專利名稱：乳化液皂化值和雜油含量的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用紅外線分光光度計(jì)測(cè)定乳化液皂化值和烷烴類雜油含量的方法，特別是測(cè)定鋼鐵軋制用的乳化液中的皂化值和雜油含量的方法。
鋼鐵軋制用的乳化液是由植物提取物制備而成，乳化液中皂化值的高低是反應(yīng)軋制油質(zhì)量高低的重要指標(biāo)，其皂化值高低由乳化液中飽和脂肪酸酯的含量決定，乳化液使用一段時(shí)間后，由于飽和脂肪酸酯消耗、酸敗或混入雜油(烷烴類物質(zhì))，造成皂化值降低，影響乳化液質(zhì)量，而乳化液質(zhì)量的好壞，直接影響了軋制鋼鐵產(chǎn)品的表面質(zhì)量，因此測(cè)定乳化液中皂化值和雜油含量，是乳化液分析的重要項(xiàng)目。目前，測(cè)定乳化液皂化值的方法為容量法(GB8021-87“石油產(chǎn)品皂化值的測(cè)定方法”)，是采用酸堿中和反應(yīng)的原理，首先將乳化液用氯化鈉破乳后，用丁酮提取油分，再稱量定量的油分試樣溶于丁酮中，與定量的氫氧化鉀乙醇溶液一起加熱回流，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的堿。根據(jù)其滴定結(jié)果，計(jì)算其皂化值，該方法操作復(fù)雜，消耗試劑、時(shí)間、水、電等較多，而且不能測(cè)定烷烴類雜油的含量。日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平6-102177公開(kāi)的“油的皂化值、酸值及脂肪酸鐵的測(cè)定”，是將試樣中的油分萃取在四氯化碳或三氯甲烷等溶劑中，將此試劑裝入試樣槽中，用紅外光度計(jì)測(cè)定1600～3200cm-1波數(shù)的吸光度，即用2750～3100cm-1附近的CH結(jié)合與1670～1800cm-1附近的羰基的吸光光譜的面積比或峰高比計(jì)算皂化值。由于在2750～3100cm-1波數(shù)附近，有CH和苯環(huán)等多種官能基的吸收，不能唯一的定量CH基官能團(tuán)，確定測(cè)定峰比較困難。同時(shí)該方法采用裝有試樣萃取液的比色槽在紅外分光光度計(jì)上測(cè)定1600～3200cm-1波數(shù)的光譜，從目前技術(shù)來(lái)看，能作為固定紅外比色槽的只有石英槽，而石英槽對(duì)波數(shù)2000cm-1以下的紅外有吸收，因此無(wú)法測(cè)定其所述的1670～1800cm-1波數(shù)的紅外光譜，如采用其它材料作成比色槽，由于光學(xué)材料硬度不夠或容易吸潮等原因，制作、裝樣、清洗都很麻煩。
本發(fā)明的目的旨在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，得到一種用紅外光度計(jì)測(cè)定乳化液中皂化值的測(cè)定方法，操作簡(jiǎn)單，減少測(cè)定時(shí)間、試劑和能源的消耗，精密度高，并可測(cè)定雜油含量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)解決方案為一種乳化液皂化值和雜油含量的測(cè)定方法，是測(cè)定在紅外光區(qū)碳?xì)浠衔锏奶卣魑张c羰基物質(zhì)的特征吸收的吸光度或透過(guò)率的對(duì)數(shù)值之比，是將從乳化液中萃取出的基油或用于制備乳化液的原油涂在一定的窗片材料上，測(cè)定在1400～1800cm-1波數(shù)下的紅外光譜。
乳化液皂化值的測(cè)定方法為將從乳化液萃取出的基油涂在一定的窗片材料上分別測(cè)定1745～1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(X1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?X2)，計(jì)算出X1／X2值，求出其皂化值。
乳化液皂化值的測(cè)定方法為將從乳化液萃取出的基油涂在一定的窗片材料上分別測(cè)定1745～1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(X1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?X2)對(duì)應(yīng)的透過(guò)率TX1、TX2，
乳化液中雜油含量的測(cè)定方法為將用于制備乳化液的軋制原油分別測(cè)定1745～1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(Y1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?Y2)，計(jì)算出X2／X1值和Y2／Y1值，求得
乳化液中雜油含量的測(cè)定方法為將用于制備乳化液的軋制原油分別測(cè)定1745～1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(Y1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?Y2)對(duì)應(yīng)的透過(guò)率TY1、TY2，求得
窗片材料為溴化鉀、氯化鈉、碘化銫、氟化鈣、氯化銀、溴化銫以及人工混晶材料如KRS-5或KRS-6中任何一種晶體。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1為軋制油(N428)的透過(guò)率光譜圖。
圖2為軋制油(N428)的吸光度光譜圖。
圖3為軋制油中雜油油膜油(M220)的透過(guò)率光譜圖。
圖4為軋制油中雜油系統(tǒng)循環(huán)油(VAC133)的透過(guò)率光譜圖。
圖5為軋制油中雜油液壓油(DTE26)的透過(guò)率光譜圖。
圖6為軋制油中雜油齒輪油(OMALA320)的透過(guò)率光譜圖。
圖7為被測(cè)乳化液皂化值的標(biāo)準(zhǔn)檢量線。
油脂的皂化值是指一克的油脂在與堿的水溶液共煮，發(fā)生皂化反應(yīng)時(shí)所需氫氧化鉀的毫克數(shù)，皂化值的大小實(shí)際是反映出油脂的平均分子量，因此對(duì)某一固定組成的油脂來(lái)說(shuō)，其皂化值的大小基本是不變的，但軋制油溶解于水形成的乳化液在軋制的生產(chǎn)過(guò)程中，由于設(shè)備中其他烷烴油類的混入，使得從乳化液中萃取出的基油已不再僅為軋制油，而含有了其它雜油的成分，因此萃取的基油皂化值有了變化，其中混入的雜油越多，其皂化值越小。
本發(fā)明的關(guān)鍵在于測(cè)定乳化液萃取油在1400～1800cm-1波數(shù)下的紅外光譜，來(lái)測(cè)定其中雜油含量和皂化值，對(duì)于軋制油可能混入的雜油有油膜油(圖3)、系統(tǒng)循環(huán)油(圖4)、液壓油(圖5)、齒輪油(圖6)，它們均為烷烴類物質(zhì)。
參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖，從對(duì)軋制油和其它各種雜油的紅外圖譜分析中可知，在1740cm-1附近吸收峰為酯類物質(zhì)羰基(C=O)基的特征吸收峰，因此可以根據(jù)此峰將軋制油和其它烷烴油類相區(qū)別，也可以用此吸收峰的強(qiáng)弱來(lái)定量一定量的乳化液萃取的基油中的軋制油含量。由于在紅外分析時(shí)，在窗片材料上涂油層的量無(wú)法確定，僅用1745～1720cm-1附近吸光度強(qiáng)弱來(lái)定量軋制油含量是不行的，考慮到在1465±20cm-1附近有碳?xì)浠镔|(zhì)CH3CH2官能團(tuán)的特征吸收，是烷烴和酯類物質(zhì)共有的吸收峰，因此可以用1745～1720cm-1和1465±20cm-1附近的吸光值度的比值來(lái)定量萃取基油中酯類物質(zhì)的多少，即測(cè)定1745～1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(X1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?X2)，計(jì)算出X1／X2值，從檢量線上求出其皂化值(圖7)。
其中，Tx1為X1吸光度對(duì)應(yīng)的透過(guò)率，Tx2為X2吸光度對(duì)應(yīng)的透過(guò)率，所以可以從透過(guò)率的對(duì)數(shù)值之比logTx1logTx2]]>的值求出皂化值。
對(duì)于未混入雜油的軋制油來(lái)說(shuō)，由于其皂化值高低由乳化液中飽和脂肪酸酯羰基(C=O)物質(zhì)的含量決定，因此在1465±20cm-1處有CH3CH2官能團(tuán)的特征吸收，在1745～1720cm-1處有羰基的特征吸收峰，這二處吸收峰值之比值應(yīng)為一常數(shù)，烷烴類雜油在1465±20cm-1處也有CH3CH2官能團(tuán)的特征吸收，由1740cm-1附近的吸光度和1460cm-1附近的吸光度的相對(duì)值的大小，可以定量出乳化液萃取的基油中雜油(烷烴類物質(zhì))和酯類物質(zhì)含量的多少。因此可根據(jù)1465±20cm-1吸光值的增加來(lái)定量出乳化液中混入的雜油含量，即將用于制備乳化液的軋制原油分別測(cè)定1745-1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(Y1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?Y2)，計(jì)算出X2／X1值和Y2／Y1值，求得
同樣，用透過(guò)率的對(duì)數(shù)值之比計(jì)算可得到
其中，Tx1為X1吸光度對(duì)應(yīng)的透過(guò)率，Tx2為X2吸光度對(duì)應(yīng)的透過(guò)率，Ty1為Y1吸光度對(duì)應(yīng)的透過(guò)率，Ty2為Y2吸光度對(duì)應(yīng)的透過(guò)率。
本發(fā)明的測(cè)定方法是將萃取的基油涂在一定窗片材料的晶片上，窗片材料為溴化鉀(KBr)、氯化鈉(NaCl)、碘化銫(CsI)、溴化銫(CsBr)、氟化鈣(CaF)、氯化銀(AgCl)以及人工混晶材料(KRS-5或KRS-6)。上述窗片材料在紅外區(qū)基本沒(méi)有吸收，用來(lái)進(jìn)行1400～1800cm-1的紅外光譜測(cè)定，可克服現(xiàn)有技術(shù)使用比色槽測(cè)定的種種不足之處。
下面介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
1．乳化液中皂化值的測(cè)定方法1)繪制檢量線用80毫升燒杯五只，分別在每只燒杯內(nèi)稱取2克要分析的軋制油，再在五只燒杯內(nèi)分別加入可能在乳化液中混入的其它油類(烷烴類)0、0．5、1、1．5、2克，混合均勻，溶入水中制成五個(gè)標(biāo)樣，再將五個(gè)標(biāo)樣用GB8021-87“石油產(chǎn)品皂化值的測(cè)定方法”的規(guī)定萃取后測(cè)定萃取基油的皂化值。然后將五個(gè)標(biāo)樣萃取基油涂在溴化鉀晶片上，用紅外分光光度計(jì)上分別測(cè)定1745～1720cm-1附近的吸光度值(X1)和1465±20cm-1附近的吸光度值(X2)，再根據(jù)容量法測(cè)定的皂化值和X1／X2值，繪制檢量線(圖7)。
2)樣品分析(1)取約100毫升乳化液置于燒杯中，加氯化鈉10克破乳，(2)在電熱板上加熱至75℃，待其全溶后取下移入250毫升分液漏斗中，(3)以45～50毫升丁酮分三次洗滌燒杯，并同時(shí)移入分液漏斗中強(qiáng)烈振蕩數(shù)分鐘，(4)待其分層，棄去水相，將油和丁酮相濾去鐵皂和不溶物，濾液移至200毫升燒杯中，(5)將濾置于電熱板上除去丁酮后即得基油，冷卻至室溫，(6)將基油涂于溴化鉀晶片上，在紅外分光光度計(jì)上分別測(cè)定1745～17202cm-1附近的吸光度值(X1)和1465±20cm-1附近的吸光度值(X2)，(7)計(jì)算出X1／X2值，從檢量線上求得其皂化值。
2．乳化液中雜油含量的測(cè)定方法(1)同皂化值測(cè)定方法中的(1)～(6)，(2)將未配成乳化液的軋制原油涂于溴化鉀晶片上，在紅外分光光度計(jì)上分別測(cè)定1745～1720cm-1附近的吸光度值(Y1)和1465±20cm-1附近的吸光度值(Y2)，(3)計(jì)算出X2／X1值和Y2／Y1值，
3)皂化值精密度試驗(yàn)對(duì)不同濃度水平的皂化值的，分別進(jìn)行了數(shù)次測(cè)定，分析結(jié)果如表1，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5％，表明其精密度較好。
4)雜油含量的準(zhǔn)確度測(cè)定用萬(wàn)分之一的天平準(zhǔn)確稱取一定量的軋制油和齒輪油配置成試驗(yàn)樣，將試驗(yàn)樣溶于去離子水中，上述方法測(cè)定雜油含量，結(jié)果如表2，表明用該方法測(cè)出的雜油含量與雜油含量的配置值的差異是不明顯的，測(cè)定雜油含量的方法準(zhǔn)確度好。
本發(fā)明的關(guān)鍵是分別測(cè)定1745-1720cm-1附近的酯類羰基物質(zhì)的吸收光度值(X1)和1465±20cm-1附近CH3CH2官能團(tuán)的特征吸收，而現(xiàn)有技術(shù)(特開(kāi)平6-102177)所選用2750～3100cm-1附近有CH和苯環(huán)等多種官能基的吸收，在此波數(shù)附近，對(duì)于一般的紅外分光光度計(jì)可以分辨出七條吸收峰，因此不能唯一的定量CH基官能團(tuán)，確定測(cè)定峰比較困難。本發(fā)明采用1465±20cm-1附近的官能團(tuán)特有的吸收峰作為混入乳化液中烷烴類物質(zhì)量的測(cè)定，其準(zhǔn)確度高；并采用萃取的基油涂在一定的窗片材料上，可以進(jìn)行1400～1800cm-1的紅外光譜測(cè)定，克服了使用比色槽測(cè)定的缺陷。
與現(xiàn)有技術(shù)的容量法相比，本發(fā)明中測(cè)定乳化液中皂化值的方法，分析精度相同，精密度好，在操作上大大簡(jiǎn)化，方法簡(jiǎn)單易于掌握，測(cè)定時(shí)間由容量法的63分鐘減少到2分鐘；減少試劑費(fèi)用和對(duì)環(huán)境的污染；消耗的水、電、能源費(fèi)用為容量法的1／273。
權(quán)利要求
1．一種乳化液皂化值和雜油含量的測(cè)定方法，是測(cè)定在紅外光區(qū)碳?xì)浠衔锏奶卣魑张c羰基物質(zhì)的特征吸收的吸光度或透過(guò)率的對(duì)數(shù)值之比，其特征在于將從乳化液中萃取出的基油或用于制備乳化液的原油涂在一定的窗片材料上，測(cè)定在1400～1800cm-1波數(shù)下的紅外光譜。
2．根據(jù)權(quán)利要求1中所述的乳化液皂化值和雜油含量的測(cè)定方法，其特征在于所述的乳化液皂化值的測(cè)定方法為將從乳化液萃取出的基油涂在一定的窗片材料上分別測(cè)定1745～1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(X1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?X2)，計(jì)算出X1／X2值，求出其皂化值。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的乳化液皂化值和雜油含量的測(cè)定方法，其特征在于所述的乳化液皂化值的測(cè)定方法為將從乳化液萃取出的基油涂在一定的窗片材料上分別測(cè)定1745～1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(X1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?X2)對(duì)應(yīng)的透過(guò)率TX1、TX2，
求出其皂化值。
4．根據(jù)權(quán)利要求1中所述的乳化液皂化值和雜油含量的測(cè)定方法，其特征在于所述的乳化液中雜油含量的測(cè)定方法為將用于制備乳化液的軋制原油分別測(cè)定1745～1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(Y1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?Y2)，計(jì)算出X2／X1值和Y2／Y1值，求得
5．根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的乳化液皂化值和雜油含量的測(cè)定方法，其特征在于所述的乳化液中雜油含量的測(cè)定方法為將用于制備乳化液的軋制原油分別測(cè)定1745～1720cm-1波數(shù)附近羰基物質(zhì)的特征吸收光度值(Y1)和1465±20cm-1波數(shù)附近碳?xì)浠衔锏奶卣魑展舛戎?Y2)對(duì)應(yīng)的透過(guò)率TY1、TY2，求得
6．根據(jù)權(quán)利要求1中所述的乳化液皂化值和雜油含量的測(cè)定方法，其特征在于所述的窗片材料為溴化鉀、氯化鈉、碘化銫、氟化鈣、氯化銀、溴化銫以及人工混晶材料如KRS-5或KRS-6中任何一種晶體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種乳化液皂化值和雜油含量的測(cè)定方法,是將從乳化液中萃取出的基油或用于制備乳化液的軋制原油涂在一定的窗片材料如溴化鉀等晶體上面,測(cè)定其1400～1800cm
文檔編號(hào)G01N21/31GK1204055SQ9810174
公開(kāi)日1999年1月6日 申請(qǐng)日期1998年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月29日
發(fā)明者劉韻秋 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵(集團(tuán))公司