Спосіб визначення вмісту ароматичних вуглеводнів та бензолу у моторних паливах

1. Спосіб визначення вмісту ароматичних вуглеводнів та бензолу у моторних паливах, за яким рефрактометрично вимірюють показник заломлення та густини проби вихідного палива і розраховують відносну або питому дисперсію і за її значенням визначають вміст ароматичних вуглеводнів та бензолу в моторних паливах, який відрізняється тим, що пробу моторного палива попередньо обробляють водним розчином сірчаної кислоти, кількість якого за об'ємом дорівнює об'єму проби моторного палива. 2. Спосіб визначення вмісту ароматичних вуглеводнів та бензолу у моторних паливах за п. 1, який відрізняється тим, що обробку проводять 55 % водним розчином сірчаної кислоти. 3. Спосіб визначення вмісту ароматичних вуглеводнів та бензолу у моторних паливах за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кількість обробок 55% водним розчином сірчаної кислоти складає від 2 до 5 разів. UA (21) a200707836 (22) 11.07.2007 (24) 27.04.2009 (46) 27.04.2009, Бюл.№ 8, 2009 р. (72) БЕЙКО ЮРІЙ ОЛЕГОВИЧ, UA, РЕДЗЮК АНАТОЛІЙ МИХАЙЛОВИЧ, UA, БЕЙКО ОЛЕГ АНТОНОВИЧ, UA, УСТИМЕНКО ВІКТОР СЕРГІЙОВИЧ, UA (73) ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО "ДЕРЖАВНИЙ АВТОТРАНСПОРТНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ І ПРОЕКТНИЙ ІНСТИТУТ", UA (56) Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов.М.: Гостоптехиздат. 1962. С.491-495 ГОСТ 6994-74 RU 2163717, C1, 27.02.2001 SU 1187032, A, 23.10.1985 SU 1523972, A, 23.11.1989 US 6275776, B1, 14.08.2001 JP 4009759, A, 14.01.1992 Иоффе Б.В. и др.//Нефтехимия. Т.11, №2, 1971. С.274-277 C2 2 (19) 1 3 відносно дорого коштовного хроматографу та кваліфікованого фахівця. Відомий спосіб визначення ароматичних вуглеводнів у реактивних паливах, що оснований на люмінесцентно-хроматографічному аналізі палива (ASTM D 1319-95a Standard Test Method for Hydrocarbon Types in Liquid Petroleum Products by Fluorescent Indicator Adsorption). Недоліками способу є те, що при опроміненні колонки з пробою палива джерелом ультрафіолетового випромінювання нема чіткості між межами розподілу палива на зони окремих груп вуглеводнів, а також те, що для проведення аналізу потрібен довготривалий час. Найбільш близьким до винаходу за технічною суттю є прийнятий за прототип рефрактометричний спосіб визначення вмісту ароматичних вуглеводнів та бензолу у бензинах, за яким продукт, що досліджується, попередньо поділяють на фракції, в складі яких би містилися ароматичні вуглеводні визначеної молекулярної ваги. За допомогою рефрактометра Пульфріха знімають показники заломлення, розраховують згідно формул відносну або питому дисперсію і за значенням відносної або питомої дисперсії визначають вміст ароматичних вуглеводнів [Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. Издание пятое, дополненное и переработанное. Гостоптехиздат, Москва, 1962с. 491¸495]. Недоліком цього способу є неможливість визначення вмісту бензолу та ароматичних вуглеводнів у товарних бензинах у присутності ненасичених вуглеводнів, кисневмісних додатків, що можуть бути присутні у випробовуваному моторному паливі. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення рефрактометричного способу визначення вмісту ароматичних вуглеводнів та бензолу у моторних паливах шляхом обробки палива хімічною речовиною, що за рахунок вилучення органічних домішок, дозволяє забезпечити високу достовірність результату визначення, та скоротити час проведення аналізу. Поставлене завдання вирішується тим, що у способі визначення вмісту ароматичних вуглеводнів та бензолу у моторних паливах, за яким рефрактометрично вимірюють показник заломлення та густини проби вихідного палива і розраховують відносну або питому дисперсію і за її значенням визначають вміст ароматичних вуглеводнів у моторних паливах, згідно з винаходом, пробу моторного палива попередньо обробляють водним розчином сірчаної кислоти, кількість якого за об'ємом дорівнює об'єму проби моторного палива, обробку проводять 55% водним розчином сірчаної кислоти від 2 до 5 разів. Попередня обробка проби моторного палива 55% водним розчином сірчаної кислоти дозволяє витягувати ненасичені вуглеводні, кисневмісні додатки та інші гетероатомні домішки із проби моторного палива, наявність цих домішок негативно впливає на результат визначення ароматичних вуглеводнів у моторних паливах. Багаторазова обробка, від 2 до 5, проби моторного палива 55% водним розчином сірчаної кислоти дозволяє вилу 86490 4 чити із проби моторного палива якомога більше домішок, що підвищує достовірність результату визначення. Спосіб відрізняється простим виконанням, що скорочує час проведення аналізу, відносно малими витратами випробовуваного палива та реактивів (у випадку реактивних палив), збіжністю результатів двох послідовних вимірювань, що не перевищують 1% для масової частки ароматичних вуглеводнів і від 0,085% до 0,25% для більшого результату при визначенні бензолу у межах його вмісту у бензині від 1% до 7мас.%. Суть винаходу пояснюється конкретним прикладом виконання способу. Спосіб полягає у вимірюванні показника заломлення та густини проби моторного палива і розрахунку відносної або питомої дисперсії, попередньо пробу моторного палива обробляють (приблизно 10см3) рівним об'ємом 55%-ного водного розчину сірчаної кислоти протягом 30сек., далі суміш проби моторного палива та 55%-ного водного розчину сірчаної кислоти відстоюють протягом 30-60сек. до повного розшарування і відділення нижнього кислотного шару. Повторно обробку проби моторного палива проводять свіжою порцією 55%-ного водного розчину сірчаної кислоти у тій же послідовності (число обробок може бути від 2 до 5 у залежності від природи випробовуваного моторного палива, для прямогонного бензину достатня одноразова обробка). Обробку моторного палива припиняють у тому випадку, якщо чергова порція екстрагенту не забарвлюється і залишається безбарвною. Після цього наступну промивку проби моторного палива проводять водою та 5-10%-вим розчином карбонату натрію до нейтральної реакції. Проводять сушіння палива над прожареним хлоридом кальцію або сульфатом натрію (протягом 0,5год.), вимірюють показники заломлення та густини і розраховують відносну або питому дисперсії очищеного палива та визначають вміст ароматичних вуглеводнів (або бензолу у бензиновій фракції 60-95°С) за рівнянням: C=C/(100-S)/(100-C/), (1) де S - сумарний вміст ароматичних, ненасичених вуглеводнів та гетероатомних сполук (у тому числі кисневмісних компонентів) у випробовуваному паливі; С/ - вміст ароматичних вуглеводнів в очищеному паливі. Або за рівнянням: C=S(100-C/)/(100-S), (1a) коли S менше С/; при цьому S та С/ розраховують за рівняннями: S=k(dсм-17,55) (2) C/=k/(dсм-17,55) (2a) де dсм - відносна дисперсія вихідного (рівняння 2) або очищеного (рівняння 2а) палива. Або за рівняннями: S=k(qсм-98) (3) C/=k/(qсм-98) (3а) де qсм - питома дисперсія вихідного (рівняння 3) або очищеного (рівняння 3а) палива. Значення коефіцієнтів перерахунку k і k/ розраховують, виходячи з даних незалежного визначення вмісту ароматичних вуглеводнів, ненасиче 5 86490 Обидва одержаних коефіцієнта (k і k/) використовують у таких випадках, коли значення відносної або питомої дисперсії для вихідного палива менше, чим для очищеного, і якщо ці значення для вихідного палива більші або рівняються таким для очищеного, то при розрахунках S та С/ за рівняннями 2, 2а та 3, 3а застосовується єдиний коефіцієнт k/, до того ж, до рівних дисперсій відносяться такі, різниця між якими складає не більше 0,1 у випадку відносної дисперсії і не більше 1 у випадку питомої дисперсії. Крім того, значення коефіцієнтів k та k/ для бензинових фракцій справедливі, якщо вміст бензолу у них не нижче 5мас.%, що відповідає, у середньому, концентрації бензолу у вихідному бензині не нижче 1мас.%. В Таблиці 2 наводяться результати порівняльного визначення вмісту ароматичних вуглеводнів у бензинах та реактивних паливах за пропонованим способом за відносною та питомою дисперсією. них та гетероатомних сполук у відповідних паливах існуючими стандартними або дослідними методами шляхом підстановки їх у відповідні рівняння (2, 2а або 3, 3а). В Таблиці 1 наведені коефіцієнти перерахунку k і k/, що розраховані на основі масспектрометричного аналізу вуглеводневого та гетероатомного складу бензинів та реактивних палив, у залежності від природи палива. Таблиця 1 Тип палива Відносна дисперсія k k/ Фракція 602,69 95°С Бензин 7,02 Реактивне па5,16 ливо Питома дисперсія k k/ 1,82 5,11 1,08 0,79 4,82 0,93 6 0,87 Таблиця 2 Тип палива, № зразку Бензини товарні А-76, №1 А-76, №2 А-76, №2 + 6об. % ВКД* А-76, №3 А-76, №4 А-92 Бензини прямогонні №1 №2 Реактивні палива РТ, №1 РТ, №2 РТ, №3 Т-1 ТС-1 Jet A JetA-1 Вміст ароматичних вуглеводнів, мас. % за відносною дисперсією за питомою дисперсією 31,2 35,6 35,6 32,4 24,8 29,0 31,0 32,8 24,7 29,1 9,7 14,7 9,8 14,9 12,1 19,1 18,0 18,0 17,8 15,4 17,8 12,3 19,0 18,1 17,8 17,9 15,5 17,6 * Високооктановий кисневмісний додаток Комп’ютерна верстка М. Ломалова Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601