуара, оборудование его средствами сокращения потерь от испарения и др.), технологическими режимами хранения (объем заполнения резервуара и его оборачиваемость, соотношение жидкой и паровой фаз и др.) и др. (1 - с. 8-14; 3 - Абузова Ф.Ф., Бронштейн И.С., Новоселов В.Ф. и др. Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировании и хранении. - М: Недра, 1981, с. 11-84).

Потери моторных топлив от испарения при хранении зависят от, так называемых, больших и малых «дыханий» резервуаров (4 - Черникин В.И. Сооружение и эксплуатация нефтебаз. - М.: Гостоптехиздат, 1955, с. 320-321). В результате испарения легких фракций моторных топлив ухудшаются мощность, пусковые, экономические и экологические характеристики двигателей внутреннего сгорания (5 - Гуреев А.А., Камфер Г.М. Испаряемость топлив для поршневых двигателей. - М.: Химия, 1982, с. 7-10; 6 - Гуреев А.А. Применение автомобильных бензинов. - М.: Химия, 1972, с. 178-217; 7 - Гуреев А.А., Азев B.C. Автомобильные бензины. Свойства и применение. - М.: Нефть и газ, 1996, с. 141-145, 323-350).

Повышение уровня экологических свойств моторных топлив связано с необходимостью вовлечения в их состав компонентов и веществ из нового и альтернативного сырья, повышающих октановое число и улучшающих экологические характеристики: газовых конденсатов, продуктов вторичной переработки нефти, оксигенатов, различных присадок, обеспечивающих пусковые, мощностные, экологические и другие свойства двигателей, но не обладающих необходимой физической стабильностью в составе топлив при хранении (8 - Данилов A.M. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. - М: Химия, 1996, с. 35-52; 9 - Сафонов А.С., Ушаков А.И., Чечкенев И.В. Автомобильные топлива. Химмотология. Эксплуатационные свойства. Ассортимент. - Санкт-Петербург: НИПКЦ, 2002, с. 201-214, с. 243-251).

Учитывая вышесказанное, основными значимыми факторами, оказывающими влияние на испаряемость моторных топлив при хранении в резервуарах являются: температура испарения, герметичность резервуара, объем его заполнения.

Перед авторами стояла задача разработать способ определения физической стабильности моторных топлив при их хранении в стационарных резервуарах (цистернах), который отвечал бы следующим требованиям: высокой достоверности и оперативности, и был бы приближен к условиям хранения в резервуарах в реальных условиях.

Известен ряд технических решений, оценивающих физическую стабильность моторных топлив по изменению их физико-химических свойств:

метод определения фракционного состава, заключающийся в перегонке 100 см3 испытуемого образца при условиях, соответствующих природе продукта, и проведении постоянных наблюдений за показаниями термометра и объемами конденсата (10 - ГОСТ 2177-99. Нефтепродукты. Метод определения фракционного состава);

метод определения давления насыщенных паров, в определении абсолютного давления пара летучей сырой нефти и летучих невязких нефтепродуктов (11 - ГОСТ 1756-2000. Нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров).

Несмотря на то что эти методы являются лабораторными и требуют небольшого количества времени для проведения испытаний, а также несложную аппаратуру, вместе с тем, результаты испытаний свидетельствуют о том, что потери от испарения не коррелируют с показателями фракционного состава (температура начала кипения и перегонки 10%) и давления насыщенных паров (2 - с. 53). Кроме того, эти методы не учитывают температурные режимы хранения топлива в различных климатических зонах, конструкционные особенности средств хранения, технологические режимы хранения, что позволяет оценивать склонность топлив к потерям от испарения только косвенно.

Известен метод определения потерь от испарения, заключающийся в продувке определенного объема бензина десятикратным объемом воздуха при 20°С и определении потери массы бензина (2 - с. 52).

Известен также способ определения потерь бензинов от испарения (СССР, а.с 1642383, G01N 31/22, 1989 г.) по относительному приросту концентрации дибромпропана за период хранения.

Эти методы не воспроизводят механизм протекания процесса испарения в резервуаре (цистерне), как и предыдущие, не учитывают реальных условий хранения топлива, температурных режимов испарения, конструкционных особенностей резервуаров (цистерн), соотношения паровой и жидкой фазы, что не позволяет обеспечить необходимую достоверность при прогнозировании физической стабильности топлива.

Известны способы непосредственного измерения количества потерь моторных топлив от испарения в выбросах паровоздушной смеси:

способ определения массы потерь нефти и нефтепродуктов от испарения в выбросах паровоздушной смеси в процессе заполнения емкости определенного объема, заключающийся в измерении концентрации углеводородов в паровоздушной смеси на выходе из горловины емкости, с последующим расчетом значения массы потерь (3 - с. 26-33);

способ определения объема легких углеводородов, теряемых при заполнении транспортных емкостей, заключающийся в определении значения объема выбросов в зависимости от объема залитого нефтепродукта, плотности паров нефтепродукта в паровоздушной смеси на выходе из горловины цистерны и давления насыщенных паров нефтепродукта с последующим расчетом массы потерь углеводородов (3 - с. 75-76);

способ определения потерь углеводородов нефти и нефтепродуктов от испарения по концентрации углеводородных паров, вытесняемых из емкости за одно заполнение в зависимости от объема газового пространства емкости, температуры и давления в газовом пространстве в момент наполнения емкости, молекулярного веса паров углеводородов последующим расчетом массы потерь углеводородов (4 - с. 325-331);

способ определения массы потерь нефти и нефтепродуктов от испарения в выбросах паровоздушной смеси во время налива в транспортные емкости по математической зависимости для чего определяют объем емкости, отрезок времени от начала налива емкости до достижения максимального уровня заполнения, максимальную и минимальную массовую концентрации углеводородов в паровоздушной смеси, отрезки времени от начала налива до выхода паров с максимальной и минимальной концентрациями (RU №2542451 G01N 33/22, 2013 г.);

способ определения массы потерь нефти и нефтепродуктов от испарения углеводородов при хранении и транспортировке в резервуарах по математической зависимости для чего определяют объем газового пространства резервуара, массовую концентрацию углеводородов в парах до и после дыхания, молекулярную массу паров углеводородов, атмосферное давление, температуру паров углеводородов до и после дыхания (RU №2541695 G01L 11/00, 2013 г.).

Методы непосредственного измерения количества потерь моторных топлив от испарения в выбросах паровоздушной смеси позволяют в целом решить задачу определения потерь моторных топлив, однако имеют существенные недостатки: необходимость применения сложной и дорогостоящей измерительной аппаратуры (хроматограф и т.п.), значительная трудоемкость и сложность определения концентрации паров углеводородов в газовом пространстве, неточность определения которых приводит к увеличению погрешности определения массы потерь, невозможность задания и варьирования факторами, влияющими на процесс испарения, таких как температура испарения топлива, герметичность резервуара, объем его заполнения.

Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является способ натурного хранения моторных топлив на складах, включающий заполнение резервуара, определение массы заложенного на хранение топлива, его хранение в определенных условиях склада или базы, периодическое определение массы хранимого топлива, сравнение ее с исходными значениями (Черникин В.И. Сооружение и эксплуатация нефтебаз. - М.: Гостоптехиздат, 1955, с. 400 - прототип), а о фактических потерях топлива, обусловленных его физической стабильностью, судят по полученной величине рассогласования, которую сравнивают с нормативами.

Нормативы естественной убыли нефтепродуктов при их хранении в резервуарах (цистернах) приведены в приказе (12 - Приказ Министерства энергетики РФ от 13 августа 2009 г. №364 «Об утверждении норм естественной убыли нефтепродуктов при хранении»).

Недостатками известного способа являются: длительность испытаний - хранения (от 2 до 5 лет и более в зависимости от климатической зоны), низкая достоверность (не дифференцируются потери, связанные с разгерметизацией резервуара, проливами, утечками, полимеризацией отдельных углеводородов), что приводит к значительным затратам на опытное хранение.

Технический результат изобретения - повышение достоверности результатов за счет приближения условий испытаний к реальным условиям хранения в резервуарах с одновременным сокращением времени на проведение испытаний.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе оценки физической стабильности моторных топлив при их хранении в резервуарах (цистернах), включающем заполнение топливом емкости до задаваемого уровня, хранение топлива в заданных условиях в течение определенного времени, и оценивание физической стабильности по массе испарившегося топлива, согласно изобретению испытуемое топливо заливают в термостатируемую емкость, задают факторы условий процесса испарения: температуру испарения топлива в интервале 20-50°С, коэффициент герметичности термостатируемой емкости в интервале 0,0-1,0, коэффициент заполнения термостатируемой емкости в интервале 0,3-0,9, которые кодируют в виде х1, х2, х3 соответственно, шифруют эти значения параметров как «+1» - верхний, «0» - средний «-1» и - нижний уровни, относя к «+1» максимальные значения х1, х2, х3, к «-1» - минимальные значения, а к «0» - средние значения, задавая шаг изменения от «0» до «+1» и от «0» до «-1» для x1 равным 15°С, для х2 равным 0,5, для х3 равным 0,3, формируют из 15 этапов цикл испытаний как необходимую и минимально достаточную совокупность режимов испытаний в виде матрицы:

после каждого этапа, длительность которого составляет 240±5 минут, фиксируют массу испарившегося топлива, по завершении цикла испытаний определяют обобщенный показатель mисп склонности испытуемого топлива к потерям от испарения, и при значении mисп меньше значения mэт, полученного для топлива, принятого за эталон, считают испытуемое топливо физически стабильным, и что оно может быть рекомендовано к длительному хранению в резервуарах (цистернах), при этом обобщенный показатель mисп(эт) склонности топлива к потерям от испарения вычисляют по формуле:

mисп(эт)=3b0+b11+b22+b33,

где

3 - постоянный коэффициент (получен экспериментально);

b0, b11, b22, b33 - числовые значения коэффициентов зависимости массы испарившегося топлива от факторов условий процесса испарения, отражающие средневзвешенный уровень (b0) и индивидуальный квадратичный (b11, b22, b33) уровни зависимости массы испарившегося топлива от факторов условий испарения, рассчитанные с использованием трех закодированных в виде x1, х2, x3 факторов условий процесса испарения, значения каждого из которых варьируют на трех уровнях, зашифрованных в виде «+1» - верхний, «0» - средний и «-1» - нижний.

Числовые значения коэффициентов зависимости массы испарившегося топлива от факторов условий процесса испарения получают с использованием широко известной методики планирования эксперимента типа Бокса-Бенкина (13 - Box G.E.P., Behnken D.W. Some new three level designs for the study of quantitative variables. - Technometrics, 1960, v. 2, N4, p. 455-475), из которых формируют таблицу в следующем виде:

Массу (m'исп.) испарившегося топлива на межуровневых точках цикла испытаний определяют по следующей зависимости:

m'исп.=b0+b1x'1+b2x'2+b3x'3+b12x'1x'2+b13x'1x'3+b23x'2x'3+b11x'12+b22x'22+b33x'32,

где

х'1, х'2, х'3 - соответствуют кодированным значениям факторов из области варьирования факторов (между «-1» и «+1» из матрицы цикла);

b0, b1, b2, b3, b12, b13, b23, b11, b22, b33 - числовые значения коэффициентов зависимости массы испарившегося топлива от факторов условий процесса испарения (по таблице коэффициентов).

Технической сущностью изобретения является то, что использована совокупность существенных известных и отличительных признаков и широко распространенная методика планирования эксперимента типа Бокса-Бенкина (13 - р. 455-475) для оценки физический стабильности моторных топлив при их хранении в резервуарах (цистернах), для чего были проведены исследования и получена матрица за 15 этапов цикла испытания, отражающая варьирование кодированными (х1, х2, х3) факторами условий процесса испарения, которые зашифрованы в виде уровней (-1; 0; +1). Для пояснения использования матрицы ниже приведена матрица с числовыми значениями факторов условий процесса испарения топлив:

Цикл испытаний из 15 этапов включает необходимую и минимально достаточную, приближенную к реальным условиям хранения моторных топлив совокупность режимных параметров в виде уровней, позволяет получить количественные оценки влияния каждого рассматриваемого фактора, а также их совокупности на процесс испарения в виде математической формулы, которая описывает склонность испытуемого топлива к потерям от испарения во всей области условий хранения.

При оценке физической стабильности моторных топлив при их хранении в резервуарах (цистернах) задано следующее:

- время испытаний на каждом этапе приняли равным 240 минут, так как свыше указанного времени характер изменения скорости испарения топлива варьируется незначительно;

- температура испарения топлива (код х1) в интервале от 20 до 50°С характеризует температурные режимы в различных климатических районах (например, умеренный и жаркий климат): при 20°С - шифр уровня «-1», 35°С - шифр уровня «0», 50°С - шифр уровня «+1»;

- коэффициент герметичности (код х2) характеризует: отсутствие герметичности резервуара (цистерны) - открыт полностью (шифр уровня «-1»), работу дыхательного клапана резервуара (цистерны) (шифр уровня «0»), полную герметичность резервуара (цистерны) - закрыт полностью (шифр уровня «+1»);

- коэффициент заполнения (код х3) равняется отношению объема залитого топлива к общему объему термостатируемой емкости и характеризует при значениях:

0,3» - объем несливаемого («мертвого») остатка (в среднем 30%) резервуара (цистерны) (шифр уровня «-1»);

«0,6» - заполнение резервуара (цистерны) на 60% его вместимости (шифр уровня «0»);

«0,9» - заполнение резервуара (цистерны) на 90% его вместимости с учетом температурного расширения топлива при хранении в климатических районах с жарким климатом (шифр уровня «+1»).

Таким образом, условия испытаний на каждом из 15 этапов цикла соответствуют совокупности различных режимов условий процесса испарения топлива (см.матрицу). Например, для 1-го этапа цикла устанавливают: температуру испарения топлива 20°С в термостатируемой емкости (x1=-1), коэффициент герметичности - «0» (х2=-1), коэффициент заполнения равным 0,6 (х3=0).

Для обоснования отличительных признаков испытывались: образец автомобильного бензина Регуляр-92 по ГОСТ Р 51105 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия», изготовленные с классом испаряемости В (давление насыщенных паров - 47 кПа), который принят в качестве эталонного; образцы автомобильного бензина Регуляр-92 по ГОСТ Р 51105 с классом испаряемости F (давление насыщенных паров - 70 кПа) и классом испаряемости С (давление насыщенных паров - 62 кПа).

После завершения каждого этапа цикла испытаний фиксируют (как и в прототипе) массу испарившегося топлива как разность массы топлива до и после испытания (таблица 1).

По методике планирования эксперимента (13 - р. 455-475) с учетом значений массы испарившегося топлива (таблица 1) рассчитывают числовые значения коэффициентов b0, b1, b2, b3, b12, b13, b23, b11, b22, b33 (таблица 2), характеризующих режимы испытаний, и отражающих средневзвешенный уровень (b0) массы потерь от испарения, степень индивидуального линейного (b1, b2, b3), совместного (b12, b13, b23) и индивидуального квадратичного (b11, b22, b33) влияния факторов условий процесса испарения на массу потерь от испарения.

Индекс числового коэффициента b (от b0 до b33) в таблице 2 указывает на необходимость применения b к конкретному коду (например, b1 к x1), произведению кодов (например, b12 к x1x2), или соответствующему квадратичному коду (например, b11 к x12).

Зная числовые значения коэффициентов b (от b0 до b33), авторы получили интегральную зависимость склонности испытуемого топлива к потерям от испарения в виде обобщенного показателя mисп, который рассчитывают по формуле:

mисп.=3b0+b11+b22+b33,

где

3 - постоянный коэффициент (получен экспериментально);

b0, b11, b22, b33 - числовые значения коэффициентов зависимости массы испарившегося топлива от факторов условий процесса испарения, отражающие средневзвешенный уровень (b0) и индивидуальный квадратичный (b11, b22, b33) уровни (из таблицы 2 коэффициентов).

Учитывая, что шифры (уровни), например, «-1», «0», «+1», являются конкретными значениями факторов условий испытаний, авторы получили возможность оценки показателя склонности к потерям от испарения по формуле, позволяющей производить оценку для любого сочетания числовых межуровневых значений факторов условий испытаний (например, для шифров 0,2; 0,25; 0,008 и т.д.) при полученных постоянных значениях их коэффициентов от b0 до b33 (из таблицы 2 коэффициентов), соответствующих этим выбранным факторам (сочетаниям факторов), для выбранных топлив.

Эффективность предлагаемого способа подтверждается приведенным ниже примером.

Пример.

Для автомобильного бензина Регуляр-92 по ГОСТ Р 51105 с классом испаряемости В (давление насыщенных паров - 47 кПа), который принят в качестве эталонного, автомобильных бензинов Регуляр-92 по ГОСТ Р 51105 с классом испаряемости С (давление насыщенных паров - 62 кПа) и классом испаряемости F (давление насыщенных паров - 70 кПа) были использованы: емкость для хранения испытуемого топлива объемом 0,005 м3 и термостатируемая емкость, имитирующая резервуар (цистерну) с аналогичным объемом.

В соответствии с матрицей задают условия испытания: температуру испарения топлива (код x1); коэффициент герметичности (код х2) термостатируемой емкости; коэффициент заполнения (код х3) термостатируемой емкости.

При проведении испытаний топлива значения факторов (коды х1, х2, х3), влияющих на процесс испарения, задаются и варьируются в цикле в соответствии со значениями, зашифрованными в виде уровней (-1; 0; +1) (см. матрицу цикла испытаний). Первой операцией каждого этапа является заполнение термостатируемой емкости (из емкости для хранения испытуемого топлива) на объем, соответствующий коду х3 (см. уровни по матрице). Для изменения коэффициента заполнения (код х3) меньше 0,9 осуществляют перекачку из термостатируемой емкости в емкость для хранения испытуемого топлива. Испытания каждого топлива проводят циклами в течение 3600 мин.

Например, для 1-го этапа цикла устанавливают: температуру 20°С в термостатируемой емкости (x1=-1), коэффициент герметичности - «0» (х2=-1), коэффициент заполнения равным 0,6 (х3=0).

Порядок реализации цикла из 15 этапов испытаний. В незаполненную емкость для хранения испытуемого топлива с известной массой заливают испытуемое топливо и замеряют с помощью лабораторных весов его массу (m1), которая равна разности массы емкости для хранения до и после залива испытуемого топлива. С помощью насоса по трубопроводу перекачивают испытуемое топливо из емкости для хранения в термостатируемую емкость с известной массой, которая установлена на лабораторных весах. Термостатируемую емкость заполняют топливом на объем, соответствующий коду х3 (см. уровни по матрице).

Фиксируют массу (m2) перекаченного испытуемого топлива в термостатируемой емкости с использованием лабораторных весов, которая равна разности массы термостатируемой емкости до и после залива испытуемого топлива.

Определяют убыль массы испытуемого топлива после перекачки (Δm1) как разницу массы топлива до и после проведения перекачки из емкости для хранения в термостатируемую емкость по формуле:

Δm1=m2-m1.

Задают условия герметичности термостатируемой емкости, соответствующие коду х2 (см. уровни по матрице) с помощью устройства регулирования давления, которое установлено на ее горловине. При х2=0 - устройство регулирования давления открыто полностью, при х2=0,5 - устройство регулирования давления открыто на половину, при х2=1 - устройство регулирования давления закрыто.

Устанавливают температуру испарения топлива в термостатируемой емкости, соответствующую коду х1 (см. уровни по матрице), которую контролируют с помощью лабораторного термометра. Выдерживают испытуемое топливо в течение 240 мин.

После каждого этапа цикла испытания фиксируют массу испытуемого топлива после испарения (m3) и рассчитывают убыль массы топлива в термостатируемой емкости после испытания (Δm2) как разницу массы испытуемого топлива до и после проведения испытаний по формуле:

Δm2=m3-m2.

Рассчитывают общие потери испытуемого топлива за этап испытаний по формуле:

Δmобщ=Δm1+Δm2.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Рассчитывают числовые значения коэффициентов b: для автомобильного бензина Регуляр-92 с классом испаряемости С - в строке 1 таблицы 2, для автомобильного бензина Регуляр-92 с классом испаряемости В - в строке 2 таблицы 2, для автомобильного бензина Регуляр-92 с классом испаряемости F - в строке 3 таблицы 2.

Определяют обобщенный показатель mисп склонности испытуемого топлива к потерям от испарения по формуле:

mисп=3b0+b11+b22+b33,

где b0, b11, b22, b33, - числовые значения коэффициентов из таблицы 2.

Для автомобильного бензина Регуляр-92 (класс испаряемости В), который принят за эталон:

mэт=3×0,23+0,00-0,06+0,00=0,63.

Для автомобильного бензина Регуляр-92 (класс испаряемости С):

mисп=3×0,15+0,00-0,04+0,00=0,41.

Для автомобильного бензина Регуляр-92 (класс испаряемости F):

mисп=3×0,49-0,01-0,13-0,01=1,32.

Значения обобщенных показателей mисп склонности к потерям от испарения автомобильных бензинов Регуляр-92 с различными классами испаряемости по результатам испытаний представлены в таблице 3.

Учитывая, что значение обобщенного показателя mисп для автомобильного бензина Регуляр-92 с классом испаряемости С меньше значения обобщенного показателя mэх для автомобильного бензина Регуляр-92 с классом испаряемости В (эталон) принимают, что автомобильный бензин Регуляр-92 с классом испаряемости С физически стабилен и может быть рекомендован к длительному хранению в резервуарах (цистернах). Этот вывод качественно подтверждается данными, полученными при реальном хранении этого бензина (Научно-технический отчет о НИР 2.02.31, «шифр Симптом-2002». - М.: 25 ГосНИИ МО РФ, 2003).

Так как, значение обобщенного показателя mисп. для автомобильного бензина Регуляр-92 класс с классом испаряемости F больше значения обобщенного показателя mэт для автомобильного бензина Регуляр-92 с классом испаряемости В (эталон), то считают, что автомобильный бензин Регуляр-92 с классом испаряемости F физически недостаточно стабилен и не может быть рекомендован к длительному хранению в резервуарах (цистернах). Этот вывод также качественно подтверждается данными реального хранения этого бензина (Научно-технический отчет о НИР 2.02.31, «шифр Симптом-2002». - М.: 25 ГосНИИ МО РФ, 2003).

Для получения информации о прогнозируемом количестве потерь от испарения моторных топлив в условиях, соответствующих межуровневым значениям факторов (например, между уровнями «+1» и «0»), массу испарившегося топлива (m'исп.) рассчитывают по формуле:

m'исп.=b0+b1x'1+b2x'2+b3x'3+b12x'1x'2+b13x'1x'3+b23x'2x'3+b11x'12+b22x'22+b33x'32,

где

х'1, x'2, х'3 - соответствуют кодированным значениям факторов из области варьирования факторов (между «-1» и «+1» из матрицы цикла);

b0, b1, b2, b3, b12, b13, b23, b11, b22, b33 - числовые значения коэффициентов зависимости массы испарившегося топлива от заданной совокупности факторов условий (по таблице коэффициентов).

Например, требуется определить массу потерь от испарения (m'исп.) автомобильного бензина при следующих условиях испытаний: температура испарения топлива 30°С (x'1=-0,33), устройством регулирования давления задан промежуточный уровень сообщения резервуара с атмосферой (х'2=0,50), резервуар заполнен топливом на 50% от вместимости (х'3=-0,33).

При этом массу испарившегося топлива (m'исп.) рассчитывают по формуле:

m'исп.=b0+b1x'1+b2x'2+b3x'3+b12x'1x'2+b13x'1x'3+b23x'2x'3+bI1x'12+b22x'22+b33x'32.

Используя числовые значения коэффициентов b из таблицы 2, получим:

m'исп.=0,23+0,04×x'1-0,08×x'2-0,05×x'3+0,02×x'1x'2+0,03×x'1x'3+0,01×х'2х'3+0,00×x'12-0,06×x'22+0,00×x'32.

Подставляя в полученное выражение фактические значения кодов х'1, х'2, х'3 условий испытаний (x'1=-0,33; х'2=0,50; х'3=-0,33), и, округляя до третьего знака после запятой, получим:

m'исп.=0,23+0,04×x'1-0,08×х'2-0,05×х'3+0,02×х'1х'2+0,03×x'1x'3+0,01×х'2х'3+0,00×х'12-0,06×х'22+0,00×х'32=0,23+0,04×(-0,33)-0,08×0,5-0,05×(-0,33)+0,02×(-0,33)×0,5+0,03×(-0,33)×(-0,33)+0,01×0,5×(-0,33)+0,00×(-0,33)2-0,06×0,52+0,00×(-0,33)2=0,230-0,013-0,040+0,017-0,003+0,003-0,002+0,000-0,015+0,00=0,177.

Приведенные расчеты показали, что масса потерь от испарения автомобильного бензина Регуляр-92 с классом испаряемости В при температуре испарения топлива 30°С, заполнении резервуара топливом на 50% от вместимости, при промежуточном уровне сообщения резервуара с атмосферой составит 177×10-3 кг.

Таким образом, заявляемый способ является оперативным (испытания составляют 5 суток для двух видов (испытуемого и эталонного) топлив вместо от 2 до 5 лет) и достоверным за счет приближения условий испытаний к реальным условиям хранения с учетом влияния температуры испарения топлива (код x1), степени герметичности резервуаров (цистерн) (код х2), степени их заполнения (код х3).

Учитывая, что авторы при просмотре патентной информации и научно-технической литературы не обнаружили указанной выше совокупности существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, то заявляемый способ отвечает требованиям условий патентоспособности: новизне, изобретательскому уровню и промышленной применимости.

Применение изобретения позволит достоверно оценивать качество моторных топлив и, как результат, проводить определение и прогнозирование физической стабильности моторных топлив при их хранении в стационарных резервуарах (цистернах).

Способ оценки физической стабильности моторных топлив при их хранении в резервуарах (цистернах), включающий заполнение топливом емкости до задаваемого уровня, хранение топлива в заданных условиях в течение определенного времени и оценивание физической стабильности по массе испарившегося топлива, отличающийся тем, что испытуемое топливо помещают в термостатируемую емкость, задают факторы условий процесса испарения: температуру испарения топлива в интервале 20-50°С, коэффициент герметичности термостатируемой емкости в интервале 0,0-1,0, коэффициент заполнения термостатируемой емкости в интервале 0,3-0,9, которые кодируют в виде x1, x2, х3 соответственно, шифруют эти значения параметров как «+1» - верхний, «0» - средний и «-1» - нижний уровни, относя к «+1» максимальные значения х1, х2, х3, к «-1» - минимальные значения, а к «0» - средние значения, задавая шаг изменения от «0» до «+1» и от «0» до «-1» для x1 равным 15°С, для х2 равным 0,5, для х3 равным 0,3, формируют из 15 этапов цикл испытаний как необходимую и минимально достаточную совокупность режимов испытаний в виде матрицы:

после каждого этапа, длительность которого составляет 240±5 минут, фиксируют массу испарившегося топлива, по завершении цикла испытаний определяют обобщенный показатель mисп склонности испытуемого топлива к потерям от испарения, и при значении mисп меньше значения mэт, полученного для топлива, принятого за эталон, считают испытуемое топливо физически стабильным, и что оно может быть рекомендовано к длительному хранению в резервуарах (цистернах), при этом обобщенный показатель mисп(эт) склонности топлива к потерям от испарения вычисляют по формуле:

mисп(эт)=3b0+b11+b22+b33,

где

3 - постоянный коэффициент (получен экспериментально);

b0, b11, b22, b33 - числовые значения коэффициентов зависимости массы испарившегося топлива от факторов условий процесса испарения, отражающие средневзвешенный уровень (b0) и индивидуальный квадратичный (b11, b22, b33) уровни зависимости массы испарившегося топлива от факторов условий испарения, рассчитанные с использованием трех закодированных в виде х1, х2, х3 факторов условий процесса испарения, значения каждого из которых варьируют на трех уровнях, зашифрованных в виде «+1» - верхний, «0» - средний и «-1» - нижний.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к методам испытаний нефтепродуктов, в частности моторных топлив. Способ включает подачу топлива в капельножидком состоянии при атмосферном давлении в воздух, нагретый до температуры рабочего заряда двигателя, с интервалом, равным времени свободного падения капли, в течение которого происходит нагрев, испарение, воспламенение, горение и термоокислительное превращение капли топлива, последующее измерение массы отложений на выполненной из каталитически активного материала нагреваемой пластине, установленной под углом 15-45° к горизонтальной поверхности, при этом задают факторы условий процесса образования отложений, формируют из 17 этапов цикл испытаний как необходимую и минимально достаточную совокупность режимов испытаний в виде матрицы, после каждого этапа цикла испытания топлива (топливной композиции) фиксируют массу отложений на пластине, по завершении цикла испытаний определяют обобщенный показатель Мисп склонности испытуемого топлива (топливной композиции) к образованию высокотемпературных отложений, сравнивают полученное значение со значением этого показателя для топлива (топливной композиции), принятого за эталон Мэт, прошедшего идентичный цикл испытаний, и при значении Мисп<Мэт рекомендуют топливо (топливную композицию) к применению в конкретном двигателе, при этом обобщенный показатель Мисп (эт) склонности испытуемого топлива (топливной композиции) к образованию высокотемпературных отложений вычисляют по заданной формуле.

Изобретение относится к химическому способу маркировки и идентификации взрывчатых веществ (ВВ), а также криминалистических идентификационных препаратов, который может быть использован в оперативно-розыскной, следственной, экспертно-криминалистической и судебной практике.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способам определения характеристик новых композиций твердого ракетного топлива, в частности для прямоточных воздушно-реактивных двигателей.

Изобретение относится к способу и устройству определении давления распирания угля или угольной смеси путем лабораторного исследования. Осуществляют нагревание образца в виде угля или угольной смеси в перфорированной гильзе, находящейся внутри тигля.

Изобретение относится к устройству для обнаружения твердых веществ, в частности взрывчатых веществ или наркотиков. Устройство содержит несущий диск (20), на котором осесимметрично расположено несколько сеток.

Изобретение относится к контролю качества топлив. Способ заключается в том, что осуществляют ускоренное окисление пробы топлива, пропуская кислород при заданных режимах.

Изобретение относится к области аналитической химии и касается способа количественного определения производных имидазола (группы имидазолинов). Сущность способа заключается в том, что анализируемую пробу растворяют в воде очищенной или спирте, выдерживают на нагретой водяной бане (30-40°С) до полного растворения, охлаждают и разбавляют тем же растворителем до метки; аликвотную часть приготовленного раствора последовательно обрабатывают щелочным 1% раствором диазотированного п-анизидина и 2,5 мл 0,1 н.

Изобретение относится к экспериментальному оборудованию, а именно к исследованию процессов тепломассопереноса, фазовых превращений и химического реагирования при зажигании одиночных капель различных по компонентному составу органоводоугольных топлив в газовой среде окислителя.

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

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.

Изобретение относится к химическим способам экспертизы взрывчатых веществ и криминалистических идентификационных препаратов. Способ маркировки взрывчатого вещества заключается во введении во взрывчатое вещество маркирующей композиции, содержащей идентификаторы, количество которых равно количеству технических показателей, подлежащих маркировке. В качестве идентификаторов используют смесь полиорганосилоксанов с различными длинами молекулярных цепочек, в которой каждому одному техническому показателю соответствует идентификатор в виде полиорганосилоксана с соответствующей длиной молекулярной цепочки и соответствующим «временем выхода» («удерживания») на хроматограмме. Таким образом, в составе взрывчатого вещества формируется «химический штрих-код», считывание которого осуществляют на хроматограмме по принципу наличия или отсутствия компонента при определенном значении времени его «выхода» («удерживания»). 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств моторных топлив, в частности к определению термоокислительной стабильности (ТОС) топлив в динамических условиях, и может быть использовано в нефтехимической, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Установка включает емкость 26 с анализируемым топливом, соединенную трубопроводом последовательно с насосом 27, предварительным фильтром 28 и патрубком 2 в нижней части вертикально установленного трубчатого корпуса 1, в верхней части которого имеются два выходных патрубка 3, 4, в одном из которых установлен контрольный фильтр 5 и измеритель температуры топлива 7. Верхние патрубки соединены между собой через запорный клапан 34. Концентрично в корпусе закреплена оценочная трубка 8. В установку введен специальный узел, состоящий из защитного цилиндрического металлического кожуха 19, внутри которого установлен съемный чехол, переходящий в жесткий цилиндрический держатель, в каналах которых помещены стальные оболочки 17 и переходные втулки термодатчиков 23, чувствительные элементы 18 которых распределены по всей длине трубчатой части съемного чехла. Имеется программный блок 33 управления, соединенный с датчиками и исполнительными механизмами. Изобретение обеспечивает повышение надежности проведения испытаний и точности оценки ТОС топлив. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам контроля качества углеводородных топлив и касается способа определения монометиланилина в углеводородных топливах. Сущность способа заключается в том, что наносят пробы испытуемого топлива на пластину для тонкослойной хроматографии с сорбентом силикагель с флуоресцентным индикатором. Проводят хроматографирование восходящим потоком элюента, в качестве которого используют смесь гептана и ацетона, взятых в соотношении 10:1. Пластину высушивают на воздухе, проявляют хроматограмму в ультрафиолетовом свете с длиной волны 254 нм без или с предварительной обработкой пластины парами иода или в видимом свете после обработки только парами иода и о присутствии ММА в топливе судят по наличию на хроматограмме имеющего окраску фиолетового цвета при наблюдении в ультрафиолетовом свете или коричневого цвета при наблюдении в видимом свете пятна, значение величины Rf которого составляет 0,38±0,05, после чего определяют размеры пятна с указанным значением Rf и по предварительно построенному градуировочному графику определяют концентрацию монометиланилина в анализируемом топливе. Использование способа позволяет с высокой точностью определить ММА в углеводородных топливах. 3 ил., 2 табл., 1 пр.

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. Для маркирования взрывчатого вещества осуществляют маркировку каждого отдельного компонента, входящего в смесь взрывчатого вещества. Маркирующую композицию для каждого отдельного компонента составляют из по крайне мере одного полимерного материала из ряда полиорганосилоксанов с длиной молекулярной цепочки, являющейся идентификатором, и которая отлична от длин молекулярных цепочек и величин вязкости полимерных материалов в маркирующих композициях других отдельных компонентов, составляющих смесь взрывчатого вещества. В качестве маркирующей композиции взрывчатого вещества используют набор маркирующих композиций отдельных компонентов смеси этого вещества. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Наверх