汽油透过度测定装置

ULVAC　　---------------------------------------------------　　全球首次将共振偏移测定装置“RSM-1”投入生产并开始进入市场　　可以评价以纳米为单位计量厚度的液体的粘性以及摩擦润滑特性　　阿里巴克理工株式会社　　阿里巴克理工(株)(横浜市绿区 代表董事兼总经理石井芳一)利用独立行政法人科学技术振兴机构的独创性展开事业(独创典型化)，作为学校法人、东北大学多元物质科学研究所的栗原和枝教授独自开发的评价微细空间液体特性的方法——共振偏移测定法，通过承接测定非透明基板间的表面附着力的双通道型表面附着力测定技术，成功地将共振偏移装置(Resonanca shear Measurement System)“RSM-1”投入生产。下面将就此装置进行说明。　　【背景】　　众所周知，夹在两个固体表面的液体，在两表面的距离缩减到纳米级(分子大小的数倍程度)以下之后，相贴及界面的效果影响使形成规格构造和粘度急剧上升会导致体积有很大的变化。　　此距离强烈依存液体分子间以及液体分子与固体表面间的相互作用。在以前，也有利用表面附着力装置(Surface Force Apparatus)评价纳米级厚度液体的粘性、摩擦润滑特性的偏移测定装置，但是，一个装置无法完全测量这些特性(表1)。　　这次投入市场的共振偏移测定装置“RSM-1”，是使夹在两个固体表面间的液体，按纳米级刻度连续改变液膜的厚度，同时，进行共振偏移测定。从测定结果可以得到液体的构造化活动、粘附、摩擦润滑等特性通过距离函数对其进行评价。此外，还可以评价表面附着力表面电位、粘着力、吸附性等特性。　　 　　本次投入生产的装置，在表面间距离的测定中，在运用以前常用的透过型干涉法(FECO法)的基础之上还利用反射型双镜干涉法可测试以前不能测定的非透明试料。　　而且，本装置配备了通过测定连接下表面弹簧的松弛度，用弹簧秤法精密地测定表面间作用力的距离依存性的表面力测定图。　　【主要特征】　　① 双通道型共振偏移测定装置，使用共振法，能抗噪音，可测定高敏感度偏移反应。　　② 利用傅利叶变换法，可以快速测定偏移反应(2~10秒)。　　③ 可以测定、控制表面间的距离，双通道型干涉法的分辨率(1nm)，FECO法的分辨率(0.1nm)　　④ 不仅适用于透明试料，也适用于非透明试料，大大扩展了实用试料的评价范围。　　⑤ 可以以纳米单位控制表面间的距离，连续地测定从液流状态到摩擦状态的特性。　　【测定案例】　　¨ 夹在云母间纳米级厚度的水　　→观测在表面间距离1nm以下逐渐发生的构造化、粘性的增加。　　¨ 润滑剂、以及它的模型系列　　→观测摩擦润滑特性、变为润滑剂的添加剂效果以及细长形蠕变现象。　　¨ 用于增粘剂的碳酸钙钠粒子间的表面修饰的效果　　→利用分解溶媒(邻苯二甲酸二辛脂)阐明增粘结构　　【应用】　　以前摩擦机构的理解只停留在现象理论层面，如今利用本装置可以评价分子级别的具体摩擦机构，可以设计更加有效的系统，有效减少了摩擦、磨耗引起的能量损失，从而为实现低碳社会做出技术革新方面的贡献。　　而且通过利用本装置可以从纳米单位评价高端材料的特性，可以构建纳米级的设计方针，因此可以更有效率地进行材料设计，从而振兴高附加价值的新型材料制造产业。　　【装置规格及使用】　　1、 装置规格　　测定温度：室温　　必要试料量：20～30µ l的非挥发性试料　　测定方式：表面附着力测定　　共振偏移测定：频率扫描方式　　：傅利叶变换方式　　表面间距离最高分辨率：1nm(根据选件0.1nm)由测试环境决定　　表面间驱动距离:5µ l到接触　　2、 使用　　电源：AC 100V 20 A　　安装面积：约900mm(W)×约700mm (D)　　【销售体制】　　本装置的应用为涂料密封胶、润滑剂、化妆品的测验，以及机械、设备、陶瓷的表面评价，以上行业的厂家、研究开发机构为使用目标客户。　　 　　【测定原理】　　共振偏移测定(如图所示)将夹在两个平滑的固体表面的液膜厚度从微米级开始接触并通过纳米级的分解能进行控制，使上表面左右振动，然后根据共振法测定其对应的偏移。利用此装置上部的偏移单元的机械性共振反应，可以从共振频率和反应强度评价被夹液体特性的变化。因利用了共振频率的较大反应，可在高敏感度，高噪音的环境下进行测定。

table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="600"tbodytrtd width="142"p style="line-height: 1.75em "成果名称/p/tdtd width="506" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "汽油中芳烃及醇醚类组分定量分析装置/p/td/trtrtd width="142"p style="line-height: 1.75em "单位名称/p/tdtd width="506" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "中国科学院大连化学物理研究所/p/td/trtrtd width="142"p style="line-height: 1.75em "联系人/p/tdtd width="158"p style="line-height: 1.75em "关亚风/p/tdtd width="161"p style="line-height: 1.75em "联系邮箱/p/tdtd width="187"p style="line-height: 1.75em "guanyafeng@dicp.ac.cn/p/td/trtrtd width="142"p style="line-height: 1.75em "成果成熟度/p/tdtd width="506" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "□正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 √可以量产/p/td/trtrtd width="142"p style="line-height: 1.75em "合作方式/p/tdtd width="506" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "√技术转让 □技术入股 □合作开发 □其他/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong成果简介：/strong/pp style="line-height: 1.75em "/pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/eb720d47-6740-4d0e-a41d-be0c1bfdb558.jpg" style="width: 300px height: 185px " title="芳烃及醇醚-2.png" width="300" height="185" border="0" hspace="0" vspace="0"//pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/5495a0ea-d95f-45a8-9020-e7f3704ae497.jpg" title="芳烃及醇醚-1.png" width="300" height="227" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 300px height: 227px "/br//pp style="line-height: 1.75em "br/ 该装置和方法采用毛细管柱串联—切割反吹的方法将汽油中芳烃完全与其它烃类分离，但是所有组分从同一个检测器定量检测，因此可以与其它组分进行校正归一化定量。在切割反吹的过程中允许较长的时间窗口，从而在不采用外标的情况下，获得准确的定量分析数据。 br/ strong主要技术指标： /strongbr/ 分析沸点在380℃以下的组分。在分析汽油中含氧组分时，允许切割窗口时间：≤12sbr/ strong技术特点： /strongbr/ 传统的国标或ASTM方法分析汽油中含氧组分的中心切割时间窗口仅为0.2 s，对仪器设备和色谱柱的性能要求很高。而本方法在切割反吹的过程中允许的时间窗口为12 s，在12秒内对定量误差没有影响，而且不必采用外标定量。这项技术可用于轻质油的组分分析、ppm级苯含量测定，以及乙醇汽油中醇类含量的测定。br//p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong应用前景： /strongbr/ 用于石油、化工等领域中芳烃及醇醚类组分定量分析。市场容量为200-400台/年，具有广阔的推广应用前景。/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong知识产权及项目获奖情况： /strongbr/ 以技术秘密形式保护知识产权。/p/td/tr/tbody/tablepbr//p

本文由标准由国家石油石化产品质量监督检验中心(广东) 闻环著，文章禁止任何形式的转载、摘录，违者必究。1、研究背景硅并非汽油的天然组分。车用汽油中即使含有低含量的硅，也可引起氧传感器失灵，含硅汽油经燃烧后生成二氧化硅，在发动机火花塞、三元催化转化器等形成沉积物，致使汽车发动机发生故障，出现抖动、熄火等问题。2007年，英国东南部数千辆汽车陷入“瘫痪”状态，后经英国贸易标准协会调查后确认，汽油中含有的硅元素是汽车抛锚的罪魁祸首。在国内，例如2010年5月岳阳中石化“问题汽油”致上千辆汽油火花塞堵塞事件，事故原因分析可能与硅含量异常有关。2015年3月贵州省黔东南市岑巩县苗冲和羊桥两个加油站同时发生“问题汽油”事件，问题汽油导致上百辆汽车熄火，火花塞布满灰白色沉积物、三元催化器受损。2020年7月黑龙江省哈尔滨市淮南加油站“问题汽油”原因追溯再次证明与硅有关。汽油硅来源追溯分为两种来源，一是来自炼油工艺，炼油厂焦化装置中使用的脱泡剂可能带来硅污染。2014至2015年我们实验室监测某炼厂多批次焦化汽油硅在1～5 mg/kg，焦化柴油和焦化蜡油中也存在低含量的硅。另一种来源则是采用含硅的废弃溶剂作为原料调和成品汽油，这种风险多发生在小型炼油企业或者社会调油企业。2、标准状况分析2013年世界燃油规范第五版中规定二类燃油要求硅含量不可察觉（1mg/kg）。我国现行的车用汽油国家标准GB 17930-2016中5.1条规定车用汽油中不得人为添加含硅化合物，但还没有做出限量规定。自2011年以来中石化等企业制定的外采汽油指标规定硅含量不大于3mg/kg。2021年北京市发布的车用汽油地方标准 DB11/238-2021首次引入了硅的限量指标“硅含量不大于2mg/kg”，并指定按GB/T 33647标准检测。2022年待发布的GB/T 22030-202X 《车用乙醇汽油调合组分油》也作了相同规定。石油产品中硅含量的测定通常分为两种，重质石油产品多采用干法灰化消解或微波消解前处理，再经ICP-OES或AA检测无机硅含量。例如IP 501-05和SH/T 0706检测重质燃料油中硅，采用铂金坩埚24小时熔融灰化前处理。轻质石油产品多采用ICP-OES或XRF直接进样法检测，主要用于检测有机硅化合物，减少和避免了样品的挥发损失，且试验操作简便快速。目前主要用于汽油硅含量的检测方法有ICP-OES法和WD-XRF法，相关的方法标准有GB/T 33647、GB/T 33465、ASTM D 7111和NB/SH/T 0993.其中GB/T 33647-2017方法是采用配有加氧装置的ICP-OES，雾化室冷却温度为-10℃。汽油样品经异辛烷稀释4倍后直接进入ICP-OES检测，推荐以六甲基二硅氧烷作为标准物质用异辛烷稀释配制硅标准溶液，外标法定量分析。适用于检测硅含量为（1～50）mg/kg的汽油样品。GB/T 33465-2016也是采用配有加氧装置的ICP-OES。汽油样品经煤油稀释4倍后直接进样分析，推荐以苯基三乙氧基硅烷作为标准物质用煤油稀释配制硅标准溶液，内标法定量分析。适用于检测硅含量为（1～1000）mg/kg的汽油样品。ASTM D 7111-16也是采用配有加氧装置的ICP-OES,直接进样分析，推荐以市售混合标准溶液（例如CANOSTAN公司S21+K标液）用煤油稀释配制硅标准溶液，内标法定量分析，适用于检测硅含量为（0.1～2.0）mg/kg的中间馏分油样品。NB/SH/T 0993-2019则是采用MWD-XRF法，汽油样品直接进样，推荐以八甲基环四硅氧烷作为标准物质，用异辛烷和甲苯混合溶剂稀释，外标法定量分析，适用于检测硅含量为（3～100）mg/kg的汽油样品。XRF仪器性能稳定，无需每次开机时做标准曲线，操作简单便捷，但是其灵敏度不及ICP-OES，不适合检测硅含量低于3mg/kg的汽油样品。2018年吴志鹏等报道采用ICP-OES法(GB/T33647)和MDW-XRF法进行汽油硅含量对比分析，结果表明硅含量低于50mg/kg情况下，MWD-XDF结果高于ICP-OES法，受仪器灵敏度，方法差异性影响。随着硅浓度增大，两种方法结果差异也越来越小。2020年章然等报道采用ICP-OES法(GB/T33465)和HF-XRF法进行对比分析，研究不同形态硅有机化合物对汽油硅结果影响。结果表明，对于硅含量为（1～1200）mg/kg的汽油样品，HF-XRF硅结果与理论值相差不大，而GB/T33465对六甲基硅醚等5种硅有机化合物的响应值明显高于理论值。HF-XRF不受硅化合物形态影响，在定量分析未知形态有机硅时更具优势。