IP 346 Xác định các hợp chất thơm đa vòng - Phương pháp chiết xuất bằng dimethyl sulfoxide dựa trên chỉ số khúc xạ

Tiêu chuẩn “IP 346 Xác định các hợp chất thơm đa vòng trong dầu gốc bôi trơn chưa sử dụng và các phân đoạn dầu mỏ không chứa asphaltene - Phương pháp chiết xuất bằng dimethyl sulfoxide dựa trên chỉ số khúc xạ”, được Viện Năng lượng công bố như một phần của các phương pháp thử nghiệm IP, mô tả một phương pháp thử nghiệm để xác định các hợp chất thơm đa vòng (PCA) trong các mẫu thu hồi 5% của dầu gốc bôi trơn chưa sử dụng, không chứa phụ gia, có điểm sôi ở nhiệt độ khí quyển ít nhất là 300 độ C, ở nồng độ từ 1-15% (m/m) theo khối lượng.

Phương pháp này cũng có thể được áp dụng cho nồng độ PCA nằm ngoài phạm vi này và cho các phân đoạn dầu mỏ không chứa asphaltene khác, nhưng độ nhạy chưa được xác định.

Phương pháp thử nghiệm phân tích được quy định trong tiêu chuẩn IP 346 đo hàm lượng các hợp chất thơm đa vòng (PCA) hoặc các hợp chất thơm đa vòng (PAC) trong dầu gốc bôi trơn và các phân đoạn dầu mỏ tương tự. Các hợp chất này, đặc biệt là một số cấu trúc vòng 3-7, có liên quan đến khả năng gây ung thư da (nguy cơ ung thư da).

Tại châu Âu, theo quy định REACH/CLP, việc thu được các chất có thể chiết xuất với hàm lượng dimethyl sulfoxide dưới 3% bằng phương pháp IP 346 cho phép chất đó không bị phân loại là chất gây ung thư. Ngưỡng này có tính ràng buộc pháp lý đối với một số dòng sản phẩm dầu mỏ nhất định, bao gồm các loại dầu gốc bôi trơn khác, dầu chân vịt và các chất chiết xuất thơm chưng cất đã qua chế biến.

Nhìn chung, phương pháp IP 346 tuân theo các bước sau:

• Chuẩn bị mẫu: Một lượng dầu đã cân (thường là 4 gam) được hòa tan trong cyclohexan.
• Chiết tách: Dung dịch được chiết tách hai lần với dimethyl sulfoxide, chất này có khả năng hút chọn lọc các hợp chất thơm phân cực (đặc biệt là các hợp chất có khả năng gây ung thư).
• Chiết xuất ngược và xử lý: Thêm nước muối để kết tủa chất đã chiết xuất, sau đó chiết xuất ngược vào cyclohexan, làm khô và làm bay hơi dung môi.
• Phương pháp đo: Cặn được cân để xác định tỷ lệ phần trăm chất có thể chiết xuất bằng dimethyl sulfoxide (phương pháp gốc cũng bao gồm chỉ số khúc xạ để kiểm chứng). Kết quả được biểu thị bằng phần trăm khối lượng chất có thể chiết xuất bằng dimethyl sulfoxide.

Phương pháp chiết xuất bằng dimethyl sulfoxide ưu tiên chiết xuất các hợp chất thơm đa vòng có vòng lớn hơn, phân cực hơn (những hợp chất có liên quan đến khả năng gây ung thư) trong khi giữ lại các hợp chất thơm vòng nhỏ hơn, ít gây hại hơn, có nhiều nhóm alkyl, thường có trong các loại dầu đã được tinh chế kỹ. Điều này làm cho thử nghiệm trở thành một chỉ báo tốt về khả năng gây ung thư sinh học thực sự, như đã được chứng minh bằng các nghiên cứu nhuộm da chuột dài hạn.

Tầm quan trọng của phương pháp này trong công nghiệp như sau:

• Kiểm soát quá trình tinh chế: Sản xuất dầu gốc hiện đại (chiết xuất dung môi hoặc quy trình hydro hóa mạnh) nhằm mục đích giữ các giá trị thu được bằng phương pháp IP 346 ở mức dưới 3% để đảm bảo dầu không gây ung thư.
• Bảng dữ liệu an toàn: Nhiều nhà cung cấp chất bôi trơn báo cáo kết quả phương pháp IP 346 để chứng minh sự tuân thủ quy định.
• Giá trị dự đoán: Các nghiên cứu cho thấy mối tương quan mạnh mẽ giữa điểm IP 346 thấp và kết quả bất lợi trong các thử nghiệm gây ung thư trên động vật.

Phương pháp này có những hạn chế sau:

• Điều này chủ yếu áp dụng cho các loại dầu gốc bôi trơn chưa sử dụng, không chứa phụ gia và các phân đoạn không chứa asphaltene.
• Không thích hợp cho các loại dầu bôi trơn thành phẩm (có chứa phụ gia) hoặc dầu có chứa asphaltene.
• Đây là phương pháp sàng lọc; có thể cần thêm các xét nghiệm khác để đánh giá độc chất học đầy đủ.

Tiêu chuẩn IP 346 vẫn là một trong những công cụ quan trọng và thiết thực nhất để đảm bảo an toàn cho dầu bôi trơn gốc khoáng được sử dụng trong động cơ, máy móc và các ứng dụng công nghiệp trên toàn thế giới. Nó là một ví dụ thành công về khoa học do ngành công nghiệp phát triển trực tiếp hỗ trợ việc điều chỉnh hóa chất.

Tóm lại, phương pháp thử nghiệm được mô tả trong tiêu chuẩn IP 346 là một phương pháp thử nghiệm quan trọng trong ngành công nghiệp dầu khí được sử dụng để xác định lượng hợp chất thơm đa vòng hoặc các hợp chất thơm đa vòng có trong dầu gốc bôi trơn chưa sử dụng và các phân đoạn dầu mỏ không chứa asphaltene.

Tiêu chuẩn IP 346 được tham khảo rộng rãi trong sản xuất chất bôi trơn, đánh giá độc tính, tuân thủ REACH, phân loại dầu cao su và đánh giá an toàn sản phẩm dầu mỏ.

Mục đích chính của tiêu chuẩn IP 346 là đánh giá nồng độ các hợp chất thơm đa vòng có khả năng gây ung thư được tìm thấy trong dầu mỏ.

Các hợp chất thơm đa vòng là thành phần tự nhiên có trong dầu thô. Một số hợp chất thơm đa vòng, đặc biệt là những hợp chất chứa nhiều vòng thơm, có liên quan đến khả năng gây ung thư và các vấn đề sức khỏe khác. Tiêu chuẩn IP 346 cung cấp một phương pháp sàng lọc thực tiễn để dự đoán các thành phần có hại này.

Bài kiểm tra này đặc biệt quan trọng đối với:

• Dầu gốc bôi trơn
• Dầu chế biến
• Chất độn cao su
• Mỡ trắng
• Sáp dầu
• Dòng trung gian của nhà máy lọc dầu

Về nguyên tắc, tiêu chuẩn IP 346 kết hợp kỹ thuật chiết xuất bằng dimethyl sulfoxide với phép đo chỉ số khúc xạ. Mẫu dầu mỏ được trộn với dimethyl sulfoxide. Dimethyl sulfoxide chiết xuất chọn lọc các hợp chất thơm từ dầu. Phần được chiết xuất được tách ra. Nồng độ của các hợp chất thơm được chiết xuất được xác định bằng phương pháp trọng lượng và thông qua tương quan chỉ số khúc xạ. Phương pháp này được thiết kế để phân lập chọn lọc các hợp chất thơm có tiềm năng gây ung thư cao nhất.

Tiêu chuẩn IP 346 áp dụng cho các trường hợp sau:

• Dầu gốc bôi trơn chưa sử dụng, không chứa phụ gia
• Các phân đoạn dầu mỏ không chứa nhựa đường
• Các mẫu có điểm sôi ở áp suất khí quyển trên 300 độ.
• Thông thường, nồng độ các hợp chất thơm đa vòng dao động từ 1-15 phần trăm theo khối lượng.

Mặc dù phương pháp này đôi khi có thể được sử dụng ngoài các giới hạn này, nhưng dữ liệu về độ nhạy ban đầu đã được xác thực trong phạm vi này.

Tiêu chuẩn IP 346 được xem là quan trọng vì những lý do sau:

• Đánh giá sức khỏe và an toàn: Thử nghiệm này liên quan chặt chẽ đến việc đánh giá độc tính của các sản phẩm dầu mỏ. Dầu có hàm lượng polycyclic aromatic cao có thể gây nguy cơ ung thư khi tiếp xúc lâu dài với da. Các nghiên cứu đã chỉ ra mối tương quan mạnh mẽ giữa kết quả IP 346 và các nghiên cứu gây ung thư trên da chuột thông thường.
• Tuân thủ quy định: Tại châu Âu, tiêu chuẩn này được sử dụng rộng rãi trong các quy định về hóa chất như IP 346, REACH và hệ thống phân loại CLP. Ngưỡng thường được nhắc đến là: chiết xuất dimethyl sulfoxide ở mức tối đa 3%. Các sản phẩm dưới giới hạn này thường được coi là có tiềm năng gây ung thư thấp hơn. Ngưỡng này đặc biệt quan trọng đối với:
  • Dầu xử lý cao su
  • Dầu dùng trong sản xuất lốp xe
  • Dầu gốc bôi trơn
  • Dầu chế biến có nguồn gốc từ dầu mỏ
• Kiểm soát chất lượng trong nhà máy lọc dầu: Các nhà máy lọc dầu sử dụng tiêu chuẩn này để giám sát hiệu quả của các quy trình lọc dầu như chiết dung môi, thủy phân, xử lý hydro và hydro hóa. Quá trình lọc dầu chuyên sâu hơn thường làm giảm hàm lượng các hợp chất thơm đa vòng và cải thiện độ an toàn của sản phẩm.
• Bảo vệ môi trường và sức khỏe nghề nghiệp: Tiêu chuẩn này giúp hạn chế các hợp chất thơm nguy hiểm bằng cách:
  • Để giảm thiểu sự tiếp xúc của người lao động.
  • Nâng cao an toàn nơi làm việc
  • Nhằm hỗ trợ các sản phẩm dầu mỏ an toàn hơn cho môi trường.
  • Tạo điều kiện cho các ứng dụng con bảo mật hơn.

Việc được chấp nhận rộng rãi trong các ngành công nghiệp bôi trơn, lọc dầu và cao su đã biến tiêu chuẩn IP 346 trở thành một tiêu chuẩn quan trọng trong đánh giá độc tính dầu mỏ và kiểm soát chất lượng.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm và chuyên môn, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử tuân thủ tiêu chuẩn IP 346 cho các doanh nghiệp.