专利名称：润滑油酸中和速度的检测方法
技术领域：
本发明涉及ー种润滑油酸中和速度的检测方法。
背景技术：
航运业在经济全球化进程中扮演重要角色，在公路、鉄路、水运、航空和管道五种主要交通运输方式中，水运凭借其装货量大、运费低等优势成为当今国际贸易的主要运输方式，约占国际货物运输总量80%的份额。因此，随着世界贸易和航运业蓬勃发展，船用润滑油市场逐步増大。船用润滑油中又以船用发动机油的耗量最大，船用发动机油的性能影响因素最复杂，因此船用发动机油的使用性能很大程度上决定了船东对于润滑油品牌的认可度。由于需要控制运营成本，船用发动机如低速两冲程发动机的气缸润滑、辅助发电机的气缸和曲轴箱的润滑，四冲程发动机的气缸和曲轴箱一般都是使用具有一定硫含量的重质燃料油，因此需要船用发动机油具有一定的碱值，来中和燃料燃烧时产生的酸性物质，以防止酸性腐蚀和磨损。此外，还要求船用发动机油具有较快的酸中和速度，能够在尽可能短的情况下，与船用重质燃料油燃烧产生的酸性物质进行中和反应。船用发动机油的碱值与酸中和速度并不是一一对应的关系，碱值大的发动机油，其酸中和速度未必快。而且如果选用的船用发动机油的碱值过大，无法与酸性产物完全反应的话，会导致部分碱性物质沉积在活塞头部，形成ー层灰白色致密的沉积物，进而导致缸套磨损超大。同时也由于添加剂加量大，油品成本会升高。因此，选择合适酸中和速度适当的船用发动机油，不仅可以为船东节约运行成本，而且对于船用发动机油使用性能的充分发挥也起重要作用。但是，现有的酸中和速度的測定方法还不完善，目前主要是采用压カ测试法(《润滑油》，1997，12 (5)，28 31 页)、pH 值检测法(((Nisseki Review》，1988，197，50 页)和显微观测法(((AIChE Journal)), 1999，45 (9)，2011 2017页)进行船用发动机油酸中和速度的测试。压カ测试法，是使用一个单独的酸反应器，通过测定反应器内气体压カ达到最大值的时间，来评价船用发动机油的酸中和速度。压カ测试法最大的缺点是不能排除反应器内水蒸气对容器内气体的压カ影响。pH值检测法，是使用一个单独的酸反应器，通过在密闭的容器中预先一定量的酸液，然后加入定量的船用发动机油，使船用发动机油和酸液发生反应而释放出CO2，通过测定反应器内PH值的变化情况，来评价船用发动机油的酸中和速度。pH值检测法的最大缺点是反应器内酸液和油会形成ー种油-水混合的乳化体系，使得pH值的测试结果存在极大偏差。显微观测法，是使用一个密闭的毛细管，在管内预先注有船用发动机油，然后加入一定体积的酸液液滴，通过在电子显微镜下观察不同环境温度和压カ下酸液液滴的外观情况，来评价船用发动机油的酸中和速度。显微观测法的最大缺点是方法比较复杂，设备价格昂贵，试验结果主要依靠测试者的主观评价，而没有一个较为直观的数字式的客观結果。综上所述，酸中和速度测试已经成为行业内的ー项难题，目前还没有通用的、可靠的测试方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术不能准确、快速测定润滑油酸中和速度的问题，提供一种新的润滑油酸中和速度的检测方法。该方法具有使用方便、结果准确的特点。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种润滑油酸中和速度的检测方法，包括以下步骤a)润滑油与酸在反应器中发生中和反应，生成CO2 ；b)生成的CO2经空气循环泵泵入含有水和酸碱指示剂的滴定器内液面下方，CO2溶于水，使滴定器内溶液的颜色发生改变；c)在滴定器的外部、液面下方相対的位置设置光源和光传感器；光源发出的光线通过滴定器照射到光传感器上，并转变成电压信号；光通量随滴定器内溶液的顔色变化而变化；光传感器接收到光通量的变化，电压发生变化；随着电压发生变化，控制蠕动泵的启动与关闭；随着蠕动泵的开启，碱性溶液注入滴定器中，中和不断产生的CO2;当润滑油与酸在反应器中的中和反应全部完成，滴定器内溶液的顔色不再发生变化时，蠕动泵关闭；d)通过单位时间内消耗的碱性溶液的体积，经換算得到所述润滑油的酸中和速度。上述技术方案中，步骤a)中，反应条件为温度20 80°C，润滑油与酸的重量比为1: 3 3 :1。所述酸选自 硫酸、硝酸、盐酸或磷酸中的至少ー种。所述光源为发光二极管。所述碱性溶液选自NaOH溶液或KOH溶液。所述酸碱指示剂选自石蕊、姜黄、酚红、间甲酚紫、金莲橙、百里酚蓝、碱蓝、百里香酚酞或酚酞。本发明方法使用前，可以向滴定管内加入KOH溶液，以中和滴定管中溶液事先溶解的ニ氧化碳，直至溶液呈弱碱性为止。对未中和就已呈现弱碱性的溶液，可向滴定管内加入稀盐酸，以便使滴定管内溶液恰好至微酸性，然后再向滴定管内加入KOH溶液，直至溶液呈弱碱性为止。本发明方法的基本原理是船用发动机油内的碱性组分(主要是碳酸钙)与硫酸发生反应，会生成CO2，生成的CO2在密闭的气体管路中溶解在水中，生成碳酸，从而改变滴定管内的こ醇溶液的pH值，进而导致滴定管内溶液的颜色发生变化。光传感器感知到滴定管内溶液发生变化后，带动液体蠕动泵转动，向滴定管内注入碱液，用碱液实时中和不断产生的ニ氧化碳，从而使滴定管内的溶液一直保持在中性状态。单位时间内生成的ニ氧化碳的数量可用公式I进行计算CO2 = l/2*N*V*c*1000(I)其中N-氢氧化钾标准溶液的当量浓度，单位是摩尔/升；V-単位时间内滴定所消耗的氢氧化钾标准溶液的体积(毫升/分钟)；C-C02 的分子量，取 44. 01。
单位时间内生成的ニ氧化碳的数量即为ニ氧化碳的生成速率。记录下从试验开始到试验结束整个试验过程中每一秒钟内ニ氧化碳的生成速率，当ニ氧化碳生成速率达到最大值的时间，记作润滑油的酸中和速度时间。时间越短，酸中和速度越快。采用本发明方法，可以准确、快速测定润滑油酸中和速度，取得了较好的技术效果。
图1为本发明方法示意图。图2为ニ氧化碳生成速率-试验时间曲线图。图1中，I为反应器,2为空气循环泵,3为滴定管,4为螺动泵,5为碱液管,6为光传感器，7为光源。图2中，X轴为试验时间t，Y轴为ニ氧化碳生成速率V。润滑油与酸在反应器中发生中和反应，生成C02。生成的CO2经空气循环泵泵入含有水和酸碱指示剂的滴定器内液面下方，CO2溶于水，使滴定器内溶液的颜色发生改变。在滴定器的外部、液面下方相対的位置设置光源和光传感器；光源发出的光线通过滴定器照射到光传感器上，并转变成电压信号；光通量随滴定器内溶液的颜色变化而变化；光传感器接收到光通量的变化，电压发生变化；随着电压发生变化，控制蠕动泵的启动与关闭；随着蠕动泵的开启，碱性溶液注入滴定器中，中和不断产生的CO2;当润滑油与酸在反应器中的中和反应全部完成，没有CO2生成， 滴定器内溶液的顔色不再发生变化时，蠕动泵关闭。记录下从试验开始到试验结束整个试验过程中每一秒钟内ニ氧化碳的生成速率，当ニ氧化碳生成速率达到最大值的时间，记作润滑油的酸中和速度时间。下面通过实施例对本发明作进ー步的阐述，但本发明不受以下实例范围的限制。
具体实施例方式实施例1 3将2毫升50%重量的百里香酚酞こ醇溶液置于滴定管3内，此时滴定管内溶液呈无色。将50毫升浓度为0.2摩尔/升的KOHこ醇溶液加入碱液管5中。向滴定管内加入KOHこ醇溶液，以中和滴定管中溶液事先溶解的ニ氧化碳，直至溶液呈蓝色为止。将2克船用发动机油和2毫升20% (体积)的硫酸溶液加入到反应器I中，控制温度为60°C，开启搅拌，反应开始。船用发动机油与硫酸在反应器中发生中和反应，生成C02。生成的CO2经空气循环泵泵入含有水和酸碱指示剂的滴定器内液面下方，CO2溶于水，滴定器内溶液的颜色变为无色。光传感器感知到滴定管内溶液发生变化后，带动液体蠕动泵转动，向滴定管内注入碱液，用碱液实时中和不断产生的ニ氧化碳，使滴定管内的溶液一直保持为蓝色。当中和反应完成后，蠕动泵关闭，试验结束。记录下从试验开始到试验结束整个试验过程中每ー秒钟内ニ氧化碳的生成速率，当ニ氧化碳生成速率达到最大值的时间，记作润滑油的酸中和速度时间。对相同碱性添加剤、不同碱值的船用发动机油进行測定，结果见表I。表I
权利要求
1.一种润滑油酸中和速度的检测方法，包括以下步骤a)润滑油与酸在反应器中发生中和反应，生成CO2；b)生成的CO2经空气循环泵泵入含有水和酸碱指示剂的滴定器内液面下方，CO2溶于水，使滴定器内溶液的颜色发生改变；c)在滴定器的外部、液面下方相对的位置设置光源和光传感器；光源发出的光线通过滴定器照射到光传感器上，并转变成电压信号；光通量随滴定器内溶液的颜色变化而变化；光传感器接收到光通量的变化，电压发生变化；随着电压发生变化，控制蠕动泵的启动与关闭；随着蠕动泵的开启，碱性溶液注入滴定器中，中和不断产生的CO2 ;当润滑油与酸在反应器中的中和反应全部完成，滴定器内溶液的颜色不再发生变化时，蠕动泵关闭；d)通过单位时间内消耗的碱性溶液的体积，经换算得到所述润滑油的酸中和速度。
2.根据权利要求1所述的润滑油酸中和速度的检测方法，其特征在于步骤a)中，反应条件为温度20 80°C，润滑油与酸的重量比为1: 3 3 :1。
3.根据权利要求1所述的润滑油酸中和速度的检测方法，其特征在于所述酸选自硫酸、硝酸、盐酸或磷酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的润滑油酸中和速度的检测方法，其特征在于所述光源为发光二极管。
5.根据权利要求1所述的润滑油酸中和速度的检测方法，其特征在于所述碱性溶液选自NaOH溶液或KOH溶液。
6.根据权利要求1所述的润滑油酸中和速度的检测方法，其特征在于所述酸碱指示剂选自石蕊、姜黄、酚红、间甲酚紫、金莲橙、百里酚蓝、碱蓝、百里香酚酞或酚酞。
全文摘要
本发明涉及一种润滑油酸中和速度的检测方法，主要解决现有技术不能准确、快速测定润滑油酸中和速度的问题。本发明通过采用包括以下步骤a)润滑油与酸在反应器中发生中和反应，生成CO2；b)CO2泵入含有水和酸碱指示剂的滴定器内液面下方；c)在滴定器的外部、液面下方相对的位置设置光源和光传感器；光传感器接收到光通量的变化，电压发生变化，控制蠕动泵的启动与关闭；随着蠕动泵的开启，碱性溶液注入滴定器中，中和不断产生的CO2；当滴定器内溶液的颜色不再发生变化时，蠕动泵关闭；c)通过单位时间内消耗的碱性溶液的体积，经换算得到所述润滑油的酸中和速度的技术方案较好地解决了该问题，可用于船舶发动机油的配方研发以及船用发动机油的选用等相关领域。
文档编号G01N21/79GK103033510SQ20111030318
公开日2013年4月10日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者侯仲淼, 郑金花, 肖伟强, 金轶, 王少春 申请人:中国石油化工股份有限公司