[发明专利]用于监测喷气燃料中磷酸酯的存在的提取方法和系统

说明书

技术领域

本公开一般地涉及用于监测燃料中化合物的存在的方法和系统，更具体地，涉及用于监测喷气燃料中有机磷化合物的存在的方法和系统。

背景技术

可使用含钴金属和合金材料制造飞行器喷气式发动机。因为经受住高温以及耐氧化和耐腐蚀，这种金属和合金材料允许飞行器喷气式发动机更加有效地运作。然而，当这种含钴金属与有机磷化合物例如磷酸酯反应时，它们易受腐蚀。

在用于飞行器的液压系统中的航空液压流体中，磷酸酯是最常使用的基础原料，其中磷酸三丁酯、异丙基化磷酸三苯酯、磷酸正丁基二苯酯以及磷酸二正丁基苯酯是广泛使用的成分。通常，磷酸酯由于其耐火性被使用。例如，已知的耐火航空液压流体是由St.Louis Missouri的Solutia Inc.制造的SKYDROL。（SKYDROL是St.Louis,Missouri的Solutia Inc.的注册商标。）然而，在这种航空液压流体中的磷酸酯是极性的，而且易于迅速吸收大气的湿气并积累高浓度的水，例如0.3%至1%的水，或者更多。这能导致醇和酸的形成，其能够不利地影响液压流体的力传输性或引起腐蚀。

这种有机磷酸酯型航空液压流体可用于喷气式飞行器上的喷气式燃料箱内的泵中，其中喷气式飞行器具有使用含钴金属制造的喷气式发动机。由于泵完全浸入喷气燃料箱内，可发生由有机磷酸酯型航空液压流体中的磷酸酯引起的喷气燃料污染，并且可导致喷气式发动机的随后腐蚀。为了防止喷气燃料的污染以及保护喷气式发动机的完整，应该周期性地检查喷气燃料，从而监测有机磷酸酯型航空液压流体中的任何磷酸酯的存在。尽管未使用含钴金属制造的喷气式发动机通常要求小于一千（1000）份每百万（ppm）浓度水平的这种来自测试的喷气燃料中的基于有机磷酸酯的航空液压流体的磷酸酯，但是使用含钴金属制造的喷气式发动机要求小于一（1）ppm浓度水平的这种来自测试的喷气燃料中的有机磷酸酯型航空液压流体的磷酸酯。

用于测试喷气燃料以便检测有机磷化合物如来自有机磷酸酯型航空液压流体的磷酸酯的技术是已知的。这种已知技术包括感应耦合等离子体光谱学和已知的气相色谱法/质谱法方法学。但是，这种已知技术能够在最好是十（10）ppm的浓度水平下检测有机磷化合物，如来自喷气燃料中的有机磷酸酯型航空液压流体的磷酸酯。对于使用含钴金属制造的喷气式发动机，这种浓度水平不足以满足小于一（1）ppm的检测要求。

因此，本领域对于用于检测所需小浓度水平的有机磷化合物如喷气燃料中的磷酸酯的方法和系统存在需要，该方法和系统提供了超过已知方法和系统的优势。

发明内容

满足对于用于检测所需小浓度水平的有机磷化合物如喷气燃料中的磷酸酯的方法和系统的这种需要。如下列详细描述中所讨论的，方法和系统的实施方式可提供超过现有方法和系统的显著优势。

在本公开的实施方式中，提供了监测喷气燃料中的磷酸酯的存在的方法。本方法包括从喷气燃料源中获得喷气燃料测试样品。本方法还包括将喷气燃料测试样品与极性溶剂和非极性溶剂结合，以形成混合物。本方法还包括搅拌该混合物。本方法还包括从混合物中提取极性溶剂。本方法还包括执行极性溶剂的联用的气相色谱和质谱仪分析，从而监测任何磷酸酯的存在，以及获得任何磷酸酯的实际浓度水平。本方法还包括将任何磷酸酯的实际浓度水平与清洁喷气燃料中的磷酸酯的校准标准浓度比较。

在本公开的另一实施方式中，提供了用于监测飞行器上的喷气燃料中的磷酸酯的存在的在线系统。本系统包括预载样品容器，其含有极性溶剂和非极性溶剂。本系统还包括喷气燃料测试样品。系统还包括传输元件，其用于将喷气燃料测试样品传输至预载样品容器。本系统还包括搅拌装置，其用于在预载样品容器中将喷气燃料测试样品与极性溶剂和非极性溶剂混合，以便形成混合物。本系统还包括分离装置，其用于将极性溶剂从混合物中分离。本系统还包括便携式联用的气相色谱和质谱分析设备，其被连接至分离装置。联用的气相色谱和质谱分析设备具有接收元件，其用于从分离装置中接收极性溶剂，以便联用的气相色谱和质谱分析设备能够分析极性溶剂，从而监测任何磷酸酯的存在，以及获得任何磷酸酯的实际浓度水平。本系统还包括清洁喷气燃料中的磷酸酯的校准浓度标准物，其用于与任何磷酸酯的实际浓度水平比较。