Композиция стандартных образцов для определения общего щелочного числа моторных масел и смазочных материалов
Владельцы патента RU 2279674:
Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение ЭКРОС" (RU)
Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в качестве средства метрологического обеспечения методик выполнения измерений при определении общего щелочного числа моторных масел и смазочных материалов. Композиция имеет следующий состав, мас.%: жидкие углеводороды 75-84; водорастворимый щелочной компонент 0,05-6; алифатический спирт 15-20. Технический результат: использование стандартного образца для определения общего щелочного числа моторных масел и смазочных материалов позволит проводить достоверную оценку качества моторных масел и смазочных материалов общедоступным методом кислотно-основного титрования, не требующим специального приборного оборудования. 7 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к аналитической химии, а именно к средствам метрологического обеспечения методик выполнения измерений при определении общего щелочного числа моторных масел и смазочных материалов с целью контроля качества нефтепродуктов в процессе их производства и эксплуатации и/или после их хранения, транспортировки.
К моторным маслам относят масла для дизельных двигателей, автотракторных дизелей и автомобильных карбюраторных двигателей, а к технологическим смазкам относят продукты переработки трансформаторного или индустриального масла.
В товарные масла и смазочные материалы вводят антиокислительные присадки, обладающие щелочными свойствами, которые нейтрализуют кислотные продукты сгорания при использовании высокосернистого топлива и защищают детали двигателя от коррозии и износа. Количественной характеристикой содержания щелочных компонентов является общее щелочное число, один из важнейших показателей качества моторных масел и смазочных материалов.
В аналитической практике для метрологического обеспечения методик выполнения измерений и технических средств определения общего щелочного числа моторных масел и смазочных материалов используют стандартные образцы - имитаторы анализируемых продуктов [1], имеющие значения общего щелочного числа близкие к нормируемым значениям.
Наиболее близким аналогом и прототипом является стандартный образец содержания щелочей в нефтепродуктах (общее щелочное число) в виде жидкого углеводородного продукта, представляющего собой смесь жидких углеводородов [2].
Недостатком известного стандартного образца является невозможность применения его при определении общего щелочного числа общедоступным методом кислотно-основного титрования. Определение общего щелочного числа осуществляют только инструментальным методом анализа - потенциометрическим титрованием.
Основной задачей изобретения является создание композиции стандартных образцов, представляющих собой гомогенные смеси, использование которых позволит проводить достоверную оценку качества моторных масел и смазочных материалов методом кислотно-основного титрования, не требующим специального оборудования.
Поставленная задача решена тем, что в предлагаемой композиции в качестве исходных компонентов используют не только жидкий углеводородный продукт, но и щелочной компонент в виде раствора аминоспирта или алкиламина в алифатическом спирте. Использование водорастворимого щелочного компонента в растворе алифатического спирта обеспечивает четкий переход окраски индикатора - метилоранжа, который добавляется при проведении анализа методом кислотно-основного титрования. Выбор компонентов обусловлен функционально предъявляемым к ним требованиям.
В качестве жидкого углеводородного продукта, являющегося основным компонентом исследуемых образцов моторных масел и смазочных материалов, используют нефтяное масло с минимальным количеством кислотных и отсутствием щелочных компонентов. Несоблюдение этих требований приводит к искажению результатов определения общего щелочного числа методом кислотно-основного титрования. Основными представителями нефтяных масел, отвечающих предъявляемым требованиям, являются трансформаторное и вазелиновое масло.
Наличие щелочного компонента определяет общее щелочное число. Использование в качестве щелочного компонента аминоспирта или алкиламина позволяет проводить кислотно-основное титрование, так как данные компоненты являются водорастворимыми органическими основаниями. В качестве щелочных компонентов была проверена и обоснована возможность применения таких представителей аминоспиртов, как триэтаноламин и диэтаноламин, а из алкиламинов - триэтиламина и изопропиламина.
Использование в качестве растворителя щелочного компонента алифатических спиртов позволяет добиться образования гомогенной смеси. Наименее токсичными и более доступными из алифатических спиртов являются н-бутанол и изоамиловый спирт.
Для выбора оптимального состава стандартных образцов общего щелочного числа были приготовлены и проанализированы смеси, обладающие общим щелочным числом в диапазоне 1-20 мг КОН/г.
На основании проведенных исследований установлено, что в составе стандартных образцов для определения общего щелочного числа моторных масел и смазочных материалов предпочтительно использовать смесь, состоящую из следующих компонентов, взятых в соотношении мас.%:
| жидкий углеводородный продукт | 75-84 |
| водорастворимый щелочной компонент | 0,05-6 |
| алифатический спирт | 15-20 |
При нарушении указанного соотношения компонентов не образуются однородные системы и, следовательно, нельзя осуществить определение общего щелочного числа методом кислотно-основного титрования.
Значение общего щелочного числа рассчитывают по процедуре приготовления смеси. Стандартные образцы готовят смешением и тщательным перемешиванием соответствующих количеств щелочного компонента в алифатическом спирте и нефтяного масла, что иллюстрируется следующими примерами приготовления смесей стандартных образцов.
Пример 1. 4 г триэтаноламина растворяют в 20 г н-бутанола и добавляют к полученному раствору при тщательном перемешивании 76 г трансформаторного масла. Получают однородную смесь со значением общего щелочного числа 20 мг КОН/г.
Пример 2. 0,05 г триэтиламина растворяют в 15,95 г н-бутанола и добавляют при перемешивании 84 г трансформаторного масла. Получают однородную смесь со значением общего щелочного числа 1 мг КОН/г.
Пример 3. 2,9 г диэтаноламина растворяют в 20 г изоамилового спирта и добавляют при перемешивании 77 г вазелинового масла. Получают однородную смесь со значением общего щелочного числа 20 мг КОН/г.
Пример 4. 0,14 г изопропиламина растворяют в 19,86 г изоамилового спирта и добавляют при перемешивании 80 г вазелинового масла. Получают однородную смесь со значением общего щелочного числа 5 мг КОН/г.
Результаты определения общего щелочного числа представлены в таблице.
| Таблица Результаты определения общего щелочного числа | ||
| Щелочной компонент | Общее щелочное число, мг КОН/г | |
| Рассчитанное по процедуре приготовления | Установленное методом кислотно-основного титрования | |
| Триэтаноламин | 20,00 | 19,98 |
| Триэтиламин | 1,00 | 0,98 |
| Диэтаноламин | 20,00 | 20,01 |
| Изопропиламин | 5,00 | 4,98 |
Источники информации
1. МИ 2418-97. Классификация и применения технических средств испытаний нефти и нефтепродуктов.
Рекомендация.
2. Государственные стандартные образцы. Уральский НИИ метрологии. 2000, 123 с.
1. Композиция стандартных образцов для определения общего щелочного числа моторных масел и смазочных материалов, содержащая жидкий углеводород, отличающаяся тем, что она представляет собой гомогенную смесь, содержащую в качестве жидкого углеводорода нефтяное масло и дополнительно водорастворимый щелочной компонент в растворе алифатического спирта при следующем содержании компонентов, мас.%:
| Жидкий углеводород | 75-84 |
| Водорастворимый щелочной компонент | 0,05-6 |
| Алифатический спирт | 15-20 |
2. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нефтяного масла она содержит трансформаторное масло.
3. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве щелочного компонента она содержит аминоспирт.
4. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве щелочного компонента она содержит алкиламин.
5. Композиция стандартных образцов по п.3, отличающаяся тем, что в качестве аминоспирта она содержит триэтаноламин.
6. Композиция стандартных образцов по п.4, отличающаяся тем, что в качестве алкиламина она содержит триэтиламин.
7. Композиция стандартных образцов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве алифатического спирта она содержит н-бутанол.
