СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВТОРИЧНЫХ ОСТАТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ В СМЕСЕВЫХ ТОПЛИВАХ
METHOD OF DETECTING SECONDARY RESIDUAL PRODUCTS FROM REFINING OIL IN MIXED FUELS

Изобретение относится к области исследования жидких углеводородных топлив, преимущественно смесевых топлив, содержащих остаточные продукты переработки нефти - котельным (мазутам) и судовым топливам, и может быть использовано при контроле качества котельного топлива (мазута Ф5) применительно к его использованию в Военно-Морском Флоте (ВМФ), при выборе топлив для дизелей на судах хозяйствующих субъектов и определении возможности длительного хранения топлив.
Смесевые топлива из остаточных продуктов могут содержать остаточные продукты прямой перегонки нефти (мазут, гудрон) и вторичные остаточные продукты переработки нефти: остатки термокрекинга (ОТК) и висбрекинга (ОВБ). В соответствии с ГОСТ 10585 мазут Ф5, используемый в ВМФ, должен изготавливаться только с вовлечением в его состав остаточных продуктов прямой перегонки нефти. Остальные смесевые топлива могут содержать в своем составе как остаточные продукты первичные (прямой перегонки), так и вторичные остаточные продукты переработки нефти (продукты деструктивных процессов).
Указанные различия составов обусловлены значительно отличающимися условиями применения смесевых топлив на кораблях ВМФ и на судах хозяйствующих субъектов. В случае применения смесевых топлив на кораблях ВМФ, находящихся в море длительное время или в резерве, требуемый непрерывный срок их хранения в цистернах составляет 5-6 лет. В остальных случаях, где не требуется длительного хранения, используют дополнительно довольно сложное оборудование для полного удаления осадков перед подачей топлива в двигатель.
Особенностью вторичных остаточных продуктов переработки нефти - ОТК и ОВБ является повышенное содержание в них асфальто-смолистых веществ (в основном асфальтенов), находящихся в топливе во взвешенном состоянии, склонных к выпадению в осадок при хранении и приводящих к повышенному нагарообразованию при сгорании (Т.Н.Митусова, И.А.Пугач, Н.П.Аверина. Химия и технология топлив и масел, №2, 2001 г., с.6-7). Количество асфальтенов в мазутах крекинг-процессов (т.е. вторичных (деструктивных) процессов переработки нефти) в сравнении с мазутами, полученными на основе прямой перегонки нефти (мазут Ф5), может отличаться на порядок и более (Б.В.Лосиков и др. Топлива для стационарных и судовых газовых турбин. - М.: Химия, 1970, с.97).
Выбор смесевых топлив, содержащих остаточные продукты прямой перегонки нефти, важен и для судов хозяйствующих субъектов, поскольку количество возникающих при этом проблем существенно сокращается (Эксплуатация судовых дизельных энергетических установок. Учебник для ВУЗОВ. С.В.Камкин, И.В.Возницкий, В.Ф.Большаков и др. - М.: Транспорт, 1996 г., с.238-250).
Перед авторами стояла задача разработать способ определения вторичных остаточных продуктов переработки нефти (ОТК и ОВБ) в смесевых топливах, который отвечал бы следующим требованиям:
- надежность и достоверность результатов;
- возможность дифференциации топлив по полученным данным;
- реализация на широкоприменяемых в лабораторных исследованиях материалах и известном оборудовании.
3
При анализе научно-технической литературы и источников патентной информации выявлен способ определения непрямогонных (вторичных) остатков переработки нефти в топливах, основанный на определении их толуольного эквивалента (ГОСТ Р 50837.3-95. Топлива остаточные. Определение прямогонности. Метод определения толуольного эквивалента). В этом способе берут три пробы смесевого топлива (по 2 г), каждую из которых смешивают с 10 см раствора толуола в н-гептане, в котором содержание толуола составляет 40, 50 и 60 об.%) соответственно.
3
Наносят (после перемешивания) с помощью медицинской пипетки на мембранный фильтр по одной капле каждой разбавленной указанным образом пробы смесевого топлива так, чтобы они не соприкасались. После появления пятен на фильтре оценивают (визуально) их вид. Если в центре каждого из этих пятен нет заметного более темного пятна меньшего диаметра, осуществляют смешение других порций анализируемого топлива со смесями толуола и н-гептана, в которых концентрация толуола ниже 40%, а именно 30, 20 и 10 об.%, и после аналогичных операций оценивают вид пятен. При обнаружении внутри образовавшегося пятна более темного пятна меньшего диаметра при концентрации толуола, например 10 об.%, и отсутствии его при концентрации толуола в смеси с н-гептаном 20 об.%, разбавление порций топлива (по 2 г) производят смесями по (10 см) толуола и н-гептана с концентрациями толуола в них 12, 14, 16 и 18 об.%, т.е. в промежутке концентрации толуола в н-гептане от 10 до 20 об.%. В случае если, например, более темное пятно внутри пятна от капли обнаружено при 16 об.% концентрации толуола в смеси с н-гептаном и не обнаружено при 18 об.% толуола в смеси с н-гептаном, то считают, что - толуольный эквивалент анализируемого топлива составляет 17 ед, т.е. соответствует средней величине концентрации толуола в смеси с н-гептаном, при которой порция анализируемого топлива в смеси с толуолом и н-гептаном с концентрацией толуола 16 об.% показывают наличие более темного пятна внутри всего пятна от капли, а при 18% - нет.
Если же внутри пятна от капли, полученной от разбавления порции топлива смесью с концентрацией толуола в н-гептане 60 об.%, (т.е. в первом из всех приведенных случаев) более темное пятно обнаружено, то готовят растворы порций топлива со смесями, в которых доля толуола в н-гептане увеличивается и составляет 70, 80 и 90 об.% При этом, если, например, более темное пятно обнаружено в пятне от капли порции топлива, растворенной в смеси с 80 об.% толуола в н-гептане (при его отсутствии в порции топлива, разбавленной смесью с 90 об.% толуола в н-гептане), дальнейший поиск толуольного эквивалента топлива производят в этом интервале с использованием порций топлива, разбавленных смесями с 82, 84, 86 и 88 об.% толуола в н-гептане. Величину толуольного эквивалента определяют как и в приведенном первом случае. Например, если в смеси толуола и н-гептана, содержащей 86 об.% толуола, внутреннее пятно есть, а в смеси с 88 об.% толуола его нет, то толуольный эквивалент - 87 ед.
Величина толуольного эквивалента ≤30 ед. является критерием прямогонности (отсутствия вторичных остаточных продуктов переработки нефти) в смесевом топливе.
Известен также способ определения вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевом топливе при его смешении с растворами, состоящими из ксилола и н-гептана различных концентраций (ГОСТ Р 50837.4-95 Топлива остаточные. Определение прямогонности. Метод определения ксилольного эквивалента).
3
При проведении испытания этим способом отдельные порции (по 2 г каждая) анализируемого топлива растворяют в 10 см растворов (по одному раствору на каждую порцию топлива), состоящих из ксилола и н-гептана, в которых объемная доля ксилола первоначально составляет соответственно 0, 45 и 90% об.%, ксилола. Из каждой образовавшейся смеси топлива и раствора ксилола с н-гептаном медицинской пипеткой наносят на бумажный фильтр несколько несоприкасающихся капель, высушивают их и выявляют раствор с максимальной концентрацией ксилола, который дает более темное кольцо внутри пятна от высохшей капли. Повторяют испытание с использованием других растворов ксилола в н-гептане (в которых концентрация ксилола в н-гептане изменяется на 5 об.%) до тех пор, пока две пробы с концентрацией ксилола в н-гептане, различающиеся на 5 об.%, покажут: одна (с большей концентрацией ксилола) - отсутствие более темного пятна внутри пятна от капли, а другая (с меньшей концентрацией ксилола) - его присутствие. Окончательный анализ пятна проводят через 24 часа. Ксилольный эквивалент записывают дробью, в числителе которой минимальная концентрация ксилола в смеси с н-гептаном, при которой более темное кольцо внутри общего пятна присутствует, а в знаменателе отсутствует.
Величина ксилольного эквивалента, меньшая или равная 25/30, является критерием прямогонности (т.е. отсутствия вторичных остаточных продуктов переработки нефти в исследуемом смесевом топливе).
Общим недостатком обоих способов является низкая точность из-за субъективности визуальной оценки наличия более темного пятна внутри всего (также затемненного) пятна от капли разбавленной порции топлива смесью толуола или ксилола с н-гептаном.
Наиболее близким к заявляемому способу, взятым за прототип, является способ определения прямогонности (отсутствия вторичных остаточных продуктов переработки нефти) в смесевых топливах по показателю «номер пятна» (ГОСТ Р.50837.7-95. Топлива остаточные. Определение прямогонности. Метод определения стабильности и совместимости по пятну).
3
Этот способ (разделы 7 и 9 ГОСТ Р 50837.7-95) предусматривает отбор пробы топлива в количестве не менее 500 см, ее подготовку (перемешивание и, в случае необходимости, подогрев ее до жидкого состояния), смешение пробы с дистиллятным компонентом в соотношении 1:1, нагрев смеси (1 капли, нанесенной на специальную хроматографическую бумагу зарубежного производства) до 100°С, оценку выделившегося осадка (по виду пятна от капли, высушенной при 100°С) в течение 1 часа. По виду пятна на хроматографической бумаге (а именно, по диаметру более темной окраски в центре пятна в сравнении с остальным менее затемненным пятном) ему (по описанию стандартных пятен) присваивается номер (от №1 до №5). При отнесении номера пятна к номеру меньшему или равному №3 топливо считают прямогонным (т.е. не содержащим вторичных остаточных продуктов переработки нефти) - примечание к разделу 9 ГОСТ Р 50837.7-95.
Недостатком способа является относительно низкая точность и достоверность определения вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевых топливах, связанная с субъективностью визуальной оценки вида пятна и необходимость использования зарубежных материалов.
Технический результат изобретения - повышение точности и достоверности определения, возможность дифференциации смесевых топлив по содержанию ОТК и/или ОВБ с одновременным использованием только отечественных материалов.
2
1
2
3
4
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевых топливах, включающем отбор и подготовку пробы, смешение ее с дистиллятным компонентом, нагрев смеси до температуры 100°С и оценку выделяемого осадка, согласно изобретению смешение пробы с дистиллятным компонентом осуществляют до достижения значения вязкости смеси при 100°С равной (1,75±0,05) мм/с, необходимое количество смеси заливают в предварительно взвешенную m металлическую кювету, фиксируют вес кюветы со смесью m, после нагрева смеси до 100°С выдерживают кювету со смесью в течение 50 минут в сушильном шкафу при температуре (105±3)°С, центрифугируют эту смесь при температуре, достаточной для сохранения расплавившихся парафинов в жидком виде, сливают жидкостную часть, оставшийся в кювете осадок перемешивают с петролейным эфиром, после чего полученный раствор центрифугируют, сливают жидкостную часть, оставшийся в кювете осадок доводят сушкой до постоянной массы, которую фиксируют m, затем из этого осадка отделяют асфальтены, для чего осадок перемешивают с толуолом, центрифугируют, сливают жидкостную толуольную часть, оставшийся в кювете осадок доводят сушкой до постоянной массы, которую фиксируют m, после чего рассчитывают информационный показатель по следующей зависимости:
A - информационный показатель (% мас.);
1
m- масса пустой кюветы, г;
2
2
m - масса кюветы с разбавленной до вязкости (1,75±0,05) мм/с при 100°С смесью, г;
3
m - масса кюветы с осадком после промывки петролейным эфиром и сушки, г;
4
m - масса кюветы с осадком после промывки толуолом и сушки, г,
и при величине «А»≤0,005% мас.судят об отсутствии вторичных остаточных продуктов переработки нефти в анализируемом топливе.
Основные режимные параметры испытания и последовательность приемов выбраны исходя из следующих положений:
2
2
- вязкость смеси (1,75±0,05) мм/с при 100°С, до которой разбавляют анализируемую пробу дистиллятным компонентом перед центрифугированием, является вязкостью статистически самого маловязкого товарного образца мазута Ф5 по ГОСТ 10585, изготовленного без использования депрессорной присадки. С началом использования депрессорных присадок в мазут Ф5 вовлекается большее количество прямогонных остатков переработки нефти и, следовательно, вязкость мазута Ф5 с депрессорной присадкой выше. Вязкость остальных образцов применяемых товарных судовых смесевых топлив существенно выше. В то же время разбавление смесевых топлив до указанной вязкости (1,75:1:0,05) мм/с при 100°С позволяет испытывать их в одинаковых условиях, т.е. в последующем дифференцировать топлива по содержанию в них ОТК и ОВБ;
1
2
- взвешивание пустой кюветы (m) и кюветы, заполненной смесью (m), позволяет определять массу смеси, взятой на центрифугирование;
- нагрев смеси в кювете на плитке до 100°С и последующая выдержка ее в течение 50 минут в сушильном шкафу при температуре (105±3)°С гарантируют расплавление самых высокоплавких твердых парафинов, присутствующих в любом смесевом топливе, и длительное сохранение их в расплавленном виде. (Б.В.Лосиков и др. Топлива для стационарных и судовых газовых турбин. - М.: Химия, 1970, С.69);
-1
- центрифугирование смеси (как вариант 70,0000 г) при частоте (4000±100) мин ротора центрифуги ЦЛС-3 обеспечивает выделение осадка из смесевых топлив (А.А.Гуреев, Е.П.Серегин, В.С.Азев. Квалификационные методы испытаний нефтяных топлив. - М.: Химия, 1984, с 192);
2
- продолжительность центрифугирования (как вариант 40 мин) обеспечивает выделение осадка из смеси при ее малой (в сравнении с товарными образцами смесевых топлив) вязкости (l,75±0,05) мм/c при 100°С;
- температура (60±2)°С центрифугирования смеси гарантирует сохранение расплавившихся при 100°С твердых парафинов, присутствующих в смесевых топливах, в жидком виде и удаление их вместе с остальной жидкостной частью смеси из кюветы;
3
-1
- перемешивание осадка в кювете с петролейным эфиром (как вариант с 15 см) обеспечивает растворение в нем остатков смеси и последующее удаление их при сливе после центрифугирования для выделения осадка (как вариант (3000=1=100) мин в течение 10 минут;
3
- сушка в сушильном шкафу оставшегося в кювете осадка (как вариант при 100°С, что на 30°С выше температуры кипения петролейного эфира в течение 30 мин) и последующее доведение осадка до постоянной массы в сушильном шкафу позволяют получить стабильную величину осадка (m);
3
-1
- перемешивание оставшегося осадка с толуолом (как вариант с 15 см) обеспечивает растворение асфальтенов, содержащихся в осадке, перевод их в жидкостную часть смеси и последующее удаление их при сливе после центрифугирования для выделения осадка (как вариант (3000±100) мин в течение 10 мин);
4
- сушка в сушильном шкафу оставшегося в кювете осадка (как вариант при 140°С, что на 30°С выше температуры кипения толуола, в течение 30 мин) и последующее доведение осадка до постоянной массы при этой температуре позволяют получить стабильную величину осадка (m).
При проведении исследований авторы получили математическую зависимость, позволяющую определять величину информационного показателя «А» и его числовое (пороговое) значение, показывающее отсутствие вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевом топливе, которое составляет: А≤0,005% мас.
3
3
Сущность заявленного способа заключается в том, что смесевые топлива, содержащие ОТК и ОВБ, в отличие от топлив, содержащих только первичные (прямогонные) остатки переработки нефти (мазут, гудрон), содержат в своем составе существенно большее количество асфальтенов. В свою очередь асфальтены имеют плотность до 1100 кг/м, что больше, чем плотность самих смесевых топлив, вследствие чего они склонны к выпадению в осадок при хранении. Разбавление топлива дистиллятным компонентом существенно увеличивает эту разность (плотность дизельного топлива из типичных нефтей составляет около 835 кг/м), а воздействие центробежных сил на асфальтены при центрифугировании способствует их ускоренному выделению из разбавленных топлив в осадок. Указанная разница количества асфальтенов в первичных и вторичных остаточных продуктах переработки нефти и выявляется заявленным способом.
Для подтверждения существенности режимных параметров и необходимой последовательности приемов заявленного способа были приготовлены (таблица 1) образцы смесевых топлив, охватывающих весь их диапазон (по вязкости), один из которых (образец №1 - мазут Ф5 по ГОСТ 10585) содержит только первичные (прямогонные) продукты переработки нефти, а остальные (образцы 2-9) - и вторичные остаточные продукты переработки нефти.
Способ реализуется следующим образом.
Пример 1.
2
2
2
Берут пробу смесевого топлива (образец 1) вязкостью при 100°С 7,8 мм/с в количестве 72 г, к которой добавляют 216 г дизельного топлива для судовых дизелей по ГОСТ 305. Получают 288 г разбавленной смеси образца 1, имеющей вязкость при 100°С 1,76 мм/с. Указанная вязкость смеси соответствует заявленному методу (1,75±0,05) мм/с.
1
1
2
2
Определяют массу пустой металлической кюветы (m):m=62,5215 г. Заливают в кювету необходимое количество приготовленной смеси и определяют массу кюветы со смесью (m):m=132,5215 г. Нагревают кювету с залитой смесью на плитке до 100°С, помещают ее в сушильный шкаф, предварительно нагретый до температуры (105±3)°С и выдерживают кювету со смесью при этой температуре в течение 50 мин.
Через 50 мин вынимают кювету со смесью из сушильного шкафа и помещают в гнездо ротора центрифуги, роторная камера которой предварительно нагрета (и в дальнейшем поддерживается) до температуры (60±2)°С. Ротор центрифуги (во избежание биения его вала) уравновешивается, для чего в противоположное гнездо ротора помещается груз (как вариант - вторая кювета с топливом, отличающаяся по массе от первой не более чем на 0,02 г).
3
-1
Уравновешивание ротора производится перед каждым последующим включением его вращения. Включают вращение ротора и центрифугируют смесь в течение 40 мин. Через 40 мин центрифугирования сливают жидкостную часть смеси из кюветы, заливают в кювету 15 см петролейного эфира, перемешивают его с осадком, центрифугируют (уже без обогрева роторной камеры) при (3000±100) мин в течение 10 мин, после чего сливают жидкостную часть (петролейный эфир с остатками смеси).
3
3
Кювету с оставшимся осадком устанавливают в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 100°С, на 30 мин., после чего кювету с осадком вынимают из сушильного шкафа, охлаждают до комнатной температуры, взвешивают и доводят кювету с осадком (указанными приемами сушки -охлаждения-взвешивания) до постоянной массы m, m=62,5259.
3
-1
4
4
Заливают в кювету с осадком 15 см толуола, перемешивают его с осадком (для растворения асфальтенов, присутствующих в осадке), цетрифугируют полученный раствор в течение 10 мин при (3000±100) миндля разделения осадка и жидкостной части (толуольно-асфальтенового раствора), сливают жидкостную часть из кюветы, устанавливают кювету с осадком в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 140°С на 30 мин, после чего кювету с осадком вынимают из сушильного шкафа, охлаждают до комнатной температуры, взвешивают и доводят кювету с осадком (указанными приемами сушки-охлаждения-взвешивания) до постоянной массы m:m=62,5234 г.
1
2
3
4
Получив значения масс m, m, m и m, вычисляют величину информационного показателя «А» по формуле:
величина информационного показателя «А» для образца 1 составила:
Полученная величина 0,0036% мас. информационного показателя «А» меньше значения, показывающего наличие вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевом топливе (т.е. величины А≥0,005% мас.), что подтверждает отсутствие в этом образце смесевого топлива вторичных остаточных продуктов переработки нефти.
Пример 2.
2
Берут пробу образца №6 в количестве 47,8 г, в котором присутствует 2% вторичного остаточного продукта переработки нефти ОВБ, и добавляют к ней 240,2 г дизельного топлива, получая 288 г смеси с вязкостью 1,78 мм/с при 100°С, что удовлетворяет требованию заявленного способа.
1
1
2
2
В предварительно взвешенную металлическую кювету m, которую фиксируют (m=62,5215 г), вносят необходимое количество смеси. Массу кюветы со смесью m фиксируют, m=132,5215 г.
Нагревают кювету со смесью на плитке до 100°С и устанавливают ее в предварительно нагретый до температуры (105±3)°С сушильный шкаф на 50 мин.
Через 50 мин вынимают кювету со смесью, помещают ее в ротор центрифуги ЦЛС-3, в роторной камере которой заблаговременно установлена и в дальнейшем поддерживается температура (60±2)°С, и центрифугируют смесь в течение 40 мин.
3
-1
Через 40 мин центрифугирования сливают из кюветы жидкостную часть смеси вместе с расплавившимися твердыми парафинами, в кювету заливают 15 см петролейного эфира, перемешивают его с осадком, центрифугируют в течение 10 мин при (3000±100) мин, сливают жидкостную часть из кюветы (петролейный эфир с остатками смеси).
3
Кювету с оставшимся осадком устанавливают в сушильный шкаф, нагретый до 100°С. Через 30 мин вынимают ее из сушильного шкафа, охлаждают до комнатной температуры, взвешивают и дополнительной сушкой доводят кювету с осадком до постоянной массы, которую фиксируют, m=62,5320 г.
3
-1
4
Заливают кювету с оставшимся осадком 15 см толуола, перемешивают его с осадком и центрифугируют в течение 10 мин при (3000±100) мин. Сливают толуольный раствор с растворившимися в нем асфальтенами, а кювету с осадком устанавливают в сушильный шкаф, нагретый до 140°С, на 30 мин. Вынимают кювету с осадком, охлаждают ее до комнатной температуры, взвешивают, дополнительной сушкой при той же температуре доводят кювету с осадком до постоянной массы, которую фиксируют, m=62,5259 г.
1
2
3
4
Получив значения масс m, m, m и m, вычисляют величину информационного показателя «А» по формуле:
Величина информационного показателя «А» для образца 6 составила:
Полученная величина 0,0087% мас. информационного показателя «А» больше значения, показывающего отсутствие в смесевых топливах вторичных остаточных продуктов переработки нефти (А≤0,005% мас.), что подтверждает присутствие в образце 6 вторичных остаточных продуктов переработки нефти (в образце действительно присутствует 2% мас. ОВБ).
Результаты испытаний остальных приготовленных (таблица 1) образцов смесевых топлив по заявленному способу приведены в таблице 2.
Как видно из результатов испытаний (таблицы 1 и 2), наличие вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевых топливах надежно обнаруживается при их содержании в исходном анализируемом смесевом топливе в количестве не менее 2,0% мас. (результаты испытаний образцов 2, 3, 4, 5, 6, 9), а сам информационный показатель «А» изменяется в широких пределах (от 0,0074 до 1,9400), т.е. более чем на два порядка, для образцов с содержанием ОТК или ОВБ не менее 2% мас.
Это позволяет хорошо дифференцировать смесевые топлива по информационному показателю «А» относительно содержания в них ОТК и ОВБ.
Заявленным способом испытан ряд образцов товарных смесевых топлив, по которым известны результаты испытаний по прототипу. Результаты испытаний этих топлив, в частности флотского мазута Ф5 по ГОСТ 10585, судовых высоковязких тяжелых (СВТ), сверхтяжелых (СВС) по ТУ 38.101314-90, так называемых «промежуточных» судовых топлив ИФО-180 по ТУ 0252-014-00044434-2001, а также смесевых судовых топлив по ТУ 38.401-58-302-2001 (РМН-35) приведены в таблице 3.
Из приведенных в таблице 3 данных следует, что по способу-прототипу все испытанные образцы смесевых товарных топлив являются прямогонными (поскольку показатель «номер пятна» у них меньше 3 (столбец 5) и составляет 1-2), т.е. не содержащими остаточных продуктов вторичной переработки нефти (ОТК и ОВБ). Вместе с тем из этой же таблицы 3 следует, что в образцах 5, 6, 8, 9, 11 (соответственно строки 5, 6, 8, 9, 11, столбец 4) содержатся эти продукты в количестве до 75% мас., что свидетельствует о неудовлетворительной точности прототипа. О низкой точности прототипа свидетельствует также то обстоятельство, что образцы 1 и 2 (строки 1 и 2, столбец 5), заведомо (по технологии производства мазута Ф5 по ГОСТ 10585) не содержащие ОТК и ОВБ (столбец 4) имеют тот же номер пятна (№2), что и образцы 5, 6, 8 и 11 (соответственно строки 5, 6, 8, и 11, столбец 5) заведомо содержащие (до 75% мас.) ОТК и ОВБ (образец 6, строка 6, столбец 4). Образец 9 (строка 9), заведомо (столбец 4) содержащий ОТК (ОВБ) имеет меньший номер (№1) пятна (столбец 5), чем образцы 1 и 2 (строки 1 и 2, столбец 5), заведомо не содержащие вторичных продуктов переработки нефти, что противоречит их составу и также свидетельствует о низкой точности прототипа.
В соответствии с описанием пятен увеличение их номеров означает увеличение в смесевых топливах количества вторичных остаточных продуктов переработки нефти, что связано одновременно с ухудшением их стабильности (увеличение склонности к выделению осадков) (Т.Н.Митусова, И.А.Пугач, Н.П.Аверина. Химия и технология топлив и масел, №2, 2001 г., с.6-7). Для образцов топлив №№5, 6, 8 по номерам пятен этого не наблюдается, поскольку у всех у них пятно имеет №2. Указанная низкая точность прототипа связана с субъективностью визуальной оценки вида пятен.
По заявленному способу к образцам, в которых отсутствуют ОТК и ОВБ, относятся остатки, содержащиеся только в образцах 1-4 и 10 (строки 1-4 и 10, столбец 13), поскольку показатель «А» (столбец 13) для них не превышает 0,005% мас. Во всех остальных образцах (№№5-9 и 11 - соответственно строки 5-9 и 11, столбец 13) показатель «А» превышает 0,005% мас. и составляет от 0,0576 (образец 7, строка 7, столбец 13) до 1,4154% мас.(образец 6, строка 6, столбец 13). Это подтверждает (в отличие от прототипа) достоверность заявленного способа.
С учетом данных, приведенных в таблицах 1, 2, 3, можно ориентировочно судить и о количестве вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевых топливах.
Так, при: 0,0074<А<0,1928 оно составляет от 2 до 10% мас.;
0,1928<А<0,4569 оно составляет от 10 до 20% мас.;
0,4569<А<1,1509 оно составляет от 20 до 50% мас.;
1,15 09<А<1,9400 оно составляет от 50 до 80% мас.;
Данные, приведенные в таблице 3 для товарных смесевых топлив (столбец 13) (образцы 5, 6 и 8), по которым известно количество содержащихся в нем ОТК или ОВБ, укладываются в приведенные пределы и подтверждают сделанный вывод о достоверности заявляемого способа. С учетом этого и для образцов, содержащих ОТК или ОВБ, но количество которых не приводится, можно ожидать, что это количество составляет соответственно от 2 до 10% мас. (для образцов 7 и 9 строки 7 и 9, столбец 13) и от 50 до 80 (для образца 11 строка 14 столбец 13) %% мас.
Знание величины показателя «А» позволяет отбирать оптимальные образцы топлив для судов, имеющих различную сложность топливных систем.
Таким образом, изобретение имеет существенные преимущества перед прототипом. При необходимости с его помощью в особых обстоятельствах (нахождение кораблей ВМФ вдали от своих баз) из имеющихся на местах смесевых топлив можно отобрать те из них, которые не содержат остаточных продуктов вторичной переработки нефти, и приготовить из них (добавлением дизельного топлива с температурой вспышки более 60°С) маловязкий флотский мазут Ф5, т.е. мазут, являющийся единственным, который допущен к применению на кораблях ВМФ.
Выявление среди товарных смесевых топлив тех из них, которые не содержат ОТК и ОВБ, позволяет отдавать им предпочтение и хозяйствующим субъектам в процессе эксплуатации судов, а также производить, в случае необходимости, закладку их на более длительные, чем обычно, сроки хранения (в резерв).
Применение изобретения позволит за счет совокупности заявленных приемов добиться:
- повышения достоверности результатов испытаний;
- повышения точности определении ОТК (ОВБ) в смесевых топливах;
- возможности дифференциации смесевых топлив по содержанию в них вторичных остаточных продуктов переработки нефти;
- использования при проведении испытаний только отечественных материалов.
Таблица 1Компонентный состав образцов смесевых топлив для испытаний по заявленному способу
Тип компонентов
Образцы смесевых топлив, % мас.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
мазут Ф-5
Первичные (прямогонные)
остаточные продукты
переработки нефти:
- гудрон
-
-
-
-
77
77
79
79
17
- мазут
75
90
80
50
-
-
-
-
-
Вторичные (непрямогонные)
остаточные продукты
переработки:
- остаток термокрекинга (ОТК
-
-
-
-
2
-
1
-
-
- остаток висбрекинга (ОВБ)
-
10
20
50
-
2
-
1
80
Дистиллятный продукт
(дизельное топливо для
судовых дизелей по ГОСТ 305)
25
-
-
-
21
21
20
20
3