Композиция стандартных образцов для определения общего щелочного числа моторных масел и смазочных материалов

Композиция стандартных образцов для определения общего щелочного числа моторных масел и смазочных материалов

Реферат

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.

ТаблицаРезультаты 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.