Ανάπτυξη μεθόδου προσδιορισμού βαρέων συστατικών σε ελαφρά κλάσματα πετρελαίου
Authors: Ζαννίκου Υπατία 
Published: September 2021

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύχθηκε μια νέα μέθοδος, με βασική εφαρμογή στον ποσοτικό προσδιορισμό των βαρύτερων συστατικών στη βενζίνη, ακόμα και σε ιδιαίτερα χαμηλές συγκεντρώσεις. Η μέθοδος βασίζεται στην ταχεία εξάτμιση μικρής ποσότητας καυσίμου (2,9 g) σε συγκεκριμένες συνθήκες (θερμοκρασίας και χρόνου) και στον προσδιορισμό του βαρέος υπολείμματος ως ποσοστό % κ.β. του αρχικού δείγματος, μετά το τέλος της διαδικασίας. Η θερμοκρασία θέρμανσης είναι ρυθμισμένη στους 220 °C, λίγο πάνω από το όριο που θέτει το πρότυπο ΕΝ 228 για το τελικό σημείο ζέσεως της βενζίνης. Μετά από καθορισμένη διάρκεια θέρμανσης (20 min), στον υποδοχέα του δείγματος παραμένει πολύ μικρή ποσότητα, η οποία αντιστοιχεί στο βαρύ υπόλειμμα και καταγράφεται ως ποσοστό % κ.β. του αρχικού δείγματος. Η ποιότητα των καυσίμων που χρησιμοποιούνται στις οδικές μεταφορές, είναι καθοριστική για την οδηγική συμπεριφορά και τις εκπομπές ρύπων των οχημάτων. Για τις βενζίνες αυτοκίνησης το πρότυπο ΕΝ 228 μεταξύ άλλων ιδιοτήτων, θέτει όρια για την τάση ατμών, για τα χαρακτηριστικά απόσταξης Ε70, Ε100, Ε150, το τελικό σημείο ζέσεως, το υπόλειμμα της απόσταξης και το δείκτη ατμόφραξης. Η πρότυπη μέθοδος ατμοσφαιρικής απόσταξης EN ISO 3405 είναι η μέθοδος, που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του βαρέος υπολείμματος και τον έλεγχο των χαρακτηριστικών απόσταξης της βενζίνης. Η μετατόπιση της πτητικότητας ουράς προς υψηλότερες θερμοκρασίες, συσχετίζεται με την παρουσία βαρύτερων συστατικών στο καύσιμο, τα οποία λόγω του μεγάλου μεγέθους τους, δεν έχουν τον απαραίτητο χρόνο για να καούν πλήρως στο θάλαμο καύσης. Επιμόλυνση της βενζίνης με βαρύτερα συστατικά, όπως το ντήζελ, μπορεί να επέλθει σε διάφορα στάδια της εφοδιαστικής αλυσίδας καυσίμων όπως σε σωληνώσεις, δεξαμενές βυτιοφόρων και πρατηρίων, επηρεάζοντας τη σύσταση του καυσίμου. Ο έγκαιρος εντοπισμός της επιμόλυνσης του καυσίμου σε όλα τα στάδια της εφοδιαστικής αλυσίδας είναι καθοριστικός τόσο για τον τελικό καταναλωτή (καλή λειτουργία κινητήρα) όσο και για τον προμηθευτή (πρόστιμα, δυσφήμιση). Με την ολοκλήρωση της παρούσας διδακτορικής διατριβής καταρχήν αποδείχθηκε το κενό της πρότυπης μεθόδου EN ISO 3405, ως προς τον εντοπισμό χαμηλών επιμολύνσεων της βενζίνης με βαρύτερα συστατικά. Μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν σε πρότυπο κινητήρα (CFR), επιμολυσμένου δείγματος βενζίνης με ντήζελ κίνησης σε συγκεντρώσεις 1,7% κ.β., έδειξαν ότι η επιμόλυνση της βενζίνης με ντήζελ σε αυτή τη συγκέντρωση, θα μπορούσε να επιφέρει μείωση κατά μια μονάδα στον αριθμό οκτανίου (δείχνοντας μια κρίσιμη περιοχή επιμόλυνσης, η οποία όμως δεν μπορεί να εντοπισθεί από την προτεινόμενη, πρότυπη μέθοδο EN ISO 3405). Η ανάγκη κάλυψης αυτού του κενού οδήγησε στην ανάπτυξη και διερεύνηση της νέας μεθόδου για τον εντοπισμό χαμηλών ποσοστών επιμόλυνσης. Η νέα μέθοδος ποσοτικού προσδιορισμού βαρέος υπολείμματος χρησιμοποιώντας μικρή ποσότητα δείγματος, σε σύντομο χρόνο και με σχετικά απλή διαδικασία, αποδείχθηκε ότι είναι ικανή να εντοπίσει την επιμόλυνση της βενζίνης με ντήζελ σε χαμηλές συγκεντρώσεις (από 1% έως και 5% κ.β.), συμβάλλοντας έτσι στον έλεγχο ποιότητας των καυσίμων και την διασφάλιση της ποιότητας του καυσίμου, που διατίθεται στον τελικό καταναλωτή.