Experimental study of the autoxidation of n-dodecane and 1,2,4-trimethylbenzene - Archive ouverte HAL
Communication Dans Un Congrès Année : 2019

Experimental study of the autoxidation of n-dodecane and 1,2,4-trimethylbenzene

Étude expérimentale de l'autoxidation n-dodecane et 124-trimethylbenzene

Résumé

During its course in the fuel system, the fuel is subjected to thermal stress, leading to the formation of solid deposits in the fuel system and injectors, and thus causing clogging phenomena and a malfunction of these devices. The notion of thermal stability, which in some cases is illustrated by the formation of solid deposits in jet fuel, is related to the chemical composition and the presence of oxygen naturally dissolved in fuel. However, the understanding of oxidative fuel degradation is based on little known autoxidation mechanisms. Experimentally, the investigation of the oxidation sensitivity of jet fuel is carried out using the PetroOXY device, thanks to model molecules of linear alkane and monoaromatic type, n-dodecane (n-C 12) and 1,2,4-Trimethylbenzene (1,2,4-TMB), respectively. First, the model molecules are studied pure in order to highlight their behavior under thermo-oxidative stresses. Secondly, these molecules were mixed in proportion 80 % n-dodecane /20 % 1,2,4-TMB, in order to model a fuel surrogate. Beyond a color change (colorless to yellow), the results revealed that the induction period is significantly lower for the pure molecules whereas for the mixture, the induction time is doubled. Moreover, the appearance of a gel, probably a precursor of solid deposits is observed, showing clearly the interactions between the molecules. The mechanisms involved during this process were determined using several analytical characterization techniques (GC, GC/MS) allowing us to identify the products of oxidation formed but also the quantification of them using chemical techniques (Peroxide Value, Total Acid Number, water content).
Au cours de son parcours dans le système de carburant, le carburant est soumis à des contraintes thermiques, conduisant à la formation de dépôts solides dans le système de carburant et les injecteurs, provoquant ainsi des phénomènes de colmatage et un dysfonctionnement de ces dispositifs. La notion de stabilité thermique, qui dans certains cas est illustrée par la formation de dépôts solides dans le carburéacteur, est liée à la composition chimique et à la présence d'oxygène dissous naturellement dans le carburant. Cependant, la compréhension de la dégradation du combustible oxydant est basée sur des mécanismes d'autoxydation peu connus. Expérimentalement, l'étude de la sensibilité à l'oxydation du carburéacteur est réalisée à l'aide du dispositif PetroOXY, grâce à des molécules modèles de type alcane linéaire et monoaromatique, le n-dodécane (n-C12) et le 1,2,4-triméthylbenzène (1,2 , 4-TMB), respectivement. Tout d'abord, les molécules modèles sont étudiées individuellement afin de mettre en évidence leur comportement sous contraintes thermo-oxydantes. Deuxièmement, ces molécules ont été mélangées en proportion de 80% de n-dodécane / 20% de 1,2,4-TMB, afin de modéliser un substitut de carburant. Au-delà d'un changement de couleur (incolore à jaune), les résultats ont révélé que la période d'induction est significativement plus faible pour les molécules pures alors que pour le mélange, le temps d'induction est doublé. De plus, on observe l'apparition d'un gel, probablement précurseur de dépôts solides, montrant clairement les interactions entre les molécules. Les mécanismes impliqués au cours de ce processus ont été déterminés à l'aide de plusieurs techniques de caractérisation analytique (GC, GC / MS) permettant d'identifier les produits d'oxydation formés mais aussi leur quantification à l'aide de techniques chimiques (indice de peroxyde, indice d'acide total, teneur en eau).
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Dates et versions

hal-02507862 , version 1 (13-03-2020)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02507862 , version 1

Citer

Soraya Aminane, Mickaël Sicard, Frédéric Ser, Lorette Sicard. Experimental study of the autoxidation of n-dodecane and 1,2,4-trimethylbenzene. IASH 2019, Sep 2019, LONG BEACH, United States. ⟨hal-02507862⟩
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