CZ310012B6 - Postup stanovení celkového obsahu sedimentu - Google Patents

Postup stanovení celkového obsahu sedimentu Download PDF

Info

Publication number
CZ310012B6
CZ310012B6 CZ2022-163A CZ2022163A CZ310012B6 CZ 310012 B6 CZ310012 B6 CZ 310012B6 CZ 2022163 A CZ2022163 A CZ 2022163A CZ 310012 B6 CZ310012 B6 CZ 310012B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
weight
methyl esters
residual
viscosity
filter
Prior art date
Application number
CZ2022-163A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2022163A3 (cs
Inventor
Dominik Schlehöfer
Dominik Ing. Schlehöfer
Aleš Vráblík
Vráblík Aleš Ing., Ph.D.
Radek Černý
Radek Ing. Černý
Original Assignee
ORLEN UniCRE a.s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ORLEN UniCRE a.s. filed Critical ORLEN UniCRE a.s.
Priority to CZ2022-163A priority Critical patent/CZ310012B6/cs
Priority to PL444164A priority patent/PL244487B1/pl
Publication of CZ2022163A3 publication Critical patent/CZ2022163A3/cs
Publication of CZ310012B6 publication Critical patent/CZ310012B6/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/19—Esters ester radical containing compounds; ester ethers; carbonic acid esters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/44—Sample treatment involving radiation, e.g. heat
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22—Fuels; Explosives
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/2805—Oils, i.e. hydrocarbon liquids investigating the resistance to heat or oxidation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/2835—Specific substances contained in the oils or fuels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/30—Physical properties of feedstocks or products
    • C10G2300/302—Viscosity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/80—Additives
    • C10G2300/802—Diluents
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N2001/2893—Preparing calibration standards

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Postup stanovení celkového obsahu sedimentu jako ukazatele stability zbytkových frakcí s viskozitou přesahující 55 mm2 /s při teplotě 100 °C spočívá v tom, že se zbytková frakce ředí přidáním až 50 % hmotn. methyl esterů mastných kyselin a homogenizuje, pak se kapka zhomogenizované směsi nanese na filtrační papír, který se následně zahřívá na teplotu 100 °C po dobu jedné hodiny, přičemž se na filtračním papíru vytvoří skvrna, pak se pořídí digitální fotografie skvrny, která se počítačovým softwarem upraví do módu plastického 3D skenu ve stupních šedi, u kterého se provede obrazová analýza pro spočtení procentuálního zastoupení vysokoviskózních podílů, přičemž se určí vhodný mísicí poměr zbytkové frakce a methyl esterů mastných kyselin a stanoví celkový obsah sedimentu.

Description

Postup stanovení celkového obsahu sedimentu
Oblast techniky
Vynález se týká laboratorního postupu stanovení celkového obsahu sedimentu jako ukazatele stability zbytkových frakcí s viskozitou vyšší než 55 mm2/s při teplotě 100 °C pomocí filtrace za horka (100 °C). Uvedené zbytkové frakce nelze běžnými normovanými postupy filtrovat z důvodu jejich vysoké viskozity, kvůli které dochází během filtrace při 100 °C k ucpání kapilár filtračního zařízení s následným zalepením dvojice borosilikátových filtrů bez možnosti výpočtu hmotnostní bilance.
Dosavadní stav techniky
Zbytkové frakce s vysokou viskozitou se v rafineriích v současnosti získávají nejčastěji ze sekundárních procesů zpracování ropy, jakými jsou například termické či katalytické štěpení ropných zbytků. Takto získané zbytkové frakce jsou často složitou směsí různých vakuových a atmosférických zbytkových frakcí, které dosahují vysokých hodnot viskozity. Z důvodu správného řízení jednotlivých procesů je nezbytné monitorovat kvalitu i těchto vysokoviskózních frakcí, které jsou dále zpracovávány, např. v technologii parciální oxidace. Aby tyto zbytkové vysokoviskózní frakce našly další uplatnění jako lodní palivo podle příslušné produktové normy [ISO 8217:2012 Petroleum products - Fuels (class F) - Specifications of marine fuels], musí se dále mísit s vhodnými méně viskózními frakcemi tak, aby byly splněny normou požadované a sledované parametry, především pak kombinace viskozity a hustoty.
Samotnou vysokoviskózní zbytkovou frakci nelze hodnotit běžně používanou metodou pro sledování celkového obsahu sedimentu/stability lodních paliv [ISO 10307-1:2009 Petroleum products - Total sediment in residual fuel oils - part 1: Determination by hot filtration]. Tato metoda je založená na principu filtrace vzorku za horka (100 °C - ohřev pomocí generátoru vodní páry) za vyvinutého podtlaku 40 kPa přes dvojici filtrů z borosilikátového skla třídy GF/A s nominální porozitou 0,0016 mm o průměru 47 mm. Výsledek je spočten jako aritmetický průměr dvou paralelních stanovení S (I. a II.), uváděný v % hmotn. Možné jsou rovněž postupy pro sledování obsahu celkových sedimentů po chemickém (TSA - Total Sediment Accelerated (Celkový sediment - zrychlený)) či termickém (TSP - Total Sediment Potential (Celkový sediment - potenciální)) stárnutí. Filtrace se v těchto případech liší pouze předúpravou analyzovaného vzorku. Parametry TSP či TSA se stanovují postupem [ISO 10307-2:2009 Petroleum products - Total sediment in residual fuel oils - Part 2: Determination using standard procedures for ageing], při němž se provádí filtrace chemicky či termicky zestárnutého vzorku při teplotě 100 °C. Tento normovaný postup stanovení celkového obsahu sedimentu v lodních palivech je vhodný pro vzorky s maximální viskozitou nepřesahující 55 mm2/s při 100 °C. Při překročení této limitní viskozity hodnoceného vzorku, nastávají technické problémy vedoucí k neprůchodnosti filtrační aparatury s následným zalepením skleněných borosilikátových filtrů. Hmotnostní bilance v těchto případech nemůže být vypočtena a výsledkem je, že daný vzorek nelze touto metodou hodnotit.
Výše uvedenou nevýhodu nelze řešit ani záměnou parního generátoru za jiný zdroj tepla, pomocí kterého by bylo možné vzorky filtrovat za vyšší teploty. Při teplotách v rozmezí 140 až 160 °C je analyzovaný vzorek zbytkové frakce natolik tekutý, že jej lze přes skleněné filtry filtrovat, nicméně při následném zchladnutí filtrační aparatury na laboratorní teplotu, není možné dvojici skleněných filtrů bezpečně oddělit. Problematickou manipulací se tak vnáší nežádoucí chyba při stanovení hmotnostní bilance. V některých případech jí nelze spočítat.
Charakter zbytkových frakcí, které mají vysokou viskozitu, vysokou hustotu a rovněž velký podíl destilační frakce vroucí nad 500 °C (více než 90 % hmotn.), znemožňuje širší použití pokročilých
- 1 CZ 310012 B6 analytických metod, pomocí kterých by bylo možné hodnotit jejich stabilitu alternativním způsobem. Mezi jedny z mála takovýchto metod, aplikovatelných pro hodnocení zbytkových frakcí, lze použít metodu založenou na principu tenkovrstvé chromatografie s detekcí ionizací plamenem (TLC-FID - Thin Layer Chromatography with Flame-Ionization Detector), pomocí které lze zjistit skupinové složení, respektive obsah nasycených uhlovodíků, aromátů, látek na bázi pryskyřic a makromolekul asfaltenické povahy (SARA - Staturated, Aromatics, Resins and Asphaltenes) v analyzovaném vzorku zbytkové frakce. Parametr SARA však představuje pouze informaci o skupinovém složení a neposkytuje přímou informaci o stabilitě analyzovaného vzorku. Další možností je využití analytické metody S-value, založené na principu rozpouštění vzorku v toluenu s následnou titrací n-heptanem. Provedením analýzy se získá flokulační bod, kdy se asfalteny ve vzorku začnou shlukovat nebo-li flokulovat. Celý proces je detekován optickou sondou. Nevýhodou v tomto případě je, že přidávaná rozpouštědla mohou do jisté míry ovlivnit koloidní stabilitu vzorku, čímž nedochází ke stanovení sedimentů v podobě kalu či sraženin. Značnou nevýhodou výše uvedených pokročilých analytických metod je také potřeba speciálního jednoúčelového zařízení, které představuje značné investiční náklady. Zmiňované analýzy rovněž bývají časově náročné.
Z výše uvedených důvodů nelze adekvátním způsobem stanovit stabilitu zbytkových frakcí s vysokou viskozitou, která přesahuje stanovený limit 55 mm2/s při 100 °C.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nevýhody alespoň z části odstraňuje postup stanovení celkového obsahu sedimentu jako ukazatele stability zbytkových frakcí s viskozitou přesahující 55 mm2/s při teplotě 100 °C, charakterizovaný tím, že se zbytková frakce ředí přidáním až 50 % hmota, methyl esterů mastných kyselin a homogenizuje, pak se kapka zhomogenizované směsi nanese na filtrační papír, který se následně zahřívá na teplotu 100 °C po dobu jedné hodiny, přičemž se na filtračním papíru vytvoří skvrna, pak se pořídí digitální fotografie skvrny, která se počítačovým softwarem upraví do módu plastického 3D skenu ve stupních šedi, u kterého se provede obrazová analýza pro spočtení procentuálního zastoupení vysokoviskózních podílů, přičemž se určí vhodný mísící poměr zbytkové frakce a methyl esterů mastných kyselin a stanoví celkový obsah sedimentu podle rovnice (ms - 7ti4) - (m3 - m2) ' 100 mi wz kde:
S = sediment v hmotnostních procentech - jednotlivá paralelní stanovení, ze kterých je parametr TS spočten jako aritmetický průměr,
TS = celkový obsah sedimentu (Total Sediment), mi = hmotnost připravené směsi nalité na filtr, m2 = hmotnost spodního filtru (B) před filtrací, m3 = hmotnost spodního filtru (B) po filtraci, nu = hmotnost horního filtru (A) před filtrací, ni : = hmotnost horního filtru (A) po filtraci, wz = hmotnostní zlomek zastoupené zbytkové frakce ve směsi s methyl estery mastných kyselin.
Postup stanovení celkového obsahu sedimentu jako ukazatele stability zbytkových frakcí s vysokou viskozitou, při němž se zbytková frakce o vysoké viskozitě, vyšší než 55 mm2/s, při teplotě 100 °C smísí ve vhodném poměru s ředicí složkou v podobě methyl esterů mastných
-2 CZ 310012 B6 kyselin tak, aby splňovala podmínku maximální hodnoty viskozity 55 mm2/s při teplotě 100 °C dle požadavků normy ISO 10307-1 a 2. Připravená směs zbytkové frakce s methyl estery mastných kyselin vykazuje díky ředicí složce nižší viskozitu bez nežádoucího ovlivnění koloidní stability a je jí možné podrobit stanovením celkového obsahu sedimentu pomocí normovaného postupu a příslušné aparatury se standardním generátorem páry (ohřevem na 100 °C) a podtlakem 40 kPa dle postupu ISO 10307-1 a 2. Methyl estery mastných kyselin nejsou hodnoceny jako jedna z komponent, v tomto postupu figurují pouze jako pomocná ředicí složka pro provedení příslušné analýzy, která vzhledem ke své chemické povaze neovlivňuje výsledek zkoušky.
Vhodný ředicí poměr se určí pomocí připravené ředicí řady analyzovaného vzorku zbytkové frakce a pomocné ředicí složky methyl esterů mastných kyselin. Z připravené řady jsou provedeny spot testy podle normy ASTM D 4740-20. Z výsledných spot testů se pořídí digitální fotografie. Digitální fotografie je následně upravena vhodným softwarem na „plastický 3D sken ve stupních šedi, který lze hodnotit co do procentuálního výskytu vysokoviskózních struktur. Na základě výše uvedené obrazové analýzy lze určit minimální množství přídavku methyl esteru mastných kyselin, které je potřebné k možnosti stanovení celkového obsahu sedimentu dle normovaného postupu ISO 10307-1 a 2.
V prvním kroku se připraví směs zbytkové frakce s methyl estery mastných kyselin ve hmotnostním poměru vyplývajícím ze vstupních hodnot viskozity zbytkové frakce, zpravidla bývá obsah methyl esterů mastných kyselin v intervalu 0 až 50 % hmotn. Po důkladné homogenizaci při teplotě nepřesahující 100 °C se provede spot test podle normy ASTM D 474020. Následně je pořízena digitální fotografie výsledných spot testů (obrázek 1) a upraví se v počítačovém softwaru do módu „plastického 3D skenu (obrázek 2), který se dále převede na „plastický 3D sken ve stupních šedi“ (obrázek 3). Tento závěrečný krok odhalí tmavé segmenty, které představují vysokoviskózní podíly zbytkové frakce, způsobující technické potíže během filtrace za horka. Následně se pomocí počítačového softwaru pro obrazovou analýzu tyto tmavé segmenty označí a zjistí se procentuální zastoupení plochy představující těžké podíly z celkové plochy vyhodnocovaného spot testu (obrázek 4). Na základě procentuálního zastoupení těchto vysokoviskózních podílů (koeficientu SV) je možné určit nejvhodnější poměr zbytkové frakce a methyl esteru mastných kyselin, tedy maximální procentuální zastoupení těchto vysoko viskózních podílů, které je možné akceptovat pro stanovení celkového obsahu sedimentů horkou filtrací. Koeficient SV nabývá hodnot od 0 do 100 % a jeho hraniční hodnoty jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1 - Hraniční hodnoty SV koeficientu pro přípravu nej vhodnějšího poměru zbytkové frakce s methyl estery mastných kyselin
í Iraniúni hodnoty SV koelícieniu [%J < 15 > 15
Pnpravsk msthyl sstsrů mastných kysslin [% hmotn.] 30 20
VhodrtoM poměru ANO ANO MB
Po přípravě směsi zbytkové frakce s methyl estery mastných kyselin v adekvátním poměru je možné zbytkovou frakci podrobit stanovení celkového obsahu sedimentu. Výsledek celkového obsahu sedimentu zbytkové frakce lze spočítat z níže uvedených výpočtových rovnic hmotnostních bilancí.
Výsledná hodnota celkového obsahu sedimentu TS v původním vzorku (ISO 10307-1) nebo obsahu sedimentu TSP u vzorku po termickém stárnutí (ISO 10307-2) se pro zbytkové frakce s vysokou viskozitou vypočte jako aritmetický průměr dvou získaných hodnot paralelních stanovení S (I. a II.), které se získají dosazením příslušných hodnot do rovnice 1.
-3 CZ 310012 B6 (m5 — m4) — 100 ,,, S^.™> = tni.w.
Výsledná hodnota celkového obsahu sedimentu TSA u vzorku po chemickém stárnutí (ISO 10307-2) se pro zbytkové frakce s vysokou viskozitou vypočte jako aritmetický průměr dvou získaných hodnot paralelních stanovení S (I. a II.), které se získají dosazením příslušných hodnot do rovnice 2.
_ (?n5 - >n4) - (m3 ~ m2) · 100 (tw)- 0,928- mi -wz kde:
S je sediment v hmotnostních procentech - jednotlivá paralelní stanovení, ze kterých je parametr TS, TSP či TSA spočten jako aritmetický průměr,
TS je celkový obsah sedimentu (Total Sediment),
TSP je celkový obsah sedimentu - potenciální (Total Sediment Potential),
TSA je celkový obsah sedimentu - zrychlený (Total Sediment Accelerated), mi je hmotnost připravené směsi nalité na filtr, m2 je hmotnost spodního filtru (B) před filtrací, m3 je hmotnost spodního filtru (B) po filtraci, nu je hmotnost horního filtru (A) před filtrací, nií je hmotnost horního filtru (A) po filtraci,
Wz je hmotnostní zlomek zastoupené zbytkové frakce ve směsi s methylestery mastných kyselin.
Objasnění výkresů
Na výkresech, s jejichž pomocí je vynález blíže objasněn, jsou znázorněny následující obrázky:
Obrázek 1: Digitální fotografie spot testů zbytkové frakce s přídavkem methyl esterů, kde A = 0, B = 20, C = 30 a D = 50 % hmotn.
Obrázek 2: Plastický 3D sken spot testů zbytkové frakce s přídavkem methyl esterů, kde A = 0, B = 20, C = 30 a D = 50 % hmotn.
Obrázek 3: Plastický 3D sken ve stupních šedi spot testů zbytkové frakce s přídavkem methyl esterů, kde A = 0, B = 20, C = 30 a D = 50 % hmotn.
Obrázek 4: Obrazová analýza plastického 3D skenu ve stupních šedi spot testů zbytkové frakce s přídavkem methyl esterů, kde A =0, B = 20, C = 30 a D =50 % hmotn.
-4 CZ 310012 B6
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Zbytková frakce, jejíž viskozita přesáhla 55 mm2/s při 100 °C (viskozita byla stanovena na hodnotě 391 mm2/s při 150 °C), byla smí sena s methyl estery mastných kyselin v přídavku 50, 30 a 20 % hmotn. a důkladně zhomogenizovaná. Následně byly provedeny spot testy, kdy se kapka směsi přenesla pomocí skleněné tyčinky na filtrační papír o průměru 110 mm a hustotě 84 g/m2, který byl následně umístěn na jednu hodinu v sušárně vyhřáté na 100 °C. Pak byla pořízená digitální fotografie vzniklých skvrn zkoumaného vzorku zbytkové frakce s testovanými přídavky methyl esterů mastných kyselin. Fotografie byly upraveny v počítačovém softwaru pro úpravu digitálních fotografií do módu „plastického 3D skenu“, následovalo převedení na „plastický 3D sken ve stupních šedi. Pomocí počítačového softwaru pro obrazovou analýzu byl vypočítán SV koeficient pro jednotlivá ředění, představující procentuální zastoupení těžkých podílů na celkové ploše analyzovaného spot testu. Na základě SV koeficientu, který měl hodnotu 2 %, byl zvolen nej vhodnější přídavek methyl esteru mastných kyselin (tabulka 2).
Tabulka 2 - Zvolení nej vhodnějšího ředicího poměru na základě SV koeficientu
Rozmezí SV koeficientu [%] < ]5 >15
Pňpravak mathyl est arů mastných kyselin [% hmotn.] 50 30 20
Vhodnost ponifru ANO ANO NE
Následně byl vzorek připraven ve vybraném poměru, v tomto případě se jednalo o 50 % hmotn. přídavek methyl esterů mastných kyselin, v dostatečném množství pro stanovení celkového obsahu sedimentu dle normy ISO 10307-1. Pro analyzovaný vzorek zbytkové frakce byl vypočten parametr TS dle rovnice 1, jeho hodnota byla 0,45 % hmotn.
Příklad 2
Zbytková frakce, jejíž viskozita přesáhla 55 mm2/s při 100 °C (viskozita byla stanovena na hodnotě 226 mm2/s při 150 °C), byla smísena s methyl estery mastných kyselin v přídavku 50, 30 a 20 % hmotn. a důkladně zhomogenizovaná. Následně byly provedeny spot testy, kdy se kapka směsi přenesla pomocí skleněné tyčinky na filtrační papír o průměru 110 mm a hustotě 84 g/m2, který byl následně umístěn na jednu hodinu v sušárně vyhřáté na 100 °C. Pak byla pořízená digitální fotografie vzniklých skvrn zkoumaného vzorku zbytkové frakce s testovanými přídavky methyl esterů mastných kyselin. Fotografie byly upraveny v počítačovém softwaru pro úpravu digitálních fotografií do módu „plastického 3D skenu“, následovalo převedení na „plastický 3D sken ve stupních šedi. Pomocí počítačového softwaru pro obrazovou analýzu byl vypočítán SV koeficient pro jednotlivá ředění, představující procentuální zastoupení těžkých podílů na celkové ploše analyzovaného spot testu. Na základě SV koeficientu, který měl hodnotu 13 %, byl zvolen nej vhodnější přídavek methylesteru mastných kyselin (tabulka 3).
Tabulka 3 - Zvolení nej vhodnějšího ředicího poměru na základě SV koeficientu
Rozmezí SV koeficientu [%] < 15 >15
Pňpravak mathyl est arů mastných kyselin [% hmotn.] 50 30 20
Vhodnost pomůru ANO ANO NE
-5 CZ 310012 B6
Následně byl vzorek připraven ve vybraném poměru, v tomto případě se jednalo o 30 % hmotn. přídavek methyl esterů mastných kyselin, v dostatečném množství pro stanovení celkového obsahu sedimentu dle normy ISO 10307-1. Pro analyzovaný vzorek zbytkové frakce byl vypočten parametr TS dle rovnice 1, jeho hodnota byla 1,12 % hmotn., dle normy se tedy jednalo o TS > 0,50 % hmotn.
Průmyslová využitelnost
Postup stanovení celkového obsahu sedimentu jako ukazatele stability zbytkových frakcí s viskozitou přesahující 55 mm2/s při teplotě 100 °C je průmyslově využitelný pro kontrolu kvality zbytkových frakcí sloužících jako základ pro přípravu lodních paliv. Postup stanovení celkového obsahu sedimentu lze uplatnit před plánovanou produkcí jako monitoring kvality vstupního materiálu, nebo v jejím průběhu v rámci výstupních kontrol. Tento postup mohou využívat provozní i výzkumné laboratoře, zajišťující kontrolu kvality, případně výzkumné činnosti v oblasti lodních zbytkových paliv.
Postup stanovení celkového obsahu sedimentu jako ukazatele stability zbytkových frakcí s viskozitou přesahující 55 mm2/s při teplotě 100 °C je průmyslově využitelný pro vzájemné porovnávání kvalitativních vlastností zbytkových frakcí jako meziproduktů, pomocí kterého lze navrhnout následné uplatnění.

Claims (1)

1. Postup stanovení celkového obsahu sedimentu jako ukazatele stability zbytkových frakcí s viskozitou přesahující 55 mm2/s při teplotě 100 °C, vyznačující se tím, že se zbytková frakce ředí přidáním až 50 % hmotn. methyl esterů mastných kyselin a homogenizuje, pak se kapka zhomogenizované směsi nanese na filtrační papír, který se následně zahřívá na teplotu 100 °C po dobu jedné hodiny, přičemž se na filtračním papíru vytvoří skvrna, pak se pořídí digitální fotografie skvrny, která se počítačovým softwarem upraví do módu plastického 3D skenu ve stupních šedi, u kterého se provede obrazová analýza pro spočtení procentuálního zastoupení vysokoviskózních podílů, přičemž se určí mísící poměr zbytkové frakce a methyl esterů mastných kyselin a stanoví celkový obsah sedimentu podle rovnice
5(75) — (ni5 - m4) - (m3 - m2) 100 kde
S je sediment v hmotnostních procentech - jednotlivá paralelní stanovení, ze kterých je parametr TS spočten jako aritmetický průměr
TS je celkový obsah sedimentu mi je hmotnost připravené směsi nalité na filtr m2 je hmotnost spodního filtru (B) před filtrací m3 je hmotnost spodního filtru (B) po filtraci nu je hmotnost horního filtru (A) před filtrací ms je hmotnost horního filtru (A) po filtraci wz je hmotnostní zlomek zastoupené zbytkové frakce ve směsi s methyl estery mastných kyselin.
CZ2022-163A 2022-04-21 2022-04-21 Postup stanovení celkového obsahu sedimentu CZ310012B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-163A CZ310012B6 (cs) 2022-04-21 2022-04-21 Postup stanovení celkového obsahu sedimentu
PL444164A PL244487B1 (pl) 2022-04-21 2023-03-22 Procedura oznaczania całkowitej zawartości osadu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-163A CZ310012B6 (cs) 2022-04-21 2022-04-21 Postup stanovení celkového obsahu sedimentu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2022163A3 CZ2022163A3 (cs) 2023-11-01
CZ310012B6 true CZ310012B6 (cs) 2024-05-08

Family

ID=88469739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2022-163A CZ310012B6 (cs) 2022-04-21 2022-04-21 Postup stanovení celkového obsahu sedimentu

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ310012B6 (cs)
PL (1) PL244487B1 (cs)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ30254U1 (cs) * 2016-12-16 2017-01-10 Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum, a.s. Zředěná zbytková frakce
WO2021252171A1 (en) * 2020-06-09 2021-12-16 Exxonmobil Research And Engineering Company Marine fuel compositions

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ306562B6 (cs) * 2015-10-26 2017-03-08 Unipetrol Výzkumně Vzdělávací Centrum, A. S. Postup hodnocení stability topného oleje

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ30254U1 (cs) * 2016-12-16 2017-01-10 Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum, a.s. Zředěná zbytková frakce
WO2021252171A1 (en) * 2020-06-09 2021-12-16 Exxonmobil Research And Engineering Company Marine fuel compositions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MICHAEL D. KASS, BETH L. ARMSTRONG, BRIAN C. KAUL, RAYNELLA MAGGIE CONNATSER, SAMUEL LEWIS, JAMES R. KEISER, JIHEON JUN, GAVIN WAR: "Stability, Combustion, and Compatibility of High-Viscosity Heavy Fuel Oil Blends with a Fast Pyrolysis Bio-Oil", ENERGY & FUELS 2020 34 (7), 8403-8413, vol. 34, no. 7, 11 June 2020 (2020-06-11), pages 8403 - 8413, ISSN: 0887-0624 *

Also Published As

Publication number Publication date
PL244487B1 (pl) 2024-01-29
PL444164A1 (pl) 2023-10-23
CZ2022163A3 (cs) 2023-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guzman et al. Methods for determining asphaltene stability in crude oils
Primerano et al. Low-temperature characterization of bitumen and correlation to chemical properties
Evers The milkfat globule membrane—Methodologies for measuring milkfat globule (membrane) damage
Tarar et al. Performance characteristics of asphalt binders modified with sunflower flour: A sustainable application of renewable resource derived material
GB2446867A (en) Method for determining Total Acid Number (TAN)
CZ310012B6 (cs) Postup stanovení celkového obsahu sedimentu
US20150135806A1 (en) Method for fast estimation of distillation residues and coke characteristics
US6690453B2 (en) Method and device for predicting the flocculation threshold of asphaltenes contained in hydrocarbon mixtures
Khalighi et al. The impact of reactive oxygen species coupled with moisture on bitumen long-term aging
CA2050108C (en) Spectroscopic determination of amount of one constituent of a fluid mixture in another constituent or in the fluid mixture itself, following separation of the mixture into its constituents
CN108603875A (zh) 通过联合使用比浊法和折射率确定含有沥青质的工艺流的稳定性储备和溶解度参数的方法
US9140674B2 (en) Method for determining methanol content in crude oils
RU2305836C1 (ru) Способ определения стабильности топливных композиций, содержащих остаточные продукты переработки нефти
Vráblík et al. RGB histograms as a reliable tool for the evaluation of fuel oils stability
Vráblík et al. Structure of asphaltenes and their role in the thermal stability of marine fuels
Marques et al. The digitalization of bottle tests nuclear magnetic resonance evaluation of emulsion stability
CN105954285A (zh) 一种快速测定催化裂化油浆固含量的方法
CN109943627B (zh) 利用双重数字pcr定量检测芝麻酱和芝麻蓉中花生成分的方法
RU2368900C1 (ru) Способ определения вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевых топливах
CZ306562B6 (cs) Postup hodnocení stability topného oleje
Singh et al. Storage stability of visbroken residual fuel oils: compositional studies
RU2426116C1 (ru) Способ определения вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевых топливах
RU2705135C1 (ru) Методика комплексного выбора композиции растворителя для воздействия на битуминозную нефть
RU2733748C1 (ru) Способ определения совместимости и стабильности компонентов топливной смеси
Stock et al. Quantitative Procedures for The Determination of Dirt in Crude Natural Rubber