Standardowa metoda badawcza ASTM D189 dla pozostałości węglowych Conradsona w produktach naftowych

Norma „ASTM D189 Standardowa metoda badania pozostałości węglowych Conradsona w produktach naftowych”, opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje metodę badania służącą do określania ilości pozostałości węglowych pozostających po odparowaniu i pirolizie oleju. Norma ta ma również na celu wskazanie względnych tendencji do tworzenia koksu.

Niniejsza metoda badawcza ma ogólne zastosowanie do stosunkowo nielotnych produktów naftowych, które ulegają częściowemu rozkładowi podczas destylacji pod ciśnieniem atmosferycznym. Produkty naftowe zawierające składniki tworzące popiół, określone zgodnie ze standardową metodą badawczą ASTM D482 lub metodą IP 4, będą miały nieprecyzyjnie wysoką pozostałość węglową w oparciu o ilość powstałego popiołu.

Termin „pozostałość węglowa” jest używany w niniejszej metodzie badawczej w odniesieniu do pozostałości węglowej powstającej po odparowaniu i pirolizie produktu naftowego w warunkach określonych w niniejszej metodzie badawczej. Pozostałość ta nie jest w całości węglem, lecz raczej koksem, który można dodatkowo modyfikować poprzez pirolizę. Termin „pozostałość węglowa” jest używany w niniejszej metodzie badawczej wyłącznie zgodnie z jego powszechnym zastosowaniem.

Wartości uzyskane tą metodą badawczą nie są liczbowo identyczne z wartościami uzyskanymi metodą badawczą zgodną z normą ASTM D524. Wyprowadzono przybliżone korelacje, ale ponieważ badanie pozostałości węglowej ma zastosowanie do szerokiej gamy produktów naftowych, niekoniecznie mają one zastosowanie do wszystkich materiałów, które można badać.

Wyniki testów odpowiadają standardowej metodzie testowej ASTM D4530.

Obecność azotanów alkilowych, takich jak azotan amylu, azotan heksylu lub azotan oktylu, w oleju napędowym powoduje wyższą wartość pozostałości niż w paliwie pierwotnym, co może prowadzić do błędnych wniosków dotyczących tendencji paliwa do tworzenia koksu. Obecność azotanów alkilowych w paliwie można określić za pomocą metody badawczej zgodnej z normą ASTM D4046.

Wartość pozostałości węglowej w paliwie palnikowym służy jako przybliżona ocena tendencji paliwa do tworzenia osadów w palnikach kielichowo-tulejowych. Podobnie, pozostałość węglowa w oleju napędowym koreluje w przybliżeniu z osadami w komorze spalania, gdy nie występują azotany alkilowe (lub gdy są obecne, gdy badanie przeprowadza się na paliwie bazowym bez dodatków).

Dawniej uważano, że wartość pozostałości węglowej oleju silnikowego jest wskaźnikiem ilości osadów węglowych, jakie olej silnikowy utworzy w komorze spalania, jednak obecnie jej znaczenie jest wątpliwe ze względu na obecność dodatków w wielu olejach. Na przykład dodatek detergentu tworzący popiół może zwiększyć wartość pozostałości węglowej oleju, ale generalnie zmniejsza jego tendencję do tworzenia osadów.

Wartość pozostałości węglowej w oleju napędowym jest użyteczna jako wskaźnik przy produkcji gazu z oleju napędowego. Wartości pozostałości węglowej w pozostałościach ropy naftowej, butlach i brykietach są przydatne w produkcji środków smarowych.

Krótko mówiąc, pozostałość po koksowaniu Conradsona to miara ilości pozostałości węglowej pozostającej po odparowaniu i rozkładzie termicznym produktu naftowego bez dostępu powietrza. Jest ona wyrażana jako procent wagowy pierwotnej próbki i jest określana zgodnie z normą ASTM D189. Wartość pozostałości po koksowaniu Conradsona wskazuje na tendencję paliwa lub oleju do tworzenia osadów węglowych (takich jak koks lub sadza) pod wpływem wysokich temperatur. Wyższa wartość oznacza większe prawdopodobieństwo występowania osadów, które mogą prowadzić do zanieczyszczenia silnika, zatkania wtryskiwaczy lub innych problemów eksploatacyjnych.

Podczas pomiaru zgodnie z normą ASTM D189, zważoną próbkę produktu naftowego umieszcza się w tyglu. Tygiel jest energicznie podgrzewany w kontrolowanym środowisku (zwykle pod stożkową osłoną, aby ograniczyć dostęp powietrza). Próbka ulega odparowaniu, pirolizie i rozkładowi termicznemu. Pozostały po teście węgiel jest ważony. Wynik podaje się jako procent masy pierwotnej próbki.

Krótko mówiąc, pozostałość węglowa jest kluczowym wskaźnikiem tendencji produktu do tworzenia osadów w warunkach wysokiej temperatury.

Normę ASTM D189 uważa się za ważną z następujących powodów:

• Wskazuje tendencję do tworzenia się osadów: Pomaga przewidzieć prawdopodobieństwo powstawania osadów koksowych lub węglowych w silnikach, palnikach lub innych urządzeniach wysokotemperaturowych. Niezbędny do oceny paliw, takich jak olej napędowy, oleje opałowe i oleje smarowe.
• Wytyczne dotyczące kontroli jakości paliwa i oleju: stosowane przez rafinerie i producentów w celu zapewnienia spójności i jakości produktu. Wysokie wartości pozostałości mogą wskazywać na konieczność dodatkowej rafinacji lub mieszania.
• Przedłuża żywotność sprzętu: Paliwa lub oleje z nadmierną ilością osadu węglowego mogą powodować zanieczyszczenie, spadek wydajności i uszkodzenie układów spalania. Pomaga dobrać odpowiednie paliwa do wrażliwych układów.
• Standaryzacja branżowa: Zapewnia jednolitą procedurę testową, uznawaną we wszystkich branżach, w tym petrochemicznej, motoryzacyjnej i lotniczej. Ułatwia handel międzynarodowy i zgodność z przepisami poprzez harmonizację z innymi specyfikacjami (np. ASTM D975 dla oleju napędowego).
• Punkt odniesienia dla alternatywnych metod testowania: Służy jako punkt odniesienia, z którym można porównywać inne metody oznaczania pozostałości węglowych (np. pozostałości mikrowęglowych).

Do typowych zastosowań tej metody należą:

• Badanie oleju napędowego, ciężkich olejów opałowych, środków smarnych i ropy naftowej.
• Wsparcie zgodności ze specyfikacjami dotyczącymi paliw morskich, paliw do turbin lotniczych i środków smarnych przemysłowych.

Podsumowując, norma ta odgrywa kluczową rolę w ocenie stabilności termicznej i czystości produktów naftowych, zapewniając niezawodność działania i ochronę układu paliwowego.

Nasza organizacja, która od lat wspiera przedsiębiorstwa z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia w dziedzinie nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie ze standardową metodą ASTM D189 dla pozostałości węglowych Conradsona w produktach naftowych.