一种连续监测燃料的氧化进展程度的方法技术

本发明专利技术提供了一种连续监测燃料的氧化进展程度的方法，包括至少以下步骤：确定用于需要监测的氧化反应进展的至少一种指示剂，测量用于所述燃料中氧化反应进展的所述指示剂的含量，对所述燃料的氧化进展程度进行分类，基于所述分类确定需要采取的措施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种连续监测燃料的氧化进展程度的方法
环境、经济和监管方面的改变已然有利于中间馏分如煤油和燃料油中替代生物燃料和燃料的出现。这些改变涉及燃料的配方、物流和相关的应用。然而，这些改变也伴随着越来越频繁发生的燃料降解的问题。特别用作生物燃料的基于脂肪酸甲酯(FAME)的替代燃料提供了较不稳定的组分，其促进燃料回路中的自氧化和沉积形成。这些沉积和燃料自氧化导致的漆迹的形成在航空和地面运输行业中是关键。这些漆迹可能事实上导致了发动机和涡轮机的主要故障，因而是用户安全方面的关键。因此，至关重要的是能够准确确定燃料的氧化程度，无论是化石来源还是从生物质中获得，以避免使用可能倾向于导致上述现象的具有一定氧化程度的燃料。现有技术专利申请WO14/085009公开了一种可用于制备煤油型燃料的模型，其具有热拐点，可以视作涉及含硫化合物、含氮化合物、芳香化合物的初始组合物与密度的函数。所述方法是基于傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR-MS)类型的表征，特别是航空煤油，以确定它们的热稳定性。专利申请US2008/167823描述了一种采用阻抗谱来测量酯的浓度变化或脂肪酸、甘油酯或甲醇的存在的方法。所述方法可用于测量瓦斯油或煤油类型的燃料中脂肪酸甲酯(FAME)的浓度，也可以测量酸值(总酸值：TAN)，其被视作燃料稳定性和降解的指标。专利US5163982描述了一种基于逆相气相色谱(GC)检测极性物质的存在的方法，其可通过比较方法对燃料的稳定性进行确认和分类。专利申请WO09/080049提出了一种实时或在线测量方法(近红外、荧光)，采用化学计量方法与燃料表征(包括TAN)关联，以在燃料制备期间预测燃料的性质和品质。专利US5475612和专利申请WO94/17391提出了一种通过利用燃料的红外光谱与其物理化学性质之间的相关性来预测燃料性质的方法，一种可能的应用是预测燃料的研究辛烷值(RON)或十六烷指数型性质。一般来说，光谱法，尤其是红外光谱法(IR)，可以用来与燃料的性质相关联。这些可以常规确定的性质可以是密度、粘度或者实际辛烷值。燃料的氧化稳定性和氧化进展程度不是通过分析化学的常规技术确定的。例如，在航空领域，燃料的热稳定性和氧化稳定性通常采用称为喷气燃料热氧化试验器(JFTOT)的方法进行确定，其提供“通过”或“失败”的结果。目前，对于大多数情况，表征燃料氧化稳定性的方法是基于在温度下产品的加速氧化，同时通过氧气消耗或者通过表征形成的产物或通过性质(酸值、导电性等)的改变来监测氧化。然而，这些方法不能用于提供在给定时间漆迹形成的可能与燃料氧化程度的实际状态之间的可靠关联。因此，常常需要结合几种方法来提供详尽的图片。而且，已提出了一些分析技术如傅立叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱(GC)或事实上阻抗谱技术，以确定燃料的稳定性。然而，这些技术仅仅能提供初始状态或者t时间状态的测量。据我们所知，只有专利申请WO09/080049提出了一种可以在燃料制备过程中进行的连续监测方法。因此，开发一种基于使用期间这些燃料的化学组成的变化以及根据温度变化，能够连续监测燃料降解并在严重降解的情况下警告用户的方法，将是非常有利的。申请人开发了一种该类型的新的方法，可用于连续监测燃料变化，用于确定任意时间所述燃料的组成和品质是否足以维持其应用。专利技术目的具体来说，本专利技术涉及一种连续监测燃料的氧化进展程度的方法，包括至少以下步骤：a)确定用于需要监测的氧化反应进展的至少一种指示剂，b)测量用于所述燃料中氧化反应进展的所述指示剂的含量，c)对所述燃料的氧化进展程度进行分类，d)基于所述分类确定需要采取的措施，其特征在于，所述进展指示剂是与所述燃料的一种或多种组分的至少一种氧化反应的至少一种中间体或最终产物或至少一种副产物，并且，所述分类是通过比较所述进展指示剂的所述测量含量与一段时间的加速氧化之后所述燃料中存在的所述进展指示剂的含量进行的，根据方法EN15751(或EN14112,ASTMD6751)测量，以确定所述燃料的感应期(IP)，所述氧化进展程度是：--如果所述测量含量对应于氧化期(P1)严格小于0.5IP(0IP≤P1<0.5IP)，初始，--如果所述测量含量对应于氧化期(P2)大于或等于0.5IP且严格小于1IP(0.5IP≤P2<IP)，中间，--如果所述测量含量对应于氧化期(P3)为1IP或更高(1IP≤P3)，晚期。术语“氧化期”表示与确定IP的参照方法相比，燃料理论上经历氧化的持续时间。因此，本专利技术的方法通过确定所述燃料的进展程度，提供了与现有技术的状态相比辨别燃料品质的互补且不同的方法。本专利技术的一个优点在于，可基于使用期间这些燃料的化学组成的变化以及根据温度变化，连续监测燃料降解并在严重降解的情况下警告用户。本专利技术的另一个优点在于，提供了基于连续监测在液相和气相中代表氧化进展程度的各种分子或分子家族，确定燃料降解程度的新型方法。而且，本专利技术的方法可以有益地用于测量燃料在物流阶段或板载存储阶段的氧化进展程度。附图说明图1显示了证明在不同氧化期之后新鲜模型燃料状态的变化的叠加红外光谱。图2是气相色谱，显示当新鲜模型燃料尚未发生氧化时新鲜模型燃料(正烷烃和不饱和酯的混合物)在0IP的状态。图3是气相色谱，显示了新鲜模型燃料在氧化期之后的状态。专利技术详述在全文的剩余部分，氧化进展程度被定义为：初始阶段、中间阶段和晚期阶段。燃料的氧化反应具有伴有多个反应中间体的复杂化学动力学。这些反应中间体是所述氧化反应进展程度的指示剂。因此，氧化反应的进展程度与反应中间体的数量、副产物的数量以及最终产物的数量直接相关，所述产物是与所述燃料的一种或多种组分的至少一种氧化反应形成的，由于燃料的化学组成随着其氧化程度而变化。因此，可以通过确定所述反应中间体、所述副产物和/或所述最终产物的含量来确定燃料是否处于初始氧化阶段、中间氧化阶段或晚期氧化阶段。因此，本专利技术涉及一种连续监测燃料的氧化进展程度的方法，包括至少以下步骤：a)确定用于需要监测的氧化反应进展的至少一种指示剂，b)测量用于所述燃料中氧化反应进展的所述指示剂的含量，c)对所述燃料的氧化进展程度进行分类，d)基于所述分类确定需要采取的措施，其特征在于，所述进展指示剂是与所述燃料的一种或多种组分的至少一种氧化反应的至少一种中间体或最终产物或至少一种副产物，并且，所述分类是通过比较所述进展指示剂的所述测量含量与一段时间的加速氧化之后所述燃料中存在的所述进展指示剂的含量进行的，根据方法EN15751(或EN14112,ASTMD6751)测量，以确定所述燃料的感应期(IP)，所述氧化进展程度是：--如果所述测量含量对应于氧化期(P1)严格小于0.5IP(0IP≤P1<0.5IP)，初始，--如果所述测量含量对应于氧化期(P2)大于或等于0.5IP且严格小于1IP(0.5IP≤P2<IP)，中间，--如果所述测量含量对应于氧化期(P3)为1IP或更高(1IP≤P3)，晚期。根据本专利技术的方法有利地适用于任何化石来源的燃料或从生物质中获得的燃料。在一个优选的实施方式中，所述燃料选自：煤油、瓦斯油和汽油。根据本专利技术的方法可以有益地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续监测燃料的氧化进展程度的方法，包括至少以下步骤：a)确定用于需要监测的氧化反应进展的至少一种指示剂，b)测量用于所述燃料中氧化反应进展的所述指示剂的含量，c)对所述燃料的氧化进展程度进行分类，d)基于所述分类确定需要采取的措施，其特征在于，所述进展指示剂是与所述燃料的一种或多种组分的至少一种氧化反应的至少一种中间体或最终产物或至少一种副产物，并且，所述分类是通过比较所述进展指示剂的所述测量含量与一段时间的加速氧化之后所述燃料中存在的所述进展指示剂的含量进行的，根据方法EN 15751测量，以确定所述燃料的诱导期(IP)，所述氧化进展程度如下：‑‑如果所述测量含量对应于氧化期(P1)严格小于0.5IP(0IP≤P1<0.5IP)，初始，‑‑如果所述测量含量对应于氧化期(P2)大于或等于0.5IP且严格小于1IP(0.5IP≤P2<IP)，中间，‑‑如果所述测量含量对应于氧化期(P3)为1IP或更高(1IP≤P3)，晚期。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.05 FR 15540111.一种连续监测燃料的氧化进展程度的方法，包括至少以下步骤：a)确定用于需要监测的氧化反应进展的至少一种指示剂，b)测量用于所述燃料中氧化反应进展的所述指示剂的含量，c)对所述燃料的氧化进展程度进行分类，d)基于所述分类确定需要采取的措施，其特征在于，所述进展指示剂是与所述燃料的一种或多种组分的至少一种氧化反应的至少一种中间体或最终产物或至少一种副产物，并且，所述分类是通过比较所述进展指示剂的所述测量含量与一段时间的加速氧化之后所述燃料中存在的所述进展指示剂的含量进行的，根据方法EN15751测量，以确定所述燃料的诱导期(IP)，所述氧化进展程度如下：--如果所述测量含量对应于氧化期(P1)严格小于0.5IP(0IP≤P1&lt;0.5IP)，初始，--如果所述测量含量对应于氧化期(P2)大于或等于0.5IP且严格小于1IP(0.5IP≤P2&lt;IP)，中间，--如果所述测量含量对应于氧化期(P3)为1IP或更高(1IP≤P3)，晚期。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料选自：煤油、瓦斯油和汽油。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述进展指示剂是一种或多种属于选自下组的家族的分子：醛、醇、酮、酮酸、环氧化物和羧酸。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述进展指示剂是选自下组的家族的具体分子：醛...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·阿尔夫斯夫图纳托，A·本阿玛拉，N·尤兰德，L·斯塔克，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR