石油產品殘炭測定法

GB/T 17144- 1997

(微量法)

Petroleum products- -Determination of

carbon residue- -Micro method

1范圍

1.1本標準規定了用微量法測定石油產品殘炭的方法。

1.2本標準適用于石油產品。其測定殘炭的范圍是0.10%(m/m)~30.0%(m/m)。對殘炭超過0.10%(m/m)的石油產品本標準測定結果與康氏殘炭法(GB/T 268)測定結果等效。

1.3本 標準也適用于其殘炭值低于0. 10% (m/m),由餾分油組成的石油產品。對于這種產品.首先用GB/T 6536方法制備10%(V/V)蒸餾殘余物,然后再用本標準進行測定。

1.4本標準涉及某些有危險性的材料、操作和設備,但是無意對與此有關的所有安全問題都提出建議。因此,用戶在使用本標準之前應建立適當的安全和防護措施并確定有適用性的管理制度。

2引用標準) 

下列標準包括的條文,通過引用而構成為本標準的-部分。除非在標準中另有明確規定,下述引用標準都應是現行有效標準。

GB/T 268石油 產品殘炭測定法(康氏法)

GB/T508石油產品灰分測定法

GB/T6536石油產品蒸餾測定法

SH/T0559柴油中硝酸烷基酯含量測定法(分光光度法)

3定義

本標準采用下列定義。

殘炭carbon residue

按本標準所述的規定條件下,試樣經蒸發和熱解后所形成的殘留物。

4意義和用途"

4.1各種石油產品的殘炭值是用來估計該產品在相似的降解條件下,形成碳質型沉積物的大致趨勢，以提供石油產品相對生焦傾向的指標。

4.2樣品中按GB/T508規定形成的灰分或存在于樣品中的不揮發性添加劑將作為殘炭增加到樣品的殘炭值中，并作為總殘炭的一部分被包括在測定結果中。

4.3在柴油中,有機硝酸酯的存在使柴油的殘炭值偏高。柴油中硝酸烷基酯的存在按SH/T0559測定。

5方法概要

將已稱重的試樣放入一個樣品管中,在惰性氣體(氮氣)氣氛中,按規定的溫度程序升溫,將其加熱到500C,在反應過程中生成的易揮發性物質由氮氣帶走,留下的碳質型殘渣以占原樣品的百分數報告微量殘疑值。

6材料

氮氣:普通氨氣純度98.5%以上,用雙級調節器后提供壓力為0kPa~200kPa的氨氣。實際應用中zui低氣流壓力為140 kPa。

7儀器

7.1樣品管:用鈉鈣玻璃或硼硅玻璃制 成"，平底。容量2 mL,外徑12 mm,高約35 mm.測定殘炭量低于0. 20% (m/m)的試樣時,使用容量4 mL ,外徑12 mm,高約72 mm,壁厚1 mm的樣品管。

7.2滴管或玻璃棒:供稱量樣品時取樣用。

7.3成焦箱:有一個圓形燃燒室,直徑約85mm,深約100mm,能夠以每分鐘10C~40C的加熱速率將其加熱到500C,還有一個內徑為13mm的排氣孔,燃燒室內腔用預熱的氮氣吹掃(進氣口靠近頂部,排氣孔在底部中央)。在成焦箱燃燒室里放置--個熱電偶或熱敏元件,在靠近樣品管壁但又不與樣品管壁接觸處進行探測。該燃燒室還帶有一個可隔絕空氣的頂蓋。蒸氣冷凝物絕大部分直接流入位于爐室底部可拆卸的收集器中,見圖1.

7.4樣品管支架:它是一個 由金屬鋁制成的圓柱體,直徑約76mm,厚約17 mm.柱體上均勻分布12個孔(放樣品管)。每個孔深13 mm,直徑13 mm,每孔均排在距周邊約3 mm處,架上有6 mm長的支腳，用來在爐室中心定位。邊上的小圓孔用來作為起始排列樣品位置的標記。支架的形狀見圖2.

7.5熱電偶:鐵-康銅,包括一個外部讀數裝置,范圍450C~550C。

7.6 分析天平:感量為0.1 mg。

7.7 冷卻器:干燥器或類似的密封容器。不加干燥劑。

8樣品準備

8.1對于 由餾分油組成的樣品，可以按8. 2~10.4的步驟進行測定,也可以按8.1.1和8.1.2規定的.GB/T 6536修改的步驟制備10%(V/V)蒸餾殘余物。

8.1.1按GB/T 6536制備10%(V/V)蒸餾殘余物,儀器的安裝仍按GB/T 6536進行,但蒸餾燒瓶頸部的溫度計可省略.只用一個密切配合的軟木塞或硅橡膠塞子塞緊蒸餾燒瓶瓶口,使其安全牢固。

注:本試驗步驟的關鍵是收集餾出物的體積,而不是餾出i溫度.所以可以不得要溫度計。

8.1.2當量簡中餾 出物的體積為89 mL時,停止加熱。當液體繼續流入量簡恰好為90 mI.時,移開量簡,換上一個小玻璃瓶,收集從冷凝管中流出的最后餾出物.并趁熱與蒸餾燒瓶中的殘余物合并。混合均勻,這種混合的殘余物代表原樣品的10%(V/V)的殘余物部分,用它代替按8.2~10.4所述的樣品。

8.2充分攪拌待測樣品,對于粘稠的或含蠟的石油產品,應首先將其加熱,降低樣品的粘度。如果樣品是液態狀，可用小棒直接把樣品滴到樣品管底部。固態樣品也可加熱滴入或用液態氮冷凍。然后打碎,取一小塊放入樣品管底部。

9樣品的稱量

9.1在取樣和稱 量過程中,用鑷子夾取樣品管,以減少稱量誤差。用過的樣品管- -般應廢棄。

9.2 稱量潔凈的樣品管,并記錄其質量,稱至0.1 mg.

9.3 把適量質量的樣品(見表1)滴入或裝入到已稱重的樣品管底部,避免樣品沾壁,再稱量,稱至0.1 mg,并記錄下來。把裝有試樣的樣品管放入樣品管支架上(最多12個),根據指ding的標號記錄每個試樣對應的位置.

注:每批試驗樣晶可以包含一個參比樣品。為了確定殘炎的平均百分含量和標準偏差此參比樣品應是在同一臺儀器上至少測試過20次的典型樣品,以保證被測樣品的準確性。

當參比樣品的結果落在該試樣平均殘炭的百分數士3倍標準偏差范圍內時，則這批樣品的試驗結果認為可信。當參比樣品的測試結果在上述極限范圍以外時,則表明試驗過程或儀器有問題,試驗無效。

10試驗步驟

10.1在爐溫低于100C時,把裝滿試樣的樣品管支架放入爐膛內,并蓋好蓋子，再以流速為600mL/min的氮氣流至少吹掃10 min.然后把氮氣流速降到150 mL/min ,并以10C/min~ 15 C/min的加熱速率將爐子加熱到500C。

10.2使加熱爐在500C士2C時恒溫15 min,然后自動關閉爐子電源,并讓其在氮氣流(600 mL/min)吹掃下自然冷卻。當爐溫降到低于250C時,把樣品管支架取出,并將其放入干燥器中在天平室進-步冷卻。

注1:在樣品管支架從妒中取出后關閉氮氣。

如果樣品管中試樣起泡或濺出引起試樣損失,則該試樣應作廢,試驗重做。

注2:試樣飛濺的原因可能是由于試樣含水所造成的。可先在減壓狀態下慢慢加熱,隨后再用氮氣吹掃以趕走水分。

另一種方法是減少試樣量。

如果要做下一次試驗,則打開爐蓋,讓其自然快速冷卻。

注3:當爐溫冷卻到低于100C時,可開始進行下--次試驗。

注意:因為空氣(氧氣)的引入會隨著揮發性焦化產物的形成產生一種爆炸性混合物,這樣 會不安全，所以在加熱過程中,任何時候都不能打開加熱爐蓋子。在冷卻過程中,只有當爐溫降到低于250C時,方可打開爐蓋。在樣品管支架從爐中取出后,才可停止通氮氣。生焦箱放在實驗室的通風柜內,以便及時的排放煙氣，也可將加熱爐排氣管接到實驗室排氣系統中排走煙氣,注意管線不要造成負壓。

10.3用鑷子 夾取樣品管,把樣品管移到另一個干燥器中,讓其冷卻到室溫,稱量樣品管,稱至0.1 mg，并記錄下來。用過的樣品管一般應廢棄。

10.4定期檢查加熱爐底部的廢油收集瓶,必要時將其內容物倒掉后再放回。

注意:加熱爐底部的廢油收集瓶中的冷凝物，可能含有一些致癌物質,應該避免與其接觸,并應該按照可行的方法對其進行掩埋掉或適當處理掉。

11 計算

原始試樣或10%(V/V)蒸餾殘余物的殘炭X , % (m/m) ,按式(1)計算:

式中;m1------ 空樣品管的質量,g;

m2----空樣品管的質量加試樣的質量,g;

m3----空樣 品管的質量加殘炭量.g。

12精密度

按下述規定判斷試驗結果的可靠性(95%置信水平)。

12.1

重復性(r)

同一操作者對同一樣品測得的兩個結果之差不應超過式(2)計算的數值或圖3中所示的重復性數值。

式中:X-----兩次測定結果的算術平均值, % (m/m)。

12.2再現性(R)

由兩個實驗室提供的對同一樣品的兩個獨立結果之差不應超過式(3)計算的數值或圖3中所示的再現性數值。

式中:X-----兩次測定結果的算術平均值，% (m/m)。

13 報告

取重復測定兩個結果的算術平均值,作為試樣或10%(V/V)蒸餾殘余物的殘炭值,報告結果精確至0. 01% (m/m)。