способ определения наличия воды в нефтепродукте

Формула изобретения

Способ определения наличия воды в нефтепродукте, согласно которому пробу нефтепродукта пропускают через индикаторный элемент, изменяющий свою окраску при химическом взаимодействии с водой, и по изменению цвета индикаторного элемента судят о наличии воды в пробе нефтепродукта, отличающийся тем, что пробу нефтепродукта фиксированного объема до прохождения ее через индикаторный элемент подвергают коагуляции, после коагуляции пробу нефтепродукта с помощью полого усеченного конического элемента локализуют на поверхности индикаторного элемента, на котором нанесен химический реагент, при этом диаметр выпускного отверстия конического элемента выбирают из условия появления цветового пятна на химическом реагенте индикаторного элемента при превышении предельно-допустимого значения количества воды для фиксированного объема пробы указанного нефтепродукта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области оперативных методов (экспресс-методов) контроля качества нефтепродуктов, в частности к оперативным методам определения содержания воды в нефтепродуктах, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, в частности для экспресс-контроля соответствию требованиям горюче-смазочных материалов.

Известен способ для проведения экспресс-анализа содержания воды в нефтепродуктах с помощью устройства по патенту РФ на изобретение № 2063026. Исследуемую пробу помещают в термостатическую камеру, выдерживают при постоянной температуре, перемешивают в течение заданного отрезка времени, пропускают акустические сигналы. Измеряют время, в течение которого амплитуда прошедших сигналов достигнет наперед заданного значения, и по времени судят о содержании воды в нефтепродукте. Данный способ является сложным, так как требуется проведение многих операций, много аппаратуры для осуществления способа, а также требуется много времени.

Известны также способы определения содержания воды в нефтепродуктах, основанные на оптических явлениях.

Известен способ определения наличия воды в нефтепродуктах (авторское свидетельство № 2172944, 7 G01N 21/35), сущность которого состоит в том, что воду из анализируемой обводненной пробы нефтепродукта экстрагируют с помощью диэтиленгликоля (ДЭГ). Отделившийся ДЭГ откачивают из нижнего слоя отстоявшейся смеси и заливают в измерительную оптическую кювету. Далее на спектрофотометре измеряют в области поглощения воды оптическую плотность залитого в измерительную кювету экстракта воды в ДЭГе относительно исходного (сухого) ДЭГа, использовавшегося при экстракции, и по измеренному значению оптической плотности определяют содержание экстрагированной воды в ДЭГе с помощью закономерностей.

Для реализации способов с помощью оптических средств требуется дорогостоящее оптическое оборудование, проведение расчетов.

Известны способы проведения анализа качества нефтепродуктов химическими способами.

Способ, реализуемый с помощью индикаторной полосы по патенту РФ № 2185621, выполняют следующим образом: шток с индикаторной полосой погружают в емкость с нефтепродуктами до дна. В месте раздела фаз между нефтепродуктом и отстоянной водой реагент меняет цвет.

Этим способом определяют границу и уровень раздела фаз между нефтепродуктами и водой в резервуарах, цистернах, танкерах и т.п. Для осуществления экспресс-анализа на наличие воды в нефтепродукте этот способ неприменим. С помощью индикаторной полосы по патенту № 2185621 невозможно произвести экспресс-анализ небольшой порции нефтепродукта, так как мелкие капли и растворенная вода не определяются.

Наиболее близким к заявленному способу является способ, реализуемый с помощью индикаторного элемента по патенту РФ на изобретение № 2267779.

Небольшую порцию топлива пропускают через два слоя полимерного пористого гидрофобного материала со структурой ультратонких волокон (через 2 слоя индикаторного элемента). Топливо, проходя через первый слой индикаторного элемента, пропитанного в растворе железа сернокислого окисного, оставляет на его поверхности механические примеси и вымывает ионы железа, которые участвуют в химической реакции во втором слое. По изменению цвета второго слоя индикаторного элемента, пропитанного раствором красной и желтой кровяной соли, судят о наличии и количестве свободной воды в топливе. Однако этот способ не позволяет точно установить наличие воды. Это объясняется следующим. Поскольку индикаторный элемент пропитан химическим реагентом, воды должно быть достаточно для его смачивания. Незначительное количество свободной воды и растворенная вода в топливе в виде микрокапель не вступит в реакцию с химическим реагентом индикаторного элемента, соответственно индикатор не поменяет цвет.

Задача изобретения - определить наличие в нефтепродукте не только свободной воды, но и растворенной и находящейся в виде микрокапель, и тем самым повысить точность анализа качества нефтепродукта.

Технический результат при реализации способа, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в предварительном укрупнении микрокапель воды в нефтепродукте и их концентрации на поверхности индикаторного элемента.

Указанный технический результат достигается следующим образом. Предлагаемый способ определения содержания (наличия) воды в нефтепродукте, как и по прототипу, основан на пропускании пробы нефтепродукта через индикаторный элемент, который меняет свою окраску при химическом взаимодействии с водой. На наличие воды в пробе нефтепродукта указывает изменившийся цвет химического реагента.

В отличие от прототипа согласно изобретению пробу нефтепродукта фиксированного объема до прохождения ее через индикаторный элемент подвергают коагуляции, а после коагуляции пробу нефтепродукта с помощью полого конического элемента, например воронки, локализуют на поверхности индикаторного элемента, на котором нанесен химический реагент. Диаметр выпускного отверстия конического элемента выбирают из условия появления цветового пятна на химическом реагенте индикаторного элемента при превышении предельно-допустимого значения количества воды для фиксированного объема пробы указанного нефтепродукта.

Поиск известных технических решений показал, что не известны экспресс-методы, согласно которым пробу нефтепродукта коагулируют и концентрируют ее на поверхности индикаторного элемента для того, чтобы установить наряду с наличием свободной воды в нефтепродукте растворенную воду (в виде микрокапель). Следовательно, заявляемый способ явным образом не следует из уровня техники и соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый способ определения наличия воды в нефтепродуктах промышленно применим. Он может быть многократно реализован с достижением указанного технического результата.

Изобретение может быть осуществлено с помощью прибора, представленного на чертеже. Прибор состоит из мерной емкости 1 (например, шприца). Сливное отверстие емкости 1 соединено со съемным патроном 2, в котором размещен слой водокоагулирующего материала 3, в качестве которого может быть использовано, например, стекловолокно. Сливное отверстие разъемного патрона 2, выполненное в виде усеченного конуса 4, в свою очередь соединено со съемным патроном 5, в котором находится индикаторный элемент 7, на поверхности которого нанесен слой химического реагента 6, например водочувствительная паста, способного при взаимодействии с водой менять цвет. Объем необходимой для экспресс-анализа пробы нефтепродукта может меняться в зависимости от типа нефтепродуктов (бензин, дизельные топлива, моторное масло и т.п.) и установленных требований по предельно допустимому содержанию воды в них, на превышение количества которой реагирует индикаторный элемент. Выпускное отверстие усеченного конуса 4, обращенного вершиной к индикаторному элементу 7, выбрано для конкретной фиксированной пробы. Подобная конструкция позволяет концентрировать микрокапли воды на ограниченной поверхности химического реагента 6 индикаторного элемента 7 и повысить точность результатов анализа при малых концентрациях воды в анализируемом нефтепродукте. В процессе анализа проба нефтепродукта последовательно прокачивается через слой водокоагулирующего материала 3 и индикаторный элемент 7. Микрокапли воды, находящиеся в нефтепродукте при прокачивании через слой водокоагулирующего материала укрупняются. С помощью полого усеченного конуса концентрируются на небольшой площади индикаторного элемента, вступая в реакцию с нанесенным на нем химическим реагентом. О наличии воды и ее концентрации в анализируемой пробе судят по изменению цвета индикаторного элемента. При отсутствии воды в пробе или ее концентрации, не превышающей предельно допустимого значения для данного типа нефтепродукта, цвет индикаторного элемента не меняется. Изменение цвета индикаторного элемента свидетельствует о превышении концентрации воды в нефтепродукте установленным требованиям.