СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ МАРКИРОВАННЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ
IDENTIFICATION METHOD OF MARKED OIL PRODUCTS

Изобретение относится к области нефтехимической промышленности и может быть использовано для идентификации нефтепродуктов, маркированных биологическим маркером-пигментом продигиозином.
Известно, что нефтепродукты маркируют, например, для контроля за их качеством или для предотвращения реализации контрафактной (нелегальной) продукции.
Наиболее близким к предлагаемому является способ идентификации нефтепродуктов, маркированных биологическим пигментом продигиозином [1].
Способ идентификации нефтепродукта [1], содержащего обнаруживаемые количества маркера (продигиозина), включает отбор пробы нефтепродукта, добавление проявляющего реактива (36% соляной кислоты) в нефтепродукт и последующее количественное определение содержания маркера в нефтепродукте, налитом в кювету толщиной 1 см, методом абсорбционной спектроскопии, при длине волны оптического излучения, равной λ=535 nm.
Недостатком прототипа является то, что для его применения требуется использование проявляющего реактива. Потребность использования проявителя усложняет процесс идентификации нефтепродукта. А измерение поглощения нефтепродукта только в одной точке, при длине волны λ=535 nm, делает идентификацию не очень точной и малодостоверной, например, из-за погрешности аналитического прибора. Кроме того, при добавлении проявляющего реактива ко многим нефтепродуктам, например различным маркам маркированного топлива, например бензина АИ-93, А-76, дизельного топлива, образуется мелкодисперсный осадок, не пропускающий лучи света и делающий невозможным определение величины оптического поглощения. Недостатком прототипа является также невозможность идентификации маркированного нефтепродукта без отбора отдельных проб, непосредственно в потоке вещества (нефтепродукта).
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности, достоверности результатов идентификации и упрощение процесса идентификации маркированных нефтепродуктов.
Задача решается тем, что отбирают пробу нефтепродукта, маркированного с использованием биологического маркера-пигмента продигиозин в обнаруживаемом количестве. Пробу наливают в кювету спектрофотометра и снимают оптический спектр поглощения маркера в области длин волн λ=350…600 nm. Полученный спектр сравнивают со спектром поглощения маркера в указанной области.
Маркированный нефтепродукт, например бензин, демонстрирует наличие спектра поглощения в области длин волн λ=350…600 nm, характерное для спектра поглощения маркера при значении рН ниже 7,0. При этом по степени интенсивности спектральных линий, сравнивая их интенсивность с интенсивностью известного эталона, определяют концентрацию маркера в исследуемом нефтепродукте.
Немаркированный нефтепродукт при аналогичных условиях исследования демонстрирует отсутствие спектра поглощения в области длин волн λ=350…600 nm.
По наличию или отсутствию спектра поглощения в области λ=350…600 nm, интенсивности спектральных линий определяют наличие или отсутствие маркера. Соответствующие принятым стандартам легальные нефтепродукты обязательно маркированы известным производителю образом. А контрафактные нефтепродукты такой маркировки не имеют, или имеют маркер, не соответствующий стандартам легального производителя нефтепродукта. По наличию маркера, интенсивности его спектральных линий, с точностью более высокой, чем у прототипа, контролируют соответствие (или несоответствие) нефтепродуктов стандартам или предотвращают реализацию нелегальной (контрафактной) продукции.
Маркер продигиозин в растворе существует в одной из двух различных, но конвертируемых форм, зависящих от концентрации ионов водорода в среде [2]. В кислом растворе пигмент имеет красную окраску, и спектр его в видимой области оптического излучения представлен остроконечной, высокой, узкой основной полосой, с максимумом при длине волны света λ=535…540 nm и слабым плечом при λ=510 nm. Плечо присутствует всегда и не зависит от чистоты образца. В щелочном растворе пигмент оранжево-желтой окраски и имеет спектр, представленный широкой, менее интенсивной (чем в кислом растворе) симметричной полосой с центром в области λ=470 nm [2].
Осуществление предлагаемого способа показывают ниже приведенные примеры маркирования нефтепродуктов и их идентификации. Результаты приведены на Фиг.1-15.
-6
Сначала растворенный концентрированный маркер продигиозин смешивают с нефтепродуктом таким образом, чтобы содержание маркера в нефтепродукте соответствовало (1,20…9,30)×10 г/л, то есть (1,20…9,30), умноженный на 10 в минус шестой степени. Так маркируют исследуемый нефтепродукт. Далее работают с промаркированным нефтепродуктом.
Пример 1.
-6
0,13 г маркера продигиозина растворяют в 100 мл 96% этанола. Растворенный маркер смешивают с бензином марки АИ-98 до конечной концентрации продигиозина, равной 4,85×10 г/л (0,250 оптич. единицы на мл), то есть бензин маркируют.
С целью идентификации отбирают 5 мл маркированного бензина, наливают пробу в кювету спектрофотометра и снимают оптический спектр поглощения маркера в бензине в области длин волн λ=350…600 nm, например на регистрирующем спектрофотометре марки uv/vis Spectrometr Lambda 35 фирмы Perkin Elmer instruments. Для анализа возможно использование регистрирующего спектрофотометра любой марки. Полученный спектр маркера в исследуемой пробе сравнивают со спектром поглощения (Фиг.1) маркера продигиозина, растворенного в подкисленном этаноле (9 мл 96% этанола +1 мл 1N HCl). На горизонтальной оси Фиг.1 указаны длины волн в нанометрах (nm), на вертикальной оси указаны оптические единицы поглощения А (безразмерная величина).
Маркированный бензин демонстрирует наличие спектра поглощения при λ=350…600 nm, характерное для спектра поглощения маркера продигиозина, растворенного в подкисленном этаноле (Фиг.3). Немаркированный бензин демонстрирует отсутствие спектра поглощения в области λ=350…600 nm (Фиг.2).
Пример 2.
Идентификацию маркера в бензине выполняют аналогичным Примеру 1 образом, используя в качестве объекта исследования бензин марки АИ-95. Результат - на Фиг.4, 5.
Пример 3. Идентификацию маркера в бензине выполняют аналогичным Примеру 1 образом, используя в качестве объекта исследования бензин марки АИ-92. Результат - на Фиг.6, 7.
Пример 4. Идентификацию маркера в бензине выполняют аналогичным Примеру 1 образом, используя в качестве объекта исследования бензин марки А-76. Результат - на Фиг.8, 9.
Пример 5. Идентификацию маркера в бензине выполняют аналогичным Примеру 1 образом, используя в качестве объекта исследования бензин марки авиационный керосин. Результат - на Фиг.10, 11.
Пример 6. Идентификацию маркера в бензине выполняют аналогичным Примеру 1 образом, используя в качестве объекта исследования авиационный бензин марки AVYAS 100 LL. Результат - на Фиг.12, 13.
Пример 7. Идентификацию маркера в бензине выполняют аналогичным Примеру 1 образом, используя в качестве объекта исследования дизельное топливо. Результат - на Фиг.14, 15.
Способ позволяет использовать маркер продигиозин, растворенный в иных растворителях, например этилацетате, петролейном эфире. Выполняют это, например, следующим образом.
-6
0,13 г маркера продигиозина растворяют в 100 мл этилацетата или петролейного эфира. Растворенный маркер смешивают с анализируемым нефтепродуктом, например бензином марки АИ-98, до конечной концентрации маркера 4,85×10 г/л (0,250 оптич. единицы на мл).
Пример 8. Идентификацию маркера в бензине выполняют аналогичным Примеру 1 образом, используя для маркирования нефтепродукта маркер, растворенный в этилацетате.
Пример 9. Идентификацию маркера в бензине выполняют аналогичным Примеру 1 образом, используя для маркирования нефтепродукта маркер, растворенный в петролейном эфире.
Как показано в примерах, по сравнению с прототипом предлагаемый способ повышает достоверность идентификации маркированного нефтепродукта. Повышает потому, что о наличии и количестве маркера в нефтепродукте судят по наличию характерного для маркера оптического спектра в области λ=350…600 nm и по интенсивности множества оптических линий спектра, а не только по одной линии поглощения при λ=535 nm, как в прототипе.
Использование для идентификации углеводородов, например продуктов переработки нефти, множества совпадающих с показателями эталонного образца спектральных линий позволяет существенно повысить достоверность результата анализа по сравнению с использованием информации об одной спектральной линии. При использовании факта совпадения множества спектральных линий существенно снижается вероятность случайного совпадения, например из-за погрешности измерительной аппаратуры. Исключение случайного совпадения существенно повышает достоверность идентификации. При этом процесс идентификации существенно упрощен по сравнению с прототипом - вследствие отсутствия потребности подкисления соляной кислотой отобранной пробы маркированного нефтепродукта.
Кроме того, предлагаемый способ идентификации делает возможным идентификацию маркированного нефтепродукта без отбора отдельных проб, непосредственно в условиях потока вещества (нефтепродукта).
Предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.
Предлагаемый способ имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на достижение указанных технических результатов.
Заявленное техническое решение можно реализовать в промышленности, в торговле, в органах правопорядка посредством использования известных стандартных устройств, например спектрофотометров различных фирм. Вследствие этого заявляемое техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям.
Источники информации
1. Гарейшина А.З. и др. Композиция, включающая нефтепродукт и маркер, способ и раствор для маркирования нефтепродукта, способ идентификации нефтепродукта и способ получения маркера / А.З.Гарейшина, Е.В.Петухова, Д.В.Юсупова, Н.А.Лебедев, Т.Н.Чертилина, А.З.Пономарева // Патент на изобретение RU 2218381, C10L 1/00, С10М 159/02, C10N 30:20, Приоритет от 22.07.02.-2003. Бюл. №34.
2. Hubbard R. The biosynthesis of Prodigiosin, the tripyrrylmethene pigment from Bacillus prodigiosus (Serratia marcescens) / R.Hubbard, C.Rimington // Biochem. - 1950. - V.46, №2. - P.220-225.