Determination of the total acid number (TAN) using thermometric titration

Význam tématu

Stanovení celkového čísla kyselosti (TAN) je klíčové pro kontrolu kvality a životnost motorových a průmyslových olejů. Hodnota TAN indikuje stupeň degradace ropných produktů, přítomnost kyselých produktů rozkladu a potenciální korozní riziko v mazacích a hydraulických systémech.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované práce bylo ověřit novou metodu termometrické titrace pro stanovení TAN v nevodném prostředí a porovnat ji se zavedenou potenciometrickou titrací podle normy ASTM D 664. Studie se zaměřila na rychlost, reprodukovatelnost, robustnost a minimální nároky na údržbu měřicí sondy.

Použitá metodika

Vzorek oleje se odváží a rozpuští v nemísitelném hydrokarbon-alkoholovém roztoku (toluén/isopropanol). Jako katalyzátor koncového bodu se přidává paraformaldehyd. Titrace se provádí přidáváním 0,1 mol/L hydroxidu draselného (nebo tetrabutylammoniového) v isopropanolu při konstantní rychlosti. Změna teploty způsobená endotermní reakcí je monitorována vysoce citlivým teplotním čidlem. K přesnému vyhledání koncového bodu se využívá druhá derivace teplotně-objemové křivky.

Použitá instrumentace

• Potenciometrický titrátor Metrohm 859 Titrotherm
• Automatický vzorkovač Robotic Sample Processor XL (Metrohm 815)
• Dávkovací zařízení Dosinos 800 (kód 228.545) a Pump Unit 772
• Řídicí software tiamo™ 2.2

Hlavní výsledky a diskuse

Metodou termometrické titrace byl stanoven referenční standard TAN030 (Paragon Scientific Ltd.) s certifikovanou hodnotou 2,93 mg KOH/g. Naměřená hodnota 2,87 mg KOH/g prokázala velmi dobrou shodu s certifikátem. Analýza proběhla za méně než jednu minutu, přičemž metoda vykázala vynikající reprodukovatelnost a odolnost vůči znečištění senzoru ve srovnání s běžně používanými pH-elektrodami.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé stanovení TAN (cca 1 minutu na vzorek).
• Minimální údržba teplotního senzoru – bez nutnosti rehydratace a čištění.
• Robustnost v nevodném prostředí bez vlivu vodivosti roztoku.
• Jednoduchá příprava vzorku a vysoká propustnost laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze dále rozvíjet integrací do plně automatizovaných pracovišť a sériových analyzátorů pro nepřetržitý monitoring kvality olejů. Díky citlivému teplotnímu senzoru se otevírá prostor pro aplikaci termometrických titracích postupů u jiných typů nevodných titrací (např. alkalinit a koncentrace aditiv) a pro on-line procesní kontroly.

Závěr

Termometrická titrace s katalytickým indikátorem koncového bodu představuje efektivní alternativu k tradičním metodám stanovení TAN. Nabízí vyšší rychlost, spolehlivost a minimální nároky na údržbu, což přispívá ke zvýšení provozní efektivity a kvality analytických dat v petrochemickém průmyslu.

Reference

• ASTM D 664 Standard Test Method for Acid Number of Petroleum Products by Potentiometric Titration.
• ASTM D 974 Standard Test Method for Acid and Base Number by Color-Indicator Titration.
• Paragon Scientific Ltd., TAN030 Verification Standard, certifikované 2,93 mg KOH/g.