Applikationen

Kommerziell erhältliche Kraftstoffe sind komplexe Gemische aus hunderten unterschiedlicher Kohlenwasserstoffe. Für die Kalibrierung von Testmotoren oder für vertiefte experimentelle und rechnergestützte Forschung werden sie mit Hilfe von Ersatzmischungen aus mehreren Komponenten geformt, die genau den gewünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften entsprechen. Laut Definition entspricht jede Octan- und Cetanzahl einem spezifischen Mischungsverhältnis der Referenzkraftstoffe (PRFs - Primary Reference Fuels). Basierend auf dieser Information stellt der tiamoTM gesteuerte automatische Dosierer die Ersatzmischung her. Durch diesen Aufbau werden zeitaufwändige und fehleranfällige manuelle Vorbereitungsschritte drastisch gesenkt und der Kontakt mit gefährlichen Lösungsmitteln beträchtlich eingeschränkt. Darüber hinaus werden eindeutige und exakte Ergebnisse in flexiblen Berichten dargestellt, die alle derzeitigen GLP- und GMP-Anforderungen vollständig erfüllen.

Die hier vorgestellte thermometrische Titrationsmethode ermöglicht eine einfache und direkte Bestimmung der Gesamtsäurezahl (TAN) in Mineralölprodukten. Sie ist eine wertvolle Alternative zu den gängigen manuellen und potentiometrischen Methoden. Die thermometrische Titration verwendet einen wartungsfreien Temperatursensor, der nicht rehydriert werden muss und frei von Verschmutzung und Matrixeffekten ist. Das Verfahren erfordert nur eine minimale Probenvorbereitung. Die Ergebnisse stimmen weitgehend mit denen des potentiometrischen Titrationsverfahrens nach ASTM D664 überein, aber die thermometrische Titrationsmethode ist in Bezug auf Reproduzierbarkeit und Geschwindigkeit der Analyse weit überlegen, da die Bestimmungen in etwa einer Minute abgeschlossen sind.

Die Bromzahl und der Bromindex sind wichtige Qualitätskontrollparameter für die Bestimmung der aliphatischenC=C-Doppelbindungen in Mineralölprodukten. Beide Zahlen liefern Informationen zu Inhaltsstoffen, die mitBrom reagieren. Der Unterschied zwischen den beiden Zahlen besteht darin, dass die Bromzahl den Verbrauch von Brom in gpro 100 g Probe und der Bromindex in mg pro 100 g Probe angibt.Dieses Application Bulletin beschreibt die Bestimmung der Bromzahl nach ASTM D1159, ISO 3839, BS2000-130, IP 130, GB/T 11135 und DIN 51774-1. Die Bestimmung des Bromindexes von aliphatischen Kohlenwasserstoffen wird gemäss ASTM D2710, IP 299, GB/T 11136 und DIN 51774-2 beschrieben. Für aromatische Kohlenwasserstoffe wird die Bestimmung des Bromindexes nach ASTM D5776 und SH/T 1767 beschrieben. UOP 304 wird für die Bestimmung der Bromzahl oder des Bromindexes nicht empfohlen, weil als Titrierlösungsmittel Quecksilberchlorid zum Einsatz kommt.

Ein niedriger Wassergehalt kann nur mittels coulometrischer Karl-Fischer-Titration mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden.Dieses Application Bulletin beschreibt die direkte Bestimmung nach ASTM D6304, ASTM E1064, ASTM D1533, ASTM D3401, ASTM D4928, EN IEC 60814, EN ISO 12937, ISO 10337, DIN 51777 und GB/T 11146. Die Trockenschrankmethode wird nach ASTM D6304, EN IEC 60814 und DIN 51777 beschrieben.

Die Gasextraktion oder Ofenmethode kann prinzipiell für alle Proben verwendet werden, die beim Erhitzen ihr Wasser abgeben. Unverzichtbar ist die Ofenmethode in denen Fällen, in denen die direkte volumetrische oder coulometrische Karl-Fischer-Titration nicht möglich ist, entweder weil die Probe störende Komponenten enthält oder sich die Probe infolge ihrer Konsistenz nur sehr schwer oder gar nicht in das Titriergefäss überführen lässt.Das vorliegende Application Bulletin beschreibt die automatische Wasserbestimmung mithilfe der Ofentechnik und der coulometrischen KF-Titration am Beispiel von Proben aus der Lebensmittel- und Kunststoffindustrie sowie der Pharmazie und Petrochemie.

Bei der Analyse von Mineralölprodukten spielt die Bestimmung der Säurezahl eine bedeutende Rolle. Dies zeigt sich an den weltweit angewandten, zahlreichen Normungsverfahren (interne Vorgaben multinationaler Konzerne sowie nationale und internationale Vorgaben gemäss ASTM, DIN, IP, ISO etc.). Diese Verfahren unterscheiden sich hauptsächlich in der Zusammensetzung der verwendeten Lösungsmittel und Titriermittel.Dieses Bulletin beschreibt die Bestimmung der Säurezahl in Mineralölprodukten durch die Anwendung verschiedener Titrationsmethoden.Die potentiometrische Bestimmung wird nach ASTM D664, die photometrische nach ASTM D974 und die thermometrische Titration nach ASTM D8045 beschrieben.

Dieses Application Bulletin zeigt die Bestimmung der Gesamtbasenzahl in Mineralölprodukten durch Anwendung verschiedener Titrationsarten nach unterschiedlichen Normen.

Dieses Application Bulletin beschreibt die Bestimmung der Gesamtsäurezahl in verschiedenen Ölproben durch katalytische thermometrische Titration nach ASTM D8045.

Bestimmung von Chlorid und Sulfat (nicht quantifiziert) in einer hochviskosen Ölprobe mittels Verbrennungsaufschluss und anschliessender Anionenchromatographie mit Leitfähigkeitsdetektion nach sequenzieller Suppression.Stichwort: Pyrohydrolyse

Aus der Wachsfraktion der Rohöldestillation werden Paraffin und Schmieröle gewonnen. In beiden sollte der Chloridgehalt niedrig sein. Dieses Application Note beschreibt die Chloridbestimmung nach Inline-Verbrennung. Obwohl in dieser Applikation nicht geschehen, lässt sich mit dieser Methode auch der Schwefelgehalt quantifizieren. Stichwort: Pyrohydrolyse

Bestimmung der Gesamtsäurezahl(TAN)-Werten in mineralischen Ölen und ähnlichen Flüssigkeiten.

Bestimmung von Teersäuren in Kohlenteerprodukten. Des Weitern kann dieses Verfahren zur Bestimmung eines schwach säuerlichen Bereiches organischer Verbindungen wie Cabonsäuren, Hydroxylsäuren, Phenole, Phenolsäuren, Keto-Enole, Imide und aromatische Nitroverbindungen, angewandt werden.11Vaughan, G. A. Thermometric and Enthalpimetric Titrimetry. Van Nostrand Reinhold Co. Ltd (1973)

Die Bestimmung der Gesamtbasenzahl (TBN) in Motorenölen erfolgt durch Titration mit einer Standardlösung aus Trifluormethansulfonsäure in Eisessig und Isobutylvinylether als Reagenz zur besseren Endpunktbestimmung.

Mit der thermometrischen Titration kann die Gesamtsäurezahl (TAN) verschiedener Rohölprodukte gemäß ASTM D8045 bestimmt werden, ohne dass eine Wartung des Sensors erforderlich ist.

Bestimmung des Wassergehalts in Turbinenöl mittels Karl-Fischer-Titration. Aufgrund des geringen Wassergehalts der Probe wird die coulometrische Titration eingesetzt.

Diese Application Note beschreibt die Bestimmung des Wassergehalts in Transformatorenöl mit der Ofentechnik.

Der Bromindex gibt den Grad der Ungesättigtheit an und basiert auf der einfachen Addition von Brom an die Doppelbindung von Alkenen. Für jedes Mol Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung wird ein Mol Brom verbraucht. Der Bromindex ist ein Mass für den Olefingehalt in aromatischen Kohlenwasserstoffen. Diese Application Note beschreibt die Bestimmung mittels coulometrischer Titration nach ASTM D1492.

Feuchtigkeit in Erdölprodukten verursacht mehrere Probleme: Korrosion und Verschleiß in Rohrleitungen und Lagertanks, eine Zunahme der Schmutzfracht, die zu einer verminderten Schmierung führt, verstopfte Filter oder sogar schädliches Bakterienwachstum. Infolgedessen kann ein erhöhter Wassergehalt zu Schäden an der Infrastruktur, höheren Wartungskosten oder sogar unerwünschten Ausfallzeiten führen. Die coulometrische Karl-Fischer-Titration ist die Methode der Wahl bei niedrigem Wassergehalt in Erdölprodukten. Mithilfe eines Karl-Fischer-Ofens wird das in der Probe vorhandene Wasser vor der Titration verdampft, was zu einer erheblichen Reduzierung der Matrixinterferenzen führt. Zudem kann das Verfahren vollständig automatisiert werden. Dies ermöglicht eine zuverlässige sowie kostengünstige Analyse des Wassergehalts nach ASTM D6304 (Verfahren B) von Produkten wie Diesel, Hydrauliköl, Schmierstoffen, Additiven, Turbinenöl und Grundöl.

Diese Application Note beschreibt die Bestimmung verschiedener, meist ASTM- und ISO-konformer Kennzahlen zur Charakterisierung von Kerosin als Flugturbinenkraftstoff mittels Nahinfrarotspektroskopie. Mithilfe eines NIRS XDS Process Analyzers wurden die folgenden Parameter bestimmt: Dichtegrad gemäss American Petroleum Institute (API), Aromatengehalt, Cetane-Index, Siedeverhalten nach ASTM D86, Flammpunkt, Gefrierpunkt, Viskosität und Wasserstoffgehalt. Die Bestimmung all dieser Parameter erfolgt schnell und einfach mit nur einer einzigen Messung.

Rohöl enthält mehrere Gewichtsprozent an Schwefelverbindungen. Sie riechen nicht nur unangenehm, sie sind auch umweltschädigend und korrosiv, weshalb sie in der Raffinierung weitgehend entfernt werden müssen. Der 2045TI Ex proof Analyzer mit einem flexiblen Probenvorbehandlungssystem ist in den verschiedensten Bereichen der Raffinierung zu finden. Zum einen kontrolliert er den Gehalt an Mercaptanen und H2S gemäss der ASTM D3227 und UOP163, zum anderen lassen sich u. a. der Ammoniak-, Halogen- und Phenolgehalt sowie der Bromidindex, Verseifungs- und Säurezahl bestimmen. Der Analysator erfüllt die EU-Richtlinie 94/9/EC (ATEX95) und ist für Zone 1 und 2 zertifiziert.

Die Online-Säurezahlanalyse in verschiedenen Ölprodukten ist mit der thermometrischen katalytischen Titration gemäß ASTM D8045 unter Verwendung des 2060 TI Ex Proof Process Analyzer möglich.

Eine sicherere Möglichkeit zur Überwachung des Feuchtigkeitsgehalts in den Kopffraktionen der Rohdestillationseinheit ist die Inline-Nahinfrarotspektroskopie mit dem NIR-Ex-Analysator 2060.

Motoröle sind hohen Scherkräften und Temperaturen ausgesetzt, solange der Motor läuft. Durch mechanische Abnutzung werden Eisen und Kupfer freigesetzt, die als Katalysator für die Oxidation dienen. Dadurch verringert sich die Lebensdauer der Motoröle. Die Oxidationsstabilität mit Eisen- und Kupferkatalysatoren kann als ungefährer Richtwert für die Haltbarkeit herangezogen werden. Eine reproduzierbare und genaue Bestimmung der Oxidationsstabilität ist mit dem 892 Professional Rancimat möglich.

Bestimmung von Chlorid, Nitrit, Nitrat, Phosphat und Sulfat in Schneidöl-Emulsion mittels Anionenchromatographie und anschliessender Leitfähigkeitsdetektion nach chemischer Suppression und Dialyse für die Probenvorbereitung.

Bestimmung von Fluorid, Chlorid, Bromid und Iodid in Petrolkoks nach Mikrowellenaufschluss mittels Anionenchromatographie mit Leitfähigkeitsdetektion nach sequenzieller Suppression.

Gleichzeitige Bestimmung von Hydrogensulfid und Mercaptanen in Erdölerzeugnissen durch potentiometrische Titration mit Silbernitrat mittels der Ag-Titrode.

Dieses Application Note beschreibt die Bestimmung des Gesamtgehaltes an Ba, Ca, Mg, Pb und Zn in ungebrauchten Schmierölen mittels der Optrode (610 nm). Die Metalle werden zunächst mit einem EDTA-Überschuss versetzt. Anschliessend wird das überschüssige EDTA mit Magnesiumchloridlösung bis zum Endpunkt des Indikators Eriochromschwarz T zurücktitriert.

Die Säurezahl (AN) von Isolier-, Transformatoren- und Turbinenölen ist für den sicheren Betrieb, die Kontrolle der Betriebsmittel und den Korrosionsschutz von entscheidender Bedeutung. Diese Öle haben in der Regel niedrige AN-Spezifikationen, und ihre AN-Bestimmung durch manuelle Farbindikator-Titration ist schwierig, insbesondere bei der Analyse gefärbter Proben. Der Einsatz eines Titrators mit einem photometrischen Sensor zur Erkennung des Endpunkts stellt sicher, dass die Titrationen immer unter den gleichen Bedingungen durchgeführt werden. Dies erhöht die Präzision und Zuverlässigkeit der Ergebnisse erheblich, was wiederum zu einer verbesserten Überwachung Ihres Betriebs führt.

Basische Additive werden Erdölprodukten als Korrosionsschutz beigemengt, da sie eine neutralisierende Wirkung auf saure Verbindungen haben, die sich infolge der Abbauprozesse bilden. Die Gesamtbasenzahl (TBN) ist ein Indikator für die Menge der vorhandenen basischen Additive und kann daher als Massstab für die abnehmende Qualität des Erdölprodukts herangezogen werden.Der Einsatz eines automatisierten Titriersystems mit einem photometrischen Sensor zur Ermittlung des Endpunkts stellt sicher, dass die Titrationen stets unter den gleichen Bedingungen durchgeführt werden. Dadurch verbessern sich Präzision und Zuverlässigkeit der Resultate.Diese Application Note beschreibt die vollautomatisierte photometrische Bestimmung der Gesamtbasenzahl in gebrauchtem Motoröl unter Verwendung der Metrohm Optrode zur Anzeige des Methylorange-Endpunkts (bei 520 nm).

Die 50-mL-Dosiereinheit wird für die automatisierte Vermischung von Suspensionen mit Lösungsmitteln verwendet, wobei eine klar definierte Menge eines Suspension-Lösungsmittel-Gemischs zu einer Probenlösung gegeben wird, ohne dass die unverdünnte Suspension dabei die Dosiereinheit oder den Schlauch verstopft.Die Methode wird am Beispiel der thermometrischen Bestimmung der Säurezahl (TAN) in Mineralölprodukten beschrieben, bei der ein Paraformaldehyd-Lösungsmittel-Gemisch als Katalysator für eine bessere Endpunktserkennung zur Titrierlösung gegeben wird.

Frische und gebrauchte Erdölprodukte können saure Bestandteile wie Additive oder Abbauprodukte enthalten. Die Säurezahl (SZ) ist ein Massstab für die relative Menge vorhandener Säuren und wird in mg KOH pro g Probe angegeben. Darüber hinaus wird die Säurezahl bei Schmieröl als Qualitätsparameter verwendet, um die Qualität neuer Formulierungen zu beurteilen. Bei der Wartung dient sie zudem als Indikator für eine Qualitätsabnahme solcher Formulierungen. Die Verwendung einer für nichtwässrige Titrationen geeigneten pH-Elektrode gewährleistet die zuverlässige Bestimmung des Äquivalenzpunktes. Ein flexibles Schliffdiaphragma erleichtert ihre Reinigung, insbesondere nach dem Einsatz in stark verunreinigten Proben wie gebrauchtem Motoröl. Durch die Verwendung der richtigen Elektrode erhöhen sich Präzision und Zuverlässigkeit der Resultate beträchtlich. Diese Application Note beschreibt die potentiometrische Bestimmung der Säurezahl nach ASTM D664 und IP 177 mit der pH-Elektrode Solvotrode easyClean.

Für den Korrosionsschutz werden Erdölprodukten basische Chemikalien beigemischt, weil sie die sauren Komponenten neutralisieren, die sich während der Nutzung und Alterung der Erdölprodukte bilden. Die Basenzahl (BN) gibt einen Hinweis auf die Menge dieser Grundzusätze und kann als Maß für den Abbau des Erdölprodukts verwendet werden. Diese Application Note beschreibt die potentiometrische Bestimmung der Basenzahl nach ISO 3771, ASTM D2896 und IP 276 mit der Metrohm Solvotrode easyClean und einem vollautomatischen OMNIS-System.

Diese Application Note beschreibt die konduktometrische Bestimmung der Gesamtbasenzahl gemäß IP 400.

Mit dem OMNIS Titrator ist eine vollautomatische Bestimmung der Gesamtsäurezahl und Gesamtbasenzahl in Motorölen nach ASTM D664 und ASTM D2896 möglich.

Bei Titrationen in schlecht leitenden Medien (z. B. nichtwässrige Titrationen) kann die potentiometrische Indikation durch Interferenzsignale gestört werden. Bei Verwendung der Differenzverstärkung werden diese Signale sowohl von der Messelektrode als auch von der Referenzelektrode gemessen und dadurch neutralisiert. Auf diese Weise können flachere Titrationskurven und reproduzierbarere Ergebnisse erzielt werden.Diese Application Note beschreibt die potentiometrische Bestimmung der Säurezahl und Basenzahl von gebrauchtem Motoröl mittels Differenzverstärkung und unter Verwendung des vollautomatisierten OMNIS-Systems.

Die Gesamtsäurezahl (TAN) ist ein wichtiger Parameter zur Beurteilung des Säuregehalts von Ölen und Kraftstoffen. Diese Application Note bestimmt die TAN mittels konduktometrischer Titration.

Durch die Kopplung von Ionenchromatographie und induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie (ICP/MS) entsteht ein leistungsfähiges Messsystem, das einige besonders herausfordernde Analysen meistert. Es ermöglicht z. B. die zuverlässige Bestimmung von Elementzusammensetzungen, Oxidationszuständen und chemischen Bindungen. Diese Informationen werden z. B. zur Beurteilung der Toxizität von Arzneimitteln, Umwelt- und Wasserproben sowie Lebensmitteln und Getränken benötigt.

Viele Raffineriebetreiber verwenden billigere, schwer zu verarbeitende Rohöle, um ihre Gewinnspannen zu verbessern. Die Anzahl solcher billiger Rohöle auf dem Markt nimmt zu, doch sie bergen Risiken für den Käufer, verursacht zum Beispiel durch einen hohen Gehalt an Naphthensäuren und Schwefel. Schwefelverbindungen und Naphthensäuren gehören zu den Stoffen, die zum korrosiven Charakter von Rohölen und Mineralölprodukten beitragen. Aus diesem Grund ist das Korrosionsrisiko bei der Verarbeitung von Rohölen mit hohen Naphthensäure- und Schwefelanteilen erhöht. Raffineriebetreiber müssen bei der Verarbeitung dieser Rohöle den Kostenvorteil gegen das Risiko und die Kosten der Korrosionskontrolle abwägen. Eine zuverlässige Bestimmung der Säurezahl ist entscheidend für die Korrosionskontrolle. Unsere Gastautoren, Bert Thakkar, Bryce McGarvey und Colette McGarvey von Imperial Oil und Larry Tucker und Lori Carey von Metrohm USA, waren an der Entwicklung der neuen Methode ASTM D8045 zur Bestimmung der Säurezahl beteiligt. An dieser Stelle berichten sie über die Methode und darüber, wie sie entstanden ist.

Für industrielle Korrosionsschutzanwendungen werden häufig elektrochemische Messungen mithilfe einer rotierenden Zylinderelektrode (RCE) durchgeführt, um in einer Laborumgebung realistische Strömungsbedingungen in Leitungsrohren zu simulieren. Dieses Whitepaper bietet tiefere Einblicke in die Besonderheiten und Parameter der elektrochemischen Messungen ‒ vor allem der Messungen bei turbulenten Strömungsbedingungen ‒ und erläutert umfassend die beste Vorgehensweise bei Anwendung dieser Methode. Die Anhänge bieten eine Übersicht über die Parameter und die Gesetze zum Strömungsverhalten in elektrochemischen Zellen mit RCE sowie eine kurze Erklärung dazu.