Способ определения индукционного периода окисления топлива

Изобретение относится к лабораторным методам оценки эксплуатационных свойств моторных и реактивных топлив и может бытьис" пользовано 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 15 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 термостатирования, 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. З 5 В этом случае с помощью шприца топливо вводят в заполненную гелием массообменную ячейку. Ячейку встряхивают, подсоединяют к хромато- . графу и переводят часть выделивших О ся 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 4 газа раствсРенного 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 нерио да с повышением температуры. Это объясняется повышением скорости окисления топлив (примерно 2 раза на каждые 10 С) с повышением темпера- туры. При этом отдельные образцы топ-бО лив начинают расходовать кислород уже в процессе нагрева еще не достигнув заданной температуры. При повышении температуры, кроме окисления, происходит падение РаствоРи мости (при 1 200 ОС 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 график, поясняющий определение растворимости 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,1, изменение тем" пературы топлива по времени от момента впуска топлива) -и - растворимость кислорода в топливе при заданной температуре -.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, состояцего из запорного крана 10, капиллярной трубки 11 с заборным от1049804град 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 центреия в сосуде (от испарения топлива ) которой размещена стеклянная емпроизводят отбор порций топлива вколичестве 1 Д кость 14 яколичестве см.Для этого с помощьюь для заданного объема топли- медицинской иг 2 :ва. Причем соотношение диаметров обменн ,й 1о иглы соединяют массоо менную ячейку 1 с сосудом 3 длянагрева топлива. Открывают кран 10 ступенчатой эауженной части 17 и ем- нагрева ткости с топливом д желательно долж- и впрыскивают но бй равн 2 д огоо , зона свободногод ого . ку 1. Затем массообменную ячейКу объема 15 в 10-15 раз превышает за- отсоединяют от сосуда 3 и подсоеди- данный объем топлива, а масса акку-, 10 няют к хрмулятора 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 (дляс = мин) производят отРастворимость кислорода в топливе 1 = 200 ОС с = 1 ) при заданной температуре определяют 5 боры порций топлива в массообменные следующим образом. ячейки (по 1 см ) и определение сообирают сосуд для нагрева топли- держания растворенного кисло В ва. П ичемкислорода.спытуемого образцар стеклянная емкость 14 топ- зависимости от испыт ливом не заполняется, а шприц 7 стоплива, наличия в нем топливом не саличия в нем антиокислие соединен с сосудом 3 теля его состава и количества харакдля нагрева топлива. Последний уста- тер иэменени ся одержания раствореннавливается в гнездо термостата 16 ного в топФ о в топливе кислорода по временирмостатирования может отрегулированного на заданную темпе- нагрева и термос ратуру, и выдерживается в течение ,. быть различным (Фиг. 3) . Для оп евремени, необходимог о для достижения деления индукционного периодаым иг. . Для опреоаккумулятором тепла заданной темпе- ванную эависимост ратуры (для т, = 200 С, 2 . 95 мин). графика, на который наносят линиюимость строят в видеИндукционныйпериод окисления топ- параллельную оси абс исс и лива п и эа анно тделяется слер д й температуре опре- по величине раствореннт - воренности кислородадующим образом, в топливе при заданной темиературе,Собирают сосуд для нагрева. топли- З 0 момент с Томент снижения зависимостиотносительно линии ва, Причемстеклянная емкость 14 топ- (фиг. 3) на 3-5характеризует наливом не заполняется, а шприц 7 с растворимости 1 топливом не соединен с сосудом 3 длячало очало окислительного процесса. А пенагрева топлива. Последний уста- риод между уд между указанным моментом и нанавливается в гнездо термостата 1 б 35 чалом чР 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,0кумулятором 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 вколичестве 10 сми соединяют о хроматографического определения сосудом 3 (после его прогрева) . содержания в топливе кислорода. Нажатием на шток шприца вводят за- Таким образом, использование пред- данный объем топлива в сосуд 3.Т плагаемого способа позволяет расши тсширить опливо полностью заполняет стек- диапазон определения индукционного лянную емкость 14, расположенную . периода окисления топлива при повн- вдоль оси аккумулятора 13. шении его точности и достоверности.Точность и достоверность опре- . , П р и м е р Си м е р. пособ реализуют деления индукционного периода тем на топливе РТ в 10 с50выше, чем меньше время достижения добавлен антиокислитель - ионол в топливом заданной температуры, т,е. количестве 0,008 г. Добавка такогоства ионола исключает убыль чем выше скорость нагрева. Для дос- количества ионкислорода на окисление в течение тижения максимальной скорости на"грева топлива в корпус 4 устрой мин при 200 С. Подготовленноетаким о разом топливо в количестве ства устанавливают аккумулятор 13 Ы таким образом то пульсный ввод топлива с помощьюсосуд дл0 С, нагреваясь, со обратного клапана б и шприца 7. . во достигает 200 ОС 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 пмается давление, под действием котоливо достигает заданной температурырого производят отбор порций топлиза 2-3 мин, т.е. в зависимости отва в 1 см в массообменные ячейки. заданной температуры нагрев осу- ячейки предварительно вакуумируют ществляется со скоростью 100. - ф и заполняют гели заполняют гелием. Затем из сосуда1049804 6Скоростьнагреватоплива РТград/мин 10 50 100 150 Индукционный период окисления,мин 40 20 10 ,6 2 1,9 Содержание расвйоренноа бодертннеасвВоренного б пюам 4 е С Ь 6 щоплюбе ми ноиншввй пру г ь ИО Сбуслобиях рабиобесияИфС) теююерат. 6 сосуде иажОу еазобой ижи 6 тй разами Е г;мин.2 Составитель Н.БогдановаРедактор Н.Бобкова ТехредМ.Гергель. Корректор.д,зим о Подписиомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5 407/41 Тираж 873ВНИИПИ Государственногопо:делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш ака ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и для нагрева отбирают с интервалом в 1 мин. Каждую ячейку с топливом подключают к хроматографу для определения содержания растворенного в топ. лизе кислорода. Результаты трех последних практически близких по 5 значению определений составляют 1,06; 1,11 и 1,16. Среднее значение этих определений составляет 1,11 при 200 ОС. Характер изменения содержания кислорода, растворенного 1 О в топливе РТ с добавкой ионола, представлен линией 1 фиг. 3)Наряду с определением содержания кислорода, растворенного в топливе, определяют величину растворимости 15 топлива при той же температуре. Для примера растворимость при 200 ОС 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 0,8, 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. ФИз 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 100-150 град/мин, так как такой нагрев исключает расход кислорода на окисление.