Стандартный метод испытаний ASTM D189 для определения коксового остатка нефтепродуктов по Конрадсону

Стандарт ASTM D189 «Стандартный метод определения коксового остатка по Конрадсону в нефтепродуктах», разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), описывает метод определения количества коксового остатка, остающегося после испарения и пиролиза масла. Этот стандарт также призван дать представление об относительной склонности к коксообразованию.

Данный метод испытаний обычно применим к относительно нелетучим нефтепродуктам, которые частично разлагаются при перегонке при атмосферном давлении. Нефтепродукты, содержащие золообразующие компоненты, определяемые по стандартному методу испытаний ASTM D482 или методу IP 4, будут иметь неточно завышенное значение коксового остатка, исходя из количества образовавшейся золы.

Термин «углеродный остаток» используется в настоящем методе испытаний для обозначения углеродистого остатка, образующегося после испарения и пиролиза нефтепродукта в условиях, указанных в настоящем методе испытаний. Этот остаток представляет собой не полностью углерод, а кокс, который может быть дополнительно модифицирован пиролизом. Термин «углеродный остаток» используется в настоящем методе испытаний только в соответствии с его общепринятым значением.

Значения, полученные с помощью этого метода испытаний, численно не идентичны значениям, полученным с помощью стандартного метода испытаний ASTM D524. Были получены приблизительные корреляции, но, поскольку испытание на коксовый остаток применимо к широкому спектру нефтепродуктов, они не обязательно применимы ко всем материалам, которые могут быть испытаны.

Результаты испытаний эквивалентны стандартному методу испытаний ASTM D4530.

Присутствие алкилнитратов, таких как амилнитрат, гексилнитрат или октилнитрат, в дизельном топливе приводит к более высокому остаточному значению по сравнению с топливом прямого отжига, что может привести к ошибочным выводам о склонности топлива к образованию кокса. Наличие алкилнитратов в топливе можно определить с помощью стандартного метода испытаний ASTM D4046.

Значение коксового остатка в топливе горелки служит приблизительной оценкой его склонности к образованию отложений в испарительных стаканах и форсунках горелок. Аналогично, коксовый остаток в дизельном топливе приблизительно коррелирует с отложениями в камере сгорания при отсутствии алкилнитратов (или при их наличии, если испытания проводятся на базовом топливе без присадок).

Когда-то считавшийся показателем количества углеродистых отложений, которые моторное масло образует в камере сгорания двигателя, показатель коксового остатка в настоящее время считается имеющим сомнительную значимость из-за наличия присадок во многих маслах. Например, золообразующая моющая присадка может увеличить коксовый остаток масла, но в целом снижает его склонность к образованию отложений.

Значение углеродного остатка в газойле полезно для ориентира при производстве газа из газойля. Значение углеродного остатка в нефтяных остатках, баллонах и брайтстоках полезно при производстве смазочных материалов.

Кратко говоря, коксовый остаток по Конрадсону – это мера количества углеродистого остатка, остающегося после испарения и термического разложения нефтепродукта без доступа воздуха. Он выражается в процентах от массы исходного образца и определяется в соответствии со стандартом ASTM D189. Значение коксового остатка по Конрадсону показывает склонность топлива или масла к образованию углеродных отложений (таких как кокс или сажа) под воздействием высоких температур. Более высокое значение указывает на более высокую вероятность образования отложений, которые могут привести к загрязнению двигателя, засорению форсунок или другим эксплуатационным проблемам.

При измерении по ASTM D189 взвешенный образец нефтепродукта помещают в тигель. Тигель интенсивно нагревают в контролируемой среде (обычно в коническом вытяжном шкафу для ограничения доступа воздуха). Образец подвергается испарению, пиролизу и термическому разложению. Оставшийся после испытания углеродный остаток взвешивают. Результат выражают в процентах от массы исходного образца.

Короче говоря, углеродный остаток является ключевым показателем склонности продукта к образованию отложений в условиях высоких температур.

Стандарт ASTM D189 считается важным по следующим причинам:

• Показывает тенденцию к образованию отложений: помогает прогнозировать вероятность образования кокса или углеродных отложений в двигателях, горелках и другом высокотемпературном оборудовании. Необходим для оценки качества топлива, такого как дизельное топливо, мазут и смазочные масла.
• Контролирует качество топлива и масла: используется нефтеперерабатывающими заводами и производителями для обеспечения стабильности и качества продукции. Высокие значения остатка могут указывать на необходимость дополнительной очистки или смешивания.
• Продлевает срок службы оборудования: Топливо или масла с чрезмерным содержанием углерода могут загрязнять, снижать эффективность и повреждать системы сгорания. Помогает выбрать подходящее топливо для чувствительных систем.
• Стандартизация в масштабах всей отрасли: обеспечивает единую процедуру испытаний, признанную во всех отраслях, включая нефтехимическую, автомобильную и аэрокосмическую. Способствует международной торговле и соблюдению требований благодаря гармонизации с другими спецификациями (например, ASTM D975 для дизельного топлива).
• Эталон для альтернативных методов испытаний: служит эталоном, с которым можно сравнивать другие методы определения углеродного остатка (например, микроуглеродного остатка).

Распространенные области применения этого метода включают:

• Испытания дизельного топлива, тяжелого нефтяного топлива, смазочных материалов и сырой нефти.
• Обеспечение соответствия спецификациям судового топлива, топлива для авиационных турбин и промышленных смазочных материалов.

Подводя итог, можно сказать, что этот стандарт играет важную роль в оценке термической стабильности и чистоты нефтепродуктов, обеспечивая эксплуатационную надежность и защиту топливной системы.

Наша организация, которая уже много лет оказывает поддержку предприятиям всех отраслей, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, располагает сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартным методом определения коксового остатка по Конрадсону в нефтепродуктах ASTM D189.