DIN 51757 Ensaios de óleos minerais e materiais relacionados - Determinação da densidade

A norma “DIN 51757 Ensaios de óleos minerais e materiais relacionados - Determinação da densidade”, publicada pelo Instituto Alemão de Normalização (DIN), descreve os procedimentos para determinar a densidade de óleos minerais, derivados de petróleo, petróleo bruto, combustíveis, lubrificantes e materiais similares. Há muitos anos, essa norma é uma importante referência na indústria petrolífera e petroquímica para controle de qualidade, especificação de produtos e fins comerciais.

Esta norma define diversos métodos para medir a densidade (kg/m³) de produtos de óleo mineral líquido e substâncias relacionadas. É utilizada particularmente nas seguintes áreas:

• Petróleo bruto e frações de petróleo
• Óleos combustíveis (leves e pesados)
• Lubrificantes
• Parafinas e materiais similares

Esta norma inclui os seguintes procedimentos:

• Realizando medições na temperatura de teste.
• Converter a densidade medida para uma temperatura de referência de 15 graus (muito comum na indústria petrolífera).
• Converta a densidade de 15 graus para outras unidades, se necessário (por exemplo, densidade do Instituto Americano de Petróleo (API) em alguns contextos, mas também existem padrões proprietários da API).

Esta norma define várias técnicas, geralmente agrupadas da seguinte forma:

• Método A: Método do hidrômetro (areômetro): O método clássico e manual que utiliza um hidrômetro de vidro dentro de um cilindro (similar às normas ASTM D1298 e ISO 3675).
• Método B - Método do picnômetro: Um método de alta precisão que utiliza um picnômetro (um frasco de vidro de grande volume) para calibração e medição.
• Outras variantes/mais antigas: Por exemplo, balança hidrostática ou outros dispositivos de medição de densidade (mais opções são descritas em algumas versões).

Esta norma inclui tabelas de correção/conversão de temperatura (particularmente importantes, visto que a densidade dos hidrocarbonetos varia significativamente com a temperatura).

Muitas fichas técnicas de óleos combustíveis, solventes ou lubrificantes indicam a densidade de acordo com a norma DIN 51757 a 20 ou 15 graus, com valores como 820-860 kg/m3 para produtos semelhantes ao diesel ou pelo menos 1000 kg/m3 para combustíveis pesados.

A norma DIN 51757 tem sido usada há muito tempo em paralelo com, ou como referência nacional para, as seguintes normas:

• ISO 3675 Petróleo bruto e produtos petrolíferos líquidos - Determinação da densidade em laboratório - Método do hidrômetro
• ISO 12185 Petróleo bruto e derivados - Determinação da densidade - Método do tubo em U oscilante (atualmente o método laboratorial moderno mais comum)
• Método do hidrômetro ASTM D1298 para determinação da densidade, densidade relativa (gravidade específica) ou densidade API de petróleo bruto e produtos petrolíferos líquidos.
• O densímetro digital ASTM D4052 é usado para medir a densidade, a densidade relativa e a densidade API de líquidos.

Atualmente, muitos laboratórios utilizam densitômetros de tubo em U com oscilação automática, alegando conformidade tanto com a norma DIN 51757 quanto com as normas equivalentes ISO/ASTM.

Diversas implicações práticas desta norma são listadas abaixo:

• Controle de qualidade em refinarias, terminais de combustíveis e processos de mistura.
• Especificações comerciais e registro comercial de produtos petrolíferos.
• Pesquisa e desenvolvimento de combustíveis e lubrificantes.
• Frequentemente citado em certificações de produtos, fichas de dados de segurança e documentos relativos a combustíveis marítimos.

Embora os novos métodos de tubo em U oscilante tenham substituído em grande parte os hidrômetros manuais em laboratórios modernos devido à sua rapidez e precisão, a norma DIN 51757 continua a ser usada como referência em muitas especificações.

Em resumo, a norma DIN 51757 inclui métodos para determinar o teor de cloro em combustíveis sólidos, como carvão betuminoso, linhita (carvão marrom), coque e materiais combustíveis relacionados. O cloro é um parâmetro importante na análise de combustíveis, pois mesmo pequenas quantidades podem causar corrosão, emissões ambientais e problemas operacionais em sistemas de combustão.

Esta norma foi desenvolvida no âmbito da série de normas DIN 51700, que se concentra nos ensaios analíticos de combustíveis sólidos. Os principais objetivos desta norma são os seguintes:

• Para determinar quantitativamente o teor total de cloro.
• Fornecer um método laboratorial reproduzível.
• Para promover a compatibilidade ambiental.
• Para ajudar a avaliar o risco de corrosão em caldeiras e centrais elétricas.

O cloro presente no combustível pode formar cloreto de hidrogênio durante a combustão, o que pode levar a:

• Pode causar corrosão em trocadores de calor.
• Pode causar danos aos sistemas de exaustão de gases de combustão.
• Isso pode aumentar os custos de manutenção.
• Pode contribuir para a emissão de gases ácidos.

A norma DIN 51757 aplica-se ao seguinte:

• carvão duro
• Lignite
• Kok
• Briquetes
• Outros combustíveis fósseis sólidos

Entretanto, a norma DIN 51757 é utilizada principalmente nas seguintes áreas:

• Usinas de energia
• Usinas de combustão industrial
• laboratórios de teste de combustível
• Instituições de pesquisa

O método descrito geralmente segue estes passos:

• Preparação da amostra
• Secagem e moagem da amostra de combustível.
• homogeneização
• Combustão ou decomposição
• A amostra é incinerada em atmosfera de oxigênio ou decomposta sob condições controladas.
• O cloro é convertido em cloreto de hidrogênio ou íons cloreto.
• Absorção
• Os gases da combustão são absorvidos em uma solução adequada (geralmente água ou uma solução alcalina).
• Determinação: A concentração de cloreto é medida utilizando os seguintes métodos:
• Titulação (ex.: método do nitrato de prata)
• Eletrodo íon-seletivo
• Cromatografia iônica (em adaptações modernas)

Os equipamentos normalmente utilizados nos testes incluem os seguintes:

• Forno de combustão (alta temperatura)
• Sistema de fornecimento de oxigênio
• Recipiente de absorção
• Balança analítica (alta precisão)
• Aparelho de titulação ou analisador de íons

A norma DIN 51757 define o seguinte em termos de exatidão e precisão:

• Limites de repetibilidade
• Limitações de reprodutibilidade
• Tamanho da amostra necessário
• Procedimentos de calibração

Esses mecanismos garantem que os resultados de diferentes laboratórios permaneçam comparáveis.

A determinação do cloro é de importância crucial pelos seguintes motivos:

• Controle da corrosão: Altos níveis de cloro aceleram a corrosão nos seguintes casos:
• Caldeiras:
• Superaquecedores
• Dutos de gases de combustão
• Compatibilidade ambiental: O cloro contribui para:
• Emissões de cloreto de hidrogênio
• Formação de dioxinas e furanos sob condições específicas.
• Impacto econômico: A medição precisa do cloro ajuda a:
• Otimizando a seleção de combustível
• Reduzir os custos de manutenção
• Para evitar paralisações não planejadas.

Embora muitos laboratórios agora utilizem analisadores automatizados e cromatografia iônica, a norma DIN 51757 mantém sua importância pelos seguintes motivos:

• Método de referência
• Especificação legal ou contratual
• Um parâmetro de referência para validar novas técnicas.

Em conclusão, a norma DIN 51757 desempenha um papel fundamental na análise de combustíveis sólidos, fornecendo um método padronizado e confiável para a determinação do teor de cloro. Sua aplicação auxilia as indústrias no controle da corrosão, no cumprimento das normas ambientais e na garantia da qualidade do combustível.

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