RU2689420C1 - Method of manufacturing a marker of fuels and lubricants - Google Patents
Method of manufacturing a marker of fuels and lubricants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689420C1 RU2689420C1 RU2018128898A RU2018128898A RU2689420C1 RU 2689420 C1 RU2689420 C1 RU 2689420C1 RU 2018128898 A RU2018128898 A RU 2018128898A RU 2018128898 A RU2018128898 A RU 2018128898A RU 2689420 C1 RU2689420 C1 RU 2689420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- marker
- oil
- cnm
- marking
- solution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- 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, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
-
- 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, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения концентрата маркера, содержащего углеродные наноматериалы (УНМ), диспергированные в горюче-смазочные материалы (ГСМ).The invention relates to a method for producing a marker concentrate containing carbon nanomaterials (CNM) dispersed in fuels and lubricants (POL).
Предшествующий уровень техникиPrior art
Часто возникает необходимость идентифицировать источник жидкого углеводорода, такого как нефть, лигроин, бензин, дизельное топливо, реактивное топливо, керосин, смазочные материалы, газ, сжиженный газ и т.п. Эта необходимость возникает, например, в случае подозрений на мошенничество, такое, как хищение из трубопроводов, танкеров или хранилищ; намеренная или ненамеренная порча качества, разбавление, смешение текучей среды из разных источников, в случае разливов или утечек нефти из неопределенного источника в землю или в воду и т.п. Высокая стоимость и также уклонение от налогов обеспечивают прибыльность, которая значительно стимулирует злоумышленные действия в отношении текучих сред. Путем заблаговременной маркировки уязвимых в отношении подделок жидкостей обеспечивается возможность определить впоследствии, осталось ли исходное качество жидкости или она была подделана, разбавлена или испорчена.It is often necessary to identify a source of liquid hydrocarbon, such as oil, ligroin, gasoline, diesel fuel, jet fuel, kerosene, lubricants, gas, liquefied gas, etc. This need arises, for example, in cases of suspected fraud, such as theft from pipelines, tankers or storage facilities; intentional or unintentional deterioration of quality, dilution, mixing of fluid from different sources, in case of spills or leakage of oil from an unspecified source into the ground or into water, etc. The high cost and also tax evasion provide profitability, which greatly stimulates malicious actions against fluids. By proactively labeling liquids that are vulnerable to counterfeit liquids, it is possible to determine subsequently whether the original quality of the fluid remains or has been tampered with, diluted or damaged.
Известны различные композиции для маркирования нефтепродуктов, а также способы приготовления маркеров из различных веществ.There are various compositions for the labeling of petroleum products, as well as methods for the preparation of markers of various substances.
Известен флуоресцентный маркер для нефтепродуктов (Патент РФ №2149887, МПК C10L 1/00, С10М 171/00, C10L 1/18, G01N 33/22, опубл. 2000), содержащий композицию, включающую нефтепродукт и определяемое количество маркера, причем в качестве маркера служит соединение, выбранное из группы общей формулы (I) или (II), где R1- C1-C18-алкильная группа или арильная группа, R2, R3, R4 и R5 - водород, хлор, бром или С1-С12-алкил и R6 - водород, хлор или бром, причем указанный маркер приобретает окраску и флуоресценцию в контакте с проявляющим реактивом, который трансформирует маркер в дианион. Техническое решение обеспечивает получение маркеров, которые невидимы в жидких нефтепродуктах, но обнаруживают отчетливую флуоресценцию и/или окрашивание нефтепродукта в присутствии соответствующего реактива. Кроме того, настоящее изобретение относится также к способу идентификации жидкого нефтепродукта, который включает (а) получение пробы жидкого нефтепродукта, содержащего определяемое количество описанного выше маркера, и (б) добавление соответствующего реагента в эту пробу для получения флуоресценцииKnown fluorescent marker for petroleum products (Patent RF №2149887, IPC
Общим существенным признаком рассмотренного и заявляемого технического решения является композиция с применением невидимого маркера в составе нефтепродукта.A common significant feature of the considered and proposed technical solution is a composition using an invisible marker in the composition of the oil product.
Недостатком этой композиции является невозможность ее применения для нефтепродуктов с повышенной вязкостью.The disadvantage of this composition is the impossibility of its use for petroleum products with high viscosity.
Известна композиция, включающая нефтепродукт и маркер, способ и раствор для маркирования нефтепродукта, способ идентификации нефтепродукта и способ получения маркера (Патент РФ №2218381, МПК C10L 1/00, С10М 159/02, C10N 30:20, 2003), состоящая из нефтепродукта и бесцветного тимолфталеинового маркера, а также способ маркирования нефтепродуктов с использованием этого маркера. Изобретение относится также к способам идентификации нефтепродуктов с использованием растворов, содержащих указанный маркер. Тимолфталеиновый маркер вводится в состав маркирующего раствора или композиции, будучи предварительно растворенным в неводном растворителе, способном растворяться в маркируемом нефтепродукте. Неводный растворитель предпочтительно выбирается из группы, состоящей из ароматических углеводородов, ароматических спиртов и апротонных растворителей, и содержит по весу примерно 5-50% (например, 15-25%) маркера и примерно 50-95% (например, 75-85%) растворителя. Изобретение обеспечивает создание маркирующих растворов, которые невидимы в жидких продуктах на базе нефти при эффективном уровне концентрации, но приобретают отличительный синий цвет, будучи "проявлены" в промаркированном продукте с помощью соответствующего проявляющего реактива. Реактивы, используемые для проявления цвета, сами по себе удобны в обращении и при их утилизации.A known composition comprising an oil product and a marker, a method and solution for marking an oil product, a method for identifying an oil product, and a method for producing a marker (RF Patent No. 2218381, IPC
Общими существенными признаками рассмотренного и заявляемого способа являются применение невидимых маркеров, разработка методики маркирования нефтепродуктов.Common essential features of the considered and proposed method are the use of invisible markers, the development of methods for marking petroleum products.
Недостаток заключается в том, что проявляющий реактив может оказать влияние на технические характеристики нефтепродуктов.The disadvantage is that the developing reagent can affect the technical characteristics of petroleum products.
В патенте США №6312958, МПК G01N 21/17, 2000 г. раскрыт способ маркировки жидкостей по меньшей мере двумя маркирующими веществами и способ их обнаружения, в результате чего подделанная жидкость обнаруживается, даже если эта подделанная жидкость маркирована маркерами, аналогичными первоначальным маркерам. В этом патенте используются по меньшей мере два маркера с перекрывающими друг друга диапазонами поглощения, что позволяет использовать большое число маркеров в данном диапазоне длин волн. Соединения, используемые для искажения первоначальной жидкости, должны иметь не только пределы поглощения, аналогичные оригинальным маркерам, но также и характеристики, аналогичные оригинальным маркерам в остальном диапазоне поглощения. Каждый обманный маркер может иметь только один относительно узкий максимум поглощения, соответствующий максимуму оригинальных маркеров. Если источники света используются для испускания только в областях максимумов поглощения, то аналогичные спектры флуоресценции, вероятно, появятся в обоих случаях. Но если используются источники света, которые испускают излучение на длине волны, на которой маркеры-подделки не имеют поглощения, но на которых оригинальные маркеры имеют перекрывающие друг друга пределы поглощения, то тогда флуоресцентное излучение, испускаемое этими маркерами, обнаруживается в случае оригинальных маркеров, но не в случае поддельных маркеров.In US patent No. 6312958, IPC G01N 21/17, 2000, a method for marking liquids with at least two marking substances and a method for detecting them is disclosed, with the result that the forged liquid is detected even if this forged liquid is marked with markers similar to the original markers. This patent uses at least two markers with overlapping absorption ranges, which allows the use of a large number of markers in a given wavelength range. The compounds used to distort the original fluid should have not only absorption limits similar to the original markers, but also characteristics similar to the original markers in the rest of the absorption range. Each deception marker can have only one relatively narrow absorption maximum corresponding to the maximum of the original markers. If light sources are used to emit only in the areas of absorption maxima, similar fluorescence spectra are likely to appear in both cases. But if light sources are used that emit radiation at a wavelength at which counterfeit markers have no absorption, but on which the original markers have overlapping absorption limits, then the fluorescent radiation emitted by these markers is detected in the case of the original markers, but not in the case of fake markers.
Недостатком данного метода маркирования является сложность подготовки оригинальных маркеров с учетом характеристик источников света.The disadvantage of this method of marking is the difficulty of preparing the original markers, taking into account the characteristics of light sources.
Известен также способ получения маркера (Пат. РФ №2218381, МПК C10L 1/00, С10М 159/02, C10N 30:20, 2003). Раствор для маркирования нефтепродуктов содержит маркер и растворитель, который смешивают с нефтепродуктом. В качестве маркера берут биологический пигментный препарат - продигиозин в количестве 0,13-2,20%. В качестве растворителя используют этиловый спирт, петролейный эфир, этилацетат. Способ получения маркера включает выращивание бактерий Serratia marcescens на агаризованной овсяной среде и проведение экстракции этиловым спиртом 96%-ной концентрации при встряхивании. Экстракцию бактерий этиловым спиртом проводят многократно до обесцвечивания бактериальной массы, а после каждой обработки проводят осаждение бактериальной массы с последующим ее отделением от надосадочной жидкости.There is also known a method for producing a marker (US Pat. Of the Russian Federation No. 2218381, IPC
Изобретение позволяет создать высокоэффективное средство с использованием экологически чистого природного пигмента, расширить ассортимент маркеров, используемых для маркирования нефтепродуктов.The invention allows to create a highly effective tool using environmentally friendly natural pigment, to expand the range of markers used for marking petroleum products.
Известное решение характеризуется повышенной сложностью, связанной с проведением биотехнологических процессов при изготовлении маркера.The known solution is characterized by increased complexity associated with conducting biotechnological processes in the manufacture of the marker.
В патенте США №5980593, МПК C10L 1/18, C09D 5/00, C09D 11/00, C07D 11/02, 1999, раскрыт способ маркирования жидкого продукта группой маркеров и способ идентификации жидкого продукта. Маркером является соединение, синтезированное этерификацией, соответствующей линейной или разветвленной C1-C18 алкилкарбоксильной кислоты. Согласно этому способу С5-С10 алкилкарбоксильные кислоты применяют для маркировки топлива, благодаря пониженной интерференции от фоновой флуоресценции. Концентрация маркера в жидком нефтепродукте обычно составляет по меньшей мере 0,25 частей на миллион (ppm).In US patent No. 5980593, IPC
Маркер можно выделить из меченого нефтепродукта с помощью раствора, состоящего на 5-60 об.% из смешиваемого с водой, несмешиваемого с нефтью растворителя-мостика, из воды, минерального щелочного источника, такого как КОН, и/или алкил- или алкокосиамина. Для определения на месте соответствующий объем водной выделяемой смеси смешивают с соответствующим объемом проверяемой жидкой нефти. Если маркер присутствует в жидкой нефти, то он будет выделен водным слоем и будет флуоресцировать при реакции с выделяемой смесью. Для качественного обнаружения маркера используют ручной источник УФ-излучения. Согласно этому способу возможно определить уровни маркера приблизительно до значений 5%. Например, топливо было помечено маркером в количестве 3 ррт, растворенным в изооктане. Маркер был выделен и проверен под ультрафиолетовой лампой и дал флуоресцентное свечение, указавшее на присутствие маркера.The marker can be isolated from the labeled oil with a solution consisting of 5-60% by volume of water-miscible, oil-immiscible solvent-bridge, water, an alkaline mineral source, such as KOH, and / or alkyl- or alcocosiamine. To determine in situ, the appropriate volume of aqueous exuded mixture is mixed with the corresponding volume of the liquid oil being tested. If the marker is present in liquid oil, it will be highlighted with an aqueous layer and will fluoresce when it reacts with the mixture that is emitted. For high-quality detection of the marker using a manual source of UV radiation. According to this method, it is possible to determine the levels of the marker to approximately 5%. For example, the fuel was marked with a marker in the amount of 3 ppm dissolved in isooctane. The marker was isolated and tested under an ultraviolet lamp and gave a fluorescent light, indicating the presence of the marker.
Недостатком данного способа маркирования является применение специального раствора для извлечения из нефтепродукта маркирующего вещества для последующего обнаружения УФ-излучением, что значительно усложняет процесс идентификации.The disadvantage of this method of marking is the use of a special solution to extract the marking substance from the oil product for subsequent detection by UV radiation, which greatly complicates the identification process.
Известна смазочная композиция и способ ее приготовления (Пат. РФ. 2574585, С10М 125/18, С10М 125/02, B82Y 30/00, 2014 г.), которая содержит смазочную жидкость и диспергированные, в указанной жидкости, графитовые наночастицы. Причем, содержание графитовых наночастиц, имеющих среднюю толщину менее 5 нм, в смазочной жидкости составляет от 0,001 до 0,01 мас. % от веса смазочной жидкости, и которые представлены пластинками фторированного графена, содержащего от 8,98 до 13,84 ат. % фтора.Known lubricating composition and method of its preparation (US Pat. Of the Russian Federation. 2574585, С10М 125/18, С10М 125/02, B82Y 30/00, 2014), which contains a lubricating fluid and dispersed, in this liquid, graphite nanoparticles. Moreover, the content of graphite nanoparticles having an average thickness of less than 5 nm in the lubricating fluid is from 0.001 to 0.01 wt. % by weight of the lubricant, and which are represented by plates of fluorinated graphene containing from 8.98 to 13.84 at. % fluorine.
Хотя нановключения в составе смазки графита и графенов позволяет создавать экономически эффективные смазочные композиции, которые обладает превосходными свойствами по уменьшению трения, повышенными противоизносными свойствами и улучшенной седиментационной устойчивостью, недостатком таких составов является невозможность идентификации нефтепродуктов по содержанию графита и графена.Although nano-inclusions in the composition of graphite and graphene lubricants make it possible to create cost-effective lubricating compositions that have excellent friction reduction properties, enhanced anti-wear properties and improved sedimentation stability, the disadvantage of such compositions is the impossibility of identifying oil products by graphite and graphene.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по способу является химический маркер (пат. РФ, №2199574, МПК C10L 1/00, С10М 171/00, С07С 9/22, G01N 33/00, 2003), содержащий н-алканы С16-С26 или их смеси, введенные в состав маркируемых веществ (химические вещества или их смеси, дизельное топливо, керосин, парафины различных марок, вазелины, антикоррозионные составы, косметические или лекарственные препараты и т.д.) или приготовление композиций, содержащих химический маркер, которые наносятся на упаковку изделий, вводятся в клеевые составы и др. составные части изделия. Особенностью вышеупомянутого химического маркера является возможность его использования для маркировки сложных смесей органических соединений, например, нефтепродуктов. Это объясняется тем, что относительное содержание нормальных предельных углеводородов в нефтепродуктах, в схеме производства которых обычно присутствует дистилляция, близко к нормальному Гауссову распределению. Введение предлагаемого химического маркера определенного состава нарушает Гауссово распределение алканов в нефтепродукте и соотношение отдельных компонентов смеси становится нетипичным (аномальным), что хорошо заметно при исследовании смесей методом капиллярной газожидкостной хроматографии. В качестве химического маркера можно использовать один индивидуальный алкан для маркировки простых веществ или смесь 2-3 алканов, содержащих С16-С26. Использование н-алканов С16-С26 в качестве химического маркера для веществ, материалов и изделий в литературе не описано. Введение большего количества указанных углеводородов в качестве химического маркера увеличивает количество аномальных пиков на хроматограмме, что повышает достоверность определения маркированных веществ, материалов и изделий.The closest to the claimed invention according to the method is a chemical marker (US Pat. No. 2199574, IPC C10L 1/00, C10M 171/00, C07C 9/22, G01N 33/00, 2003) containing n-alkanes C16-C26 or their mixtures, introduced into the composition of the marked substances (chemicals or mixtures thereof, diesel fuel, kerosene, paraffins of various grades, vaseline, anticorrosive compounds, cosmetics or drugs, etc.) or the preparation of compositions containing a chemical marker that are applied to product packaging, are introduced into adhesive compositions and other components of the product. A feature of the above-mentioned chemical marker is the possibility of its use for marking complex mixtures of organic compounds, for example, petroleum products. This is explained by the fact that the relative content of normal saturated hydrocarbons in petroleum products, in the production scheme of which distillation is usually present, is close to the normal Gaussian distribution. The introduction of the proposed chemical marker of a certain composition violates the Gaussian distribution of alkanes in the oil product and the ratio of the individual components of the mixture becomes atypical (anomalous), which is clearly seen in the study of mixtures by capillary gas-liquid chromatography. As a chemical marker, you can use one individual alkane for labeling simple substances or a mixture of 2-3 alkanes containing C16-C26. The use of n-alkanes C16-C26 as a chemical marker for substances, materials and products is not described in the literature. The introduction of a larger amount of these hydrocarbons as a chemical marker increases the number of abnormal peaks in the chromatogram, which increases the reliability of the determination of labeled substances, materials and products.
Общими существенными признаками способа-прототипа и заявляемого изобретения является использование невидимых в составе маркируемого материала химических веществ, а также применение аппаратной идентификации маркера в составе вещества.Common essential features of the prototype method and the claimed invention is the use of chemical substances that are invisible in the composition of the material being marked, as well as the use of hardware identification of the marker in the composition of the substance.
Недостатком способа-прототипа является высокая стоимость компонентов (Н-алканов С18-С26), которая составляет 2 млн р./кг, что делает невозможным использование их в промышленном производстве.The disadvantage of the prototype method is the high cost of the components (H-alkanes C18-C26), which is 2 mln p / kg, which makes it impossible to use them in industrial production.
Задачи, решаемые изобретением.Tasks solved by the invention.
Настоящее изобретение направлено на:The present invention is directed to:
- создание экономически эффективной включающей маркер композиции, которая при применении в смазках дополнительно уменьшает трение и противоизносные свойства и обеспечивает седиментационную устойчивость;- the creation of a cost-effective marker-containing composition, which, when used in lubricants, further reduces friction and anti-wear properties and provides sedimentation stability;
- при маркировании топлив на обеспечение невидимости маркировки, более полного сгорания топлива за счет наличия наноуглеродного материала;- when marking fuels to ensure the invisibility of marking, more complete combustion of fuel due to the presence of nanocarbon material;
- исключение возможности подделки вещества - маркера и возможность обнаружения разбавления немаркированным нефтепродуктом;- exclusion of the possibility of counterfeiting a substance - a marker and the possibility of detecting dilution with unmarked petroleum products;
- создание способа изготовления маркера путем приготовления стабильной суспензии;- the creation of a method of manufacturing a marker by preparing a stable suspension;
- идентификацию маркера с высокой разрешающей способностью- high resolution marker identification
Сущность изобретения.The essence of the invention.
Перечисленные выше задачи достигаются в композиции, включающей нефтепродукт и определяемое количество маркера, при этом маркер содержит суспензию углеродного наноматериала (УНМ) и поверхностно- активные вещества (ПАВ).The above objectives are achieved in a composition comprising an oil product and a detectable amount of a marker, while the marker contains a suspension of carbon nanomaterial (CNM) and surface-active substances (surfactants).
Суспензия УНМ в качестве твердой дисперсной фазы может содержать углеродный наноматериал «Таунит - М», а в качестве жидкой дисперсной среды - жидкие углеводороды.Suspension of CNM as a solid dispersed phase may contain carbon nanomaterial "Taunit - M", and as a liquid dispersed medium - liquid hydrocarbons.
Маркируемый нефтепродукт может содержать маркер в концентрации 10-4 мас. %.Marked oil may contain a marker in a concentration of 10 -4 wt. %
Суспензия УНМ в качестве твердой дисперсной фазы может содержать функционализированный углеродный наноматериал.Suspension CNM as a solid dispersed phase may contain functionalized carbon nanomaterial.
Перечисленные выше задачи достигаются по способу изготовления маркера введением в состав маркируемых веществ, путем приготовления суспензии введением в жидкую дисперсную среду УНМ с последующим перемешиванием в течение 1 ч, после чего подвергают диспергированию с помощью ультразвука в течение 1 ч при частоте 22 кГц и мощности 1 кВт, после чего вводят поверхностно- активные вещества (ПАВ) с последующим диспергированием.The above objectives are achieved by the method of manufacturing a marker by adding labeled substances to the composition, by preparing a suspension by introducing a CNM into the liquid dispersion medium, followed by stirring for 1 hour, after which it is dispersed using ultrasound for 1 hour at a frequency of 22 kHz and a power of 1 kW followed by the introduction of surfactants followed by dispersion.
В качестве дисперсной среды и в качестве маркируемого нефтепродукта может использоваться индустриальное масло И-20А.Industrial oil I-20A can be used as a dispersion medium and as a labeled oil product.
В качестве маркируемого нефтепродукта может использоваться смазка «Литол-24», в которую вводят УНМ «Таунит-М» и поливинилпирролидон (ПВП) в количестве 10-4 мас. %, включают подогреватель и нагревают пробу до 60°С, выдерживают эту температуру в течение 10 минут и перемешивают раствор в течение 1 ч, затем оставляют полученную смесь до полного остывания на спокойном воздухе.As a marked oil product, Litol-24 grease can be used, into which Taunit-M UNM and polyvinylpyrrolidone (PVP) in the amount of 10 -4 wt. %, turn on the preheater and heat the sample to 60 ° C, maintain this temperature for 10 minutes and stir the solution for 1 h, then leave the resulting mixture until it cools completely in calm air.
Идентификацию нефтепродукта можно осуществлять на атомно-абсорбционном спектрометре МГА-915МД, для чего пробу для ввода в атомизатор прибора разбавляют в бензине «Калоша».The identification of the petroleum product can be carried out on an atomic absorption spectrometer MGA-915MD, for which the sample is introduced into the Kalosha gasoline for entry into the atomizer of the device.
При идентификации нефтепродукта для автоматической коррекции неселективного поглощения может использоваться метод Зеемановской модуляционной поляризационной спектрометрии с высокочастотной модуляцией.When identifying oil for automatic correction of non-selective absorption, the Zeeman modulation polarization spectrometry method with high-frequency modulation can be used.
Выполнение композиции, включающей нефтепродукт и определяемое количество маркера, при этом маркер содержит суспензию углеродного наноматериала (УНМ) обеспечивает:The implementation of the composition, including oil and the determined amount of the marker, while the marker contains a suspension of carbon nanomaterial (CNM) provides:
- возможность маркирования нефтепродуктов невидимым маркером, который стоек и не разлагается при взаимодействии с нефтепродуктами и веществами окружающей среды (например, воды);- the possibility of marking oil products with an invisible marker that is stable and does not decompose when interacting with oil products and environmental substances (for example, water);
- суспендированный углеродный наноматериал позволяет уменьшить износ пар трения при маркировании смазочных материалов и обеспечить более полное сгорание при маркировании горючих материалов;- Suspended carbon nanomaterial allows to reduce wear of friction pairs when marking lubricants and to provide more complete combustion when marking combustible materials;
- упростить процесс маркирования и идентификации нефтепродуктов.- to simplify the process of marking and identification of petroleum products.
Применение суспензии УНМ в качестве твердой дисперсной фазы в виде углеродного наноматериала «Таунит - М», а в качестве жидкой дисперсной среды - жидких углеводородов обеспечивает:The use of a suspension of CNM as a solid dispersed phase in the form of a carbon nanomaterial "Taunit - M", and as a liquid disperse medium - liquid hydrocarbons provides:
- возможность использования промышленно изготавливаемых УНМ, обладающих стандартными свойствами;- the possibility of using industrially manufactured CNM with standard properties;
- за счет фиксированного соотношения размеров нанотрубок одной марки (партии) исключается подделка маркирующего материала;- due to the fixed ratio of the sizes of nanotubes of the same brand (batch), counterfeit marking material is excluded;
- применение в качестве жидкой дисперсной среды - жидких углеводородов позволяет маркировать твердые и консистентные смазочные материалы путем их перемешивания под нагревом до температуры плавления.- use as a liquid dispersion medium - liquid hydrocarbons allows you to label solid and consistent lubricants by mixing them under heating to the melting temperature.
Использование для маркирования маркера в концентрации 10-4 мас. % обеспечивает снижение затрат на материалы.Use for marking the marker in a concentration of 10 -4 wt. % provides reduced material costs.
Применение в суспензии УНМ функционализированного углеродного наноматериала исключает агломерирование УНМ при приготовлении суспензии.The use of functionalized carbon nanomaterial in suspension of CNM eliminates the agglomeration of CNM during the preparation of the suspension.
Введение в суспензию поверхностно- активных веществ (ПАВ) предотвращает седиментацию УНМ.The introduction of surfactants into the suspension prevents the sedimentation of CNM.
Изготовление маркера путем приготовления суспензии введением в жидкую дисперсную среду УНМ с последующим перемешиванием в течение 1 ч, после чего подвергают диспергированию с помощью ультразвука в течение 1 ч при частоте 22 кГц и мощности 1 кВт, после чего вводят поверхностно- активные вещества (ПАВ) с последующим диспергированием обеспечивает:The manufacture of the marker by preparing a suspension by introducing a CNM into the liquid dispersion medium, followed by stirring for 1 hour, after which it is dispersed using ultrasound for 1 hour at a frequency of 22 kHz and a power of 1 kW, after which the surfactants are injected subsequent dispersion provides:
- простоту технологического процесса и возможность контроля;- simplicity of the technological process and the possibility of control;
- возможность приготовления маркера постоянного состава для маркирования различных видов нефтепродуктов;- the possibility of preparing a permanent marker for the labeling of various types of petroleum products;
применение минимального количества оборудования для маркирования нефтепродуктов, что позволяет снизить капитальные затраты.the use of a minimum amount of equipment for the labeling of petroleum products, which reduces capital costs.
Применение в качестве дисперсной среды и в качестве маркируемого нефтепродукта индустриального масла И-20А обеспечивает минимальную номенклатуру материалов для приготовления маркера.The use of I-20A industrial oil as a dispersion medium and as a marked oil product provides a minimum range of materials for the preparation of the marker.
Использование в качестве маркируемого нефтепродукта смазки «Литол-24», с введенными УНМ «Таунит-М» и поливинилпирролидоном (ПВП) с нагреванием материала до 60°С, выдерживанием этой температуры в течение 10 минут и перемешиванием раствора в течение 1 ч, с последующим охлаждением до полного остывания на воздухе обеспечивает маркирование консистентных смазок.The use of Litol-24 lubricant, with the Taunit-M CNM and polyvinylpyrrolidone (PVP) as a marked oil product, heated the material to 60 ° C, keeping this temperature for 10 minutes and stirring the solution for 1 hour, followed by cooled to full cooling in air provides marking of greases.
Таким образом приготовление концентрата маркера, состоящего из моторного масла и УНМ заключается в тщательном размешивании в мешалке (1 ч.) и обработке на ультразвуковом генераторе в течение 1 ч. с частотой 22 кГц и мощностью 1 кВт. Для сохранения установившейся суспензии вносят поверхностно-активные вещества (ПАВ) в готовый раствор и проводят повторное диспергирование на ультразвуковом генераторе в течение 1 ч. После чего маркер вводят в маркируемый продукт размешиванием на мешалке. В качестве ПАВ предпочтительно использовать триботехнический состав - присадку «Супротек». Триботехнический состав предназначен для защиты от износа и поддержания рабочих характеристик бензиновых и газовых двигателей легковых автомобилей, топливных насосов высокого давления (ТНВД), насосов гидроусилителей рулевых колес (ГУР), коробок переключения передач (КПП) и др. Использование данного продукта в составе концентрата маркера позволяет максимально возможно предотвратить осаждение УНМ, что значительно влияет на его распределение в составе маркируемого ГСМ. Концентрация УНМ в составе концентрата маркера составляет 1%. УНМ в составе маркируемого вещества визуально не обнаруживается, т.к. концентрация маркера в масле составляет 1 ppm. Идентификацию наномаркера осуществляют с помощью метода атомно-абсорбционной спектрометрии с Зеемановской коррекцией неселективного поглощения, использование которого позволяет определять количественное содержание маркера.Thus, the preparation of a concentrate of a marker consisting of motor oil and CNM consists of thorough mixing in a mixer (1 hour) and processing on an ultrasonic generator for 1 hour with a frequency of 22 kHz and a power of 1 kW. To preserve the steady-state suspension, surface-active substances (surfactants) are introduced into the ready-made solution and they are redispersed on an ultrasonic generator for 1 hour. Then the marker is introduced into the marked product by stirring on a mixer. As a surfactant, it is preferable to use the tribotechnical composition - additive "Suprotec". Tribotechnical composition is designed to protect against wear and maintain the performance of gasoline and gas engines of passenger cars, high pressure fuel pumps (high pressure fuel pumps), power steering pumps (GUR), gearboxes (PPC), etc. Use of this product in the concentrate concentrate allows you to prevent the deposition of CNM as much as possible, which significantly affects its distribution in the composition of the labeled fuels and lubricants. The concentration of CNM in the composition of the concentrate marker is 1%. CNM in the composition of the marked substance is not visually detected, since the concentration of the marker in the oil is 1 ppm. Identification of the nanomarker is carried out using the method of atomic absorption spectrometry with Zeeman correction of non-selective absorption, the use of which allows to determine the quantitative content of the marker.
Результаты испытаний и характеристики применяемых продуктов показаны в графических материалах, на которых изображены:The test results and the characteristics of the products used are shown in graphic materials, which depict:
- на фиг. 1 - распределение размеров частиц «Таунит-М» партии Е-260.143С.05;- in fig. 1 — Taunit-M particle size distribution of batch E-260.143C.05;
- на фиг. 2 - показана таблица соответствия размеров частиц (D, мкм) заданным значениям весовой доли;- in fig. 2 shows a table of correspondence of particle sizes (D, μm) to given values of the weight fraction;
- на фиг. 3 - показана таблица весовой доли частиц (Р%), соответствующих заданным значениям размеров частиц;- in fig. 3 shows a table of the weight fraction of particles (P%) corresponding to the specified particle size values;
- на фиг. 4 - показаны результаты проведения трех измерений минерального моторного масла Роснефть SAE 10W-40;- in fig. 4 shows the results of three measurements of Rosneft SAE 10W-40 mineral engine oil;
- на фиг. 5 - показано содержание УНМ «Таунит-М» в маркированном и немаркированном моторном масле Роснефть SAE 10W-40.- in fig. 5 - shows the content of the CNM "Taunit-M" in the marked and unmarked engine oil Rosneft SAE 10W-40.
Далее приводятся примеры, доказывающие возможность осуществления заявляемого способа и его эффективность.The following are examples that prove the possibility of the proposed method and its effectiveness.
Пример 1.Example 1
Для изготовления суспензии использовался УНМ «Таунит- М» партии Е-260.143С.05. Размеры данного УНМ определены лазерным анализатором размеров частиц «МикроСайзер 201» и указаны на фиг. 1. В качестве нефтепродукта, подвергающегося маркировке, используют минеральное моторное масло Роснефть марки SAE 10W-40, характеристики которого приведены на фиг. 4. Данное масло имеет широкое применение в технике, в качестве материала, применяемого для создания антифрикционного эффекта, возникающего между деталями моторов, редукторов и др. В стеклянный стакан объемом 150 мл, снабженный механической мешалкой, загружают 100 г минерального моторного масла Роснефть марки SAE 10W-40, 1 г УНМ «Таунит-М» марки Е.260.143.С, включают мешалку и перемешивают раствор 1 ч, затем производят обработку полученного раствора на ультразвуковом генераторе 1 ч, частота 22 кГц, мощность 1 кВт. После в готовый раствор добавляют «Супротек» (ПАВ) 1 г и перемешивают на мешалке 30 мин. Полученный раствор считают концентратом маркера для моторного масла.For the manufacture of the suspension, the UNM Taunit-M of the batch E-260.143C.05 was used. The dimensions of this CNM are determined by the MicroSizer 201 laser particle size analyzer and are indicated in FIG. 1. As an oil product undergoing labeling, Rosneft SAE 10W-40 mineral engine oil is used, the characteristics of which are shown in FIG. 4. This oil is widely used in engineering, as a material used to create the anti-friction effect that occurs between parts of motors, gearboxes, etc. In a glass cup with a volume of 150 ml, equipped with a mechanical stirrer, load 100 g of Rosneft mineral oil of the SAE 10W brand -40, 1 g of CNM "Taunit-M" brand E.260.143.C, turn on the stirrer and mix the solution for 1 hour, then process the resulting solution on an ultrasonic generator for 1 hour, frequency 22 kHz,
Для повышения экономичности и обеспечения невидимости маркера концентрат, приготовленный ранее, разбавляют в минеральном моторном масле Роснефть марки SAE 10W-40 до концентрации 10-4 мас. %.To improve efficiency and ensure the invisibility of the marker, the concentrate prepared earlier is diluted in Rosneft SAE 10W-40 mineral engine oil to a concentration of 10 -4 wt. %
Идентификацию полученного маркированного масла производят на атомно-абсорбционном спектрометре МГА-915МД.The identification of the obtained labeled oil is carried out on an MGA-915MD atomic absorption spectrometer.
Результат: в маркированном минеральном масле Роснефть SAE 10W-40 массовое содержание Со в 20 мкл пробы составило 49 пг, а концентрация 2,4 мкг/л.Result: in the marked mineral oil Rosneft SAE 10W-40, the mass content of Co in 20 µl of the sample was 49 pg, and the concentration was 2.4 µg / l.
Отчет об идентификации, а также диаграмма сравнения содержания маркера в моторном масле с содержанием маркера в товарном моторном масле с содержанием маркера в маркированном моторном масле представлены на фигурах 2, 3, 5.The identification report, as well as the comparison chart of the content of the marker in the engine oil with the content of the marker in the commercial engine oil with the content of the marker in the marked engine oil, are presented in figures 2, 3, 5.
Пример 2.Example 2
Для изготовления суспензии использовался тот же УНМ, что и в примере 1. В качестве нефтепродукта, подвергающегося маркировке, используют индустриальное масло И-20А. Оно предназначено для использования в качестве рабочих жидкостей в гидравлических системах станочного оборудования, автоматических линий, прессов, оно также может применяться в легко- и средненагруженных зубчатых передачах, направляющих скольжения и качения станков и в других механизмах, где не требуются специализированные смазочные материалы. В стеклянный стакан объемом 150 мл, снабженный механической мешалкой, загружают 100 г индустриального масла И-20А, 1 г УНМ «Таунит-М» марки Е.274.142С, 1 г поливинилпирролидона (ПВП), включают мешалку и перемешивают раствор 1 ч, затем производят обработку полученного раствора на ультразвуковом генераторе 1 ч, частота 22 кГц, мощность 1 кВт. Полученный раствор считают концентратом маркера для моторного масла.For the manufacture of a suspension, the same CNM was used as in example 1. Industrial oil I-20A was used as a petroleum product undergoing labeling. It is intended for use as working fluids in hydraulic systems of machine equipment, automatic lines, presses, it can also be used in light and medium loaded gears, slide and rolling guides of machines and in other mechanisms where specialized lubricants are not required. A 150 ml glass beaker, equipped with a mechanical stirrer, is charged with 100 g of I-20A industrial oil, 1 g of Taunit-M brand E.274.142C, 1 g of polyvinylpyrrolidone (PVP) and the mixer is stirred for 1 hour, then process the resulting solution on an ultrasonic generator for 1 hour, frequency 22 kHz,
После чего полученный концентрат разбавляют в индустриальном масле И-20А до концентрации 10-4 мас. % (0.11 ppm), при этом маркер становится невидимым.Then the resulting concentrate is diluted in industrial oil I-20A to a concentration of 10 -4 wt. % (0.11 ppm), while the marker becomes invisible.
Идентификацию полученного маркированного масла производят на атомно-абсорбционном спектрометре МГА-915МД.The identification of the obtained labeled oil is carried out on an MGA-915MD atomic absorption spectrometer.
Результат: в маркированном индустриальном масле И-20 А массовое содержание Со в 5 мкл пробы составило 180 пг, а концентрация 35 мкг/л.Result: in labeled industrial oil I-20 A, the mass content of Co in 5 μl of the sample was 180 pg, and the concentration was 35 μg / l.
Отчет об идентификации, а также диаграмма сравнения содержания маркера в моторном масле с содержанием маркера в товарном моторном масле с содержанием маркера в маркированном моторном масле представлены на фигурах 2, 3, 5.The identification report, as well as the comparison chart of the content of the marker in the engine oil with the content of the marker in the commercial engine oil with the content of the marker in the marked engine oil, are presented in figures 2, 3, 5.
Пример 3.Example 3
В качестве нефтепродукта, подвергающегося маркировке, используют смазочный материал «Литол-24». Смазка предназначена для использования в тяжело нагруженных узлах машин. К ним относятся подшипники, кулисные механизмы, цепные передачи, а также места контакта деталей между собой с повышенными температурами. В стеклянный стакан объемом 150 мл, снабженный механической мешалкой и подогревателем, загружают 100 г индустриального масла И-20А, 0.11 мг/кг (0.11 ррт) УНМ «Таунит-М», 1 г поливинилпирролидона (ПВП) включают подогреватель и нагревают пробу до 60°С выдерживают эту температуру в течение 10 минут и перемешивают раствор в течение 1 ч, затем оставляют полученную смесь до полного остывания на спокойном воздухе. Полученную композицию считают маркированной.As the oil undergoing labeling, use the lubricant "Litol-24". The lubricant is intended for use in heavily loaded machine nodes. These include bearings, linkage mechanisms, chain transmissions, as well as places of contact between the parts with elevated temperatures. In a glass cup with a volume of 150 ml, equipped with a mechanical stirrer and heater, load 100 g of industrial oil I-20A, 0.11 mg / kg (0.11 ppm) of the CNM Taunit-M, 1 g of polyvinylpyrrolidone (PVP) turn on the heater and heat the sample to 60 ° C maintain this temperature for 10 minutes and mix the solution for 1 h, then leave the mixture until completely cooled in calm air. The resulting composition is considered marked.
Идентификацию полученного маркированной смазки «Литол-24» производят на атомно-абсорбционном спектрометре МГА-915МД. Пробу для ввода в атомизатор прибора разбавляют в бензине «Калоша», тем самым добиваясь жидкого состояния маркированного «Литола-24».Identification of the obtained labeled lubricant "Litol-24" is performed on an atomic absorption spectrometer MGA-915MD. The sample for introducing the device into the atomizer is diluted in “Kalosha” gasoline, thereby achieving the liquid state of the labeled “Litol-24”.
Результат: в маркированной смазке «Литол-24» массовое содержание Со в 5 мкл пробы составило 30 пг, а концентрация 6,3 мкг/л.Result: in the “Litol-24” labeled lubricant, the mass content of Co in 5 μl of the sample was 30 pg, and the concentration was 6.3 μg / l.
Отчет об идентификации, а также диаграмма сравнения содержания маркера в моторном масле с содержанием маркера в товарном моторном масле с содержанием маркера в маркированном моторном масле представлены на фигурах 2, 3, 5.The identification report, as well as the comparison chart of the content of the marker in the engine oil with the content of the marker in the commercial engine oil with the content of the marker in the marked engine oil, are presented in figures 2, 3, 5.
Изобретение обеспечивает маркирование широкого спектра нефтепродуктов и их идентификацию.The invention provides for the labeling of a wide range of petroleum products and their identification.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128898A RU2689420C1 (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Method of manufacturing a marker of fuels and lubricants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018128898A RU2689420C1 (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Method of manufacturing a marker of fuels and lubricants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2689420C1 true RU2689420C1 (en) | 2019-05-28 |
Family
ID=67037172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018128898A RU2689420C1 (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Method of manufacturing a marker of fuels and lubricants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2689420C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060099135A1 (en) * | 2002-09-10 | 2006-05-11 | Yodh Arjun G | Carbon nanotubes: high solids dispersions and nematic gels thereof |
| RU2295764C2 (en) * | 2005-05-17 | 2007-03-20 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Method for marking chemical substances |
| RU2425887C1 (en) * | 2010-01-14 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Method of bioobject marking in aqueous solution |
| RU2489476C2 (en) * | 2011-09-30 | 2013-08-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа-Югры" (ГБОУ ВПО "СурГУ ХМАО-Югры") | Chemical marker and method for production thereof |
| CN106223013A (en) * | 2016-08-11 | 2016-12-14 | 西南交通大学 | A kind of conductive fiber preparation method based on CNT |
| US9732296B2 (en) * | 2015-03-20 | 2017-08-15 | Authentix, Inc. | Fuel markers and methods of producing and using same |
-
2018
- 2018-08-06 RU RU2018128898A patent/RU2689420C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060099135A1 (en) * | 2002-09-10 | 2006-05-11 | Yodh Arjun G | Carbon nanotubes: high solids dispersions and nematic gels thereof |
| RU2295764C2 (en) * | 2005-05-17 | 2007-03-20 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Method for marking chemical substances |
| RU2425887C1 (en) * | 2010-01-14 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Method of bioobject marking in aqueous solution |
| RU2489476C2 (en) * | 2011-09-30 | 2013-08-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа-Югры" (ГБОУ ВПО "СурГУ ХМАО-Югры") | Chemical marker and method for production thereof |
| US9732296B2 (en) * | 2015-03-20 | 2017-08-15 | Authentix, Inc. | Fuel markers and methods of producing and using same |
| CN106223013A (en) * | 2016-08-11 | 2016-12-14 | 西南交通大学 | A kind of conductive fiber preparation method based on CNT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Maceiras et al. | Recycling of waste engine oil for diesel production | |
| von Wandruszka | The micellar model of humic acid: evidence from pyrene fluorescence measurements | |
| US4844825A (en) | Extreme pressure additive for use in metal lubrication | |
| CA2268821A1 (en) | Use of alkanesulphonic acids as asphaltene dispersants | |
| Zhang et al. | Evaluation of modified used engine oil acting as a dispersant for concentrated coal–water slurry | |
| KR20110007113A (en) | Marker dyes for petroleum products | |
| CN105754561A (en) | Variable color antifreezing solution composition formula and production process thereof | |
| Chandran et al. | Sustainability of water in diesel emulsion fuel: An assessment of its corrosion behaviour towards copper | |
| EP1421146B1 (en) | Molecular tags for organic solvent systems | |
| CA2966532A1 (en) | Encapsulated production chemicals | |
| CN108546583A (en) | A kind of engine lubrication system non-dismounting cleaning agent | |
| RU2689420C1 (en) | Method of manufacturing a marker of fuels and lubricants | |
| Jabbari et al. | Synthesis of ionic liquids as novel emulsifier and demulsifiers | |
| Wang et al. | Significantly reducing friction and wear of water‐based fluids with shear thinning bicomponent supramolecular hydrogels | |
| CN104822805A (en) | THPE ethers | |
| RU2678457C2 (en) | Application of a composition including mineral motor oil or industrial oil, suspension of nanomaterial (cnm) and surface-active substance (sas) for oil product marking, and method of product identity | |
| de Castro et al. | Water-based lubricant containing protic ionic liquids and talc lubricant particles: Wear and corrosion analysis | |
| Cao et al. | Raman spectroscopic and microscopic monitoring of on-site and in-situ remediation dynamics in petroleum contaminated soil and groundwater | |
| Chu et al. | The parallel fluorescence determination of iron (III), terbium (III) and europium (III) ions using the coal-derived carbon dot | |
| Parekh et al. | A cost-effective approach for decontamination of used lubricant oil: enhanced recovery of base oil using different adsorbents | |
| Frank | A review of fluorescence spectroscopic methods for oil spill source identification | |
| GB2526166A (en) | Method for determining the concentration of iron ions in hydrocarbon compositions | |
| Kalanidhi et al. | A green approach for synthesis of highly fluorescent carbon dots from waste engine oil: A strategy for waste to value added products | |
| Zhou et al. | Synthesis of multi-alkylpolyamines and their performance as flow improver in crude oil | |
| JP2018505382A (en) | Petroleum product identification method and petroleum product identification composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210315 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: DISPOSAL FORMERLY AGREED ON 20210315 Effective date: 20210607 |