GBT 17144-1997石油产品残炭测定法(微量法).pdf

I C s 7 5 . 0 8 0 E 3 0 溥黯 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 G B / T 1 7 1 4 4 -1 9 9 7 e q v I S O 1 0 3 7 0 1 9 9 3 石油产品残炭测定法 微量法 P e t r o l e u m p r o d u c t s -D e t e r mi n a t i o n o f c a r b o n r e s i d u e - M i c r o me t h o d 1 9 9 7 一 1 2 一 1 1 发布 1 9 9 8 一 0 7 一 0 1 实施 国家技术监督局 发 布 G B / T 1 7 1 4 4 一1 9 9 7 前言 本标准等 效采用国际 标准I S O 1 0 3 7 0 1 9 9 3 石油 产品残炭测定法 微量法 。 本标准试验周期短， 试验条件易控制， 样品用量少 0 . 1 0 g -3 . 5 g ， 自 动化程度高， 可以同时测定 1 2 个样品 含参比 样品 。 本标准与I S O 1 0 3 7 0 1 9 9 3 方法的主要差异如下 I S O 1 0 3 7 0 1 9 9 3 方法中， 样品管采用 钠钙玻璃， 本标准样品 管采用钠钙玻璃或硼硅玻璃。 本标准的附录A是提示的附录。 本标准由中国石油化工总公司提出。 本标准由中国石油化工总公司石油化工科学研究院归口。 本标准起草单位 中国石油化工总公司洛阳石油化工工程公司炼制研究所. 本标准主要起草人 胜九梅、 李祖珍、 刘全泰。 ,B / T 1 7 1 4 4 一1 9 9 7 I S O前言 I S O 国际标准化组织 是由 各国标准化团体 I S O成员 组成的世界性联合会。制定国际标准工作 豆 常由I S O的 技术委员会完成。 对某个已 经建立技术委员会的议题有兴趣的每一个成员团体， 都有在 亥 委员会表达意见的 权利， 与I S O保持联系的各国 组织、 政府机构和非政府机构也可以参加有关委员 妾 工作。 在电 工技术标准化工作的所有方面， I S O和国 际电 工委员会 I E C 保 持着密 切的合作 关系. 由 技术委员会采纳的国际标准草案提交各成员投票表决， 至少取得7 5 参加表决的成员同意 后， 犷 能作为国际标准发布。 国 际标准I S O 1 0 3 7 。 是由I S O / T C 2 8 石油产品和润滑剂技术委员会 制定的。 本国际标准的附录A和附录B仅供参考。 中 华人 民 共 和 国 国 家 标 准 石 油 产 品 残 炭 测 定 法 微量 法 G B / T 1 7 1 4 4 一 1 9 9 7 e q v I S O 1 0 3 7 0 1 9 9 3 P e t r o l e u m p r o d u c t s -De t e r mi n a t i o n o f c a r b o n r e s i d u e - M ic r o me t h o d 1 范围 1 . 1 本标准规定了用微量法测定石油产品残炭的方法。 1 . 2 本标准适用 于石油产品。 其测定残炭的范围是。 . 1 0 m / m - 3 0 . 0 m / m 。 对残炭超过。 . 1 0 M / M 的石油产品本标准测定结果与康氏残炭法 G B / T 2 6 8 测定结果等效。 1 . 3 本标准也适用于其残炭值低于 0 . 1 0 0 o m/ 二 ， 由馏分油组成的石油产品。对于这种产品， 首先用 G B / T 6 5 3 6 方法制备l o o a v / v 蒸馏残余物. 然后再用本标准进行测定。 1 . 4 本标准涉及某些有危险性的材料、 操作和设备， 但是无意对与此有关的所有安全问题都提出建议。 因此， 用户在使用本标准之前应建立适当的安全和防 护措施并确定有适用性的 管理制度. 2 引用标准， 〕 下列标准包括的条文， 通过引用而构成为本标准的一部分。除非在标准中另 有明 确规定， 下述引用 标准都应是现行有效标准。 G B / T 2 6 8 石油产品残炭测定法 康氏法 G B / T 5 0 8 石油产品灰分测定法 G B / T 6 5 3 6 石油产品蒸 馏测定法 S H/ T 0 5 5 9 柴油中硝酸烷基酷含量测定法 分光光度法 定义 本标准采用下 列定义。 残炭c a r b o n r e s id u e 按本标准所述的规定条件下， 试样经蒸发和热解后所形成的残留物。 4 意义和用途2 习 4 . 1 各种石油产品的残炭值是用来估计该产品在相似的降解条件下， 形成碳质型沉积物的大致趋势， 以提供石油产品相对生焦倾向的指标。 采用说明 门I S O 1 0 3 7 0 1 9 9 3 附录B 改编为本标准第2 章引用标准. 2 1 I S O 1 0 3 7 0 1 9 9 3 第 1 章范围中第 3 段及注改编为本标准第4章意义和用途. 国家技术监督局 1 9 9 7 一 1 2 一 1 ， 批准1 9 9 8 一 0 7 一 0 1实施 1 GB / T 1 7 1 4 4 一1 9 9 7 4 . 2 样品中按G B / T 5 0 8 规定形成的灰分或存在于样品中的不挥发性添加剂将作为残炭增加到样品 的残炭值中， 并作为总残炭的一部分被包括在测定结果中。 4 . 3 在柴油中， 有机硝酸醋的存在使柴油的残炭值偏高。柴油中硝酸烷基醋的存在按S H / T 0 5 5 9 测 定. 5 方法概要 将已 称重的 试样放入一个样品 管中， 在惰性气体 氮气 气氛中， 按规定的 温度程序升温， 将其加热 到5 0 0 C， 在反应过程中生成的易挥发性物质由 氮气带走， 留下的碳质型残渣以占原 样品的百分数 报告 微量残炭值。 材料 氮气 普通氮气纯度9 8 1 5 以 上， 用双级调节器 后提供压力为。 k P a - 2 0 0 k P a 的氮气。 实际应用中 最低气流压力为1 4 0 k P a , 7 仪器 7 . 1 样品 管 用钠钙玻璃或硼硅玻璃制成1 1 ， 平底。 容量2 m L ， 外径1 2 m m， 高约3 5 m m. 测定残炭量低 于0 . 2 0 m/ 二 的试样时， 使用容量4 mL ， 外径 1 2 mm， 高约 7 2 m m, 壁厚 1 mm的样品管。 7 . 2 滴管或玻璃棒 供称量样品时取样用。 7 . 3 成焦箱 有一个圈形燃烧室， 直径约8 5 m m , 深约1 0 0 m m， 能够以每分钟 1 0 C -4 0 ℃ 的加热速率 将其加热到5 0 0 C . 还有一个内 径为1 3 m m的排气孔， 燃烧室内 腔用预热的氮气吹扫 进气口靠近顶 部， 排气孔在底部中央 。 在成焦箱燃烧室里放置一个热电偶或热敏元件， 在靠近样品管壁但又不与样品 管 壁接触处 进行探测。该燃烧室还带有一 个可隔绝空气的顶盖。蒸气冷凝物绝大部 分直接流 人位于炉 室底部可拆卸的收集器中， 见图 1 , 采用说明 习 I S O 1 0 3 7 0 , 1 9 9 3 样品管采用钠钙玻璃， 本标准样品管采用钠钙玻璃或翻硅玻瑞. GB/ T 17 144 一 19 97 生焦 箱 0 9 5 士 3 单位 1 一绝缘材料 两层 沼一圆形加热盘管, 7 0 0 W 两组口一加热盘管剖面; 4 -1 2 个直径为1 mm的进气口， 5 -陶瓷圆环, 6 一保温层，7 一顶塞 O C r 1 8 Ni9不锈钢 球面;8 -厚 1 . 6 mm的内圆柱形壳体，， 一厚 1 . 6 mm的外圆柱形壳体; 1 0 --热电偶导线i l l 一不锈钢管， 1 2 -徽信息处理机 图 1 生焦箱和盖 7 . 4 样品管支架 它是一个由金属铝制成的圆柱体， 直径约 7 6 mm, 厚约 1 7 m m. 柱体上均匀分布 1 2 个 孔 放样品管 . 每个孔深1 3 m m， 直 径 1 3 m m， 每孔均排在距周边约3 m m处， 架上有6 m m长的支脚， 用来在炉室中心定位。 边上的小圆 孔用来作为起始排列样品位置的标 记。支架的形状见图2 . GB/ T 1 71 44一 1997 样 品 管支架 o}m}03m 0 4 1 兰 0 7 6 士 2 的.0引01龟 叠切 玻 璃样 品管 卿3713 M 单 位 1一小娜钉 3个， 用作支脚; 2 一均匀分布的 1 2 个孔; 3 -铝合金; 4 一不锈钢手柄 图 2 样品管和样品管支架 热电 偶 铁一 康铜， 包括一个外部读 数装置. 范围4 5 0 C -5 5 0 C , 分析天 平 感量为。1 m g , 冷却器 干燥器或类似的密封容器。不加干燥剂。 7，5肠7.7 8 样品准备 8 . 1 对于由馏分油组成的样品， 可以按 8 . 2 -1 0 . 4的步骤进行测定， 也可以按 8 . 1 . 1 和 8 . 1 . 2 规定的 G B / T 6 5 3 6 修改的步骤制备1 0 V / V 蒸馏残余物。 8 . 1 . 1 按G B / 丁6 5 3 6制备 l o a a V/ V 蒸馏残余物， 仪器的安装仍按 G B / T 6 5 3 6 进行， 但蒸馏烧瓶颈 部的温度计可省略. 只用一个密 切配合的软木塞或硅橡胶塞子塞紧蒸馏 烧瓶瓶口， 使其安全牢固。 注 本试验步骤的关键是收集馏出物的体积 而不是馏出温度. 所以可以不需要温度计。 8 . 1 . 2 当量简中 馏出 物的体积为8 9 m L时， 停 止加热。当液体继续流人量简恰好为9 0 m l 时， 移开量 简， 换上一个小玻璃瓶， 收集从冷凝管中流出的 最后馏出 物， 并趁热与蒸 馏烧瓶中的残余物合并。 混合 均 匀， 这种混合的残余物代表原样品的1 0 V / V 的残余物部分， 用它代替按8 . 2 -1 0 . 4 所 述的样品。 8 . 2 充分搅拌待测样品， 对于粘稠的或含蜡的石油产品， 应首先将其加 热， 降 低样品的粘度。 如果样品 是液态状， 可用小 棒直接把样品 滴到样品管底部。 固态样品也可加热滴入或用 液态氮冷冻， 然后打碎， 取 一小块放入样品管底部。 Gs / T 1 7 1 4 4 一 1 9 9 7 9 样品的称f 9， 在取样和称量过程中， 用镊子夹取样品管， 以减少称量误差。用过的样品管一般应废弃。 9 . 2 称量洁净的样品 管， 并记录其质量， 称至0 . 1 m g , 9 . 3 把适量质量的样品 见表1 滴入或装入到已称重的样品管底部， 避免样品沾壁， 再称量， 称至 0 . 1 m g ， 并记录下来。 把装有试祥的样品管放入样品管支架上 最多1 2 个 ， 根据指定的标号记录每个 试样对应的位置。 注 每批试验样品可以包含一个参比样品。为了确定残炭的平均百分含量和标准偏差， 此参比样品应是在同一台仪 器上至少测试过 2 。 次的典型样品， 以保证被测样品的准确性。 当参比 样品的结果落在该试样平均残炭的百分数士3 倍标准偏差范围内时， 则这批样品的试验结 果认为可信。 当参比 样品的测试结果在上述极限范围以 外时， 则表明试验过程或仪器有问 题， 试验无效。 表 1 试样量 样品种类 预计残炭值， ，/ 。试徉量， 9 黑色枯稠或固体 5 . 0 0 . 1 5 士0 . 0 5 褐色或黑色不透明流体X 1 . 0 - 5 . 0 0 . 5 0 土 0 . 1 0 透明或半透明物体 0 . 2 - 1 . 0 G 0 . 2 1 . 5 0 士0 . 5 0 1 . 5 0 士0 . 5 0 或 3 . 0 0 士 0 . 5 0 1 0 试验步骤 1 0 . 1 在炉温低于 1 0 0 C 时， 把装满试样的样品管支架放入炉膛内， 并盖好盖子， 再以流速为 6 0 0 m L / m i n 的氮气流至少吹 扫 1 0 m i n 。 然后把氮气流 速降到1 5 0 m L / m i n ， 并以1 0 C . / m i n -1 5 C / m i n 的加热 速率将炉子加热到5 0 0 C 。 1 0 . 2 使加热炉在5 0 0 C 士2 C 时恒温1 5 m i n ， 然后自 动关闭 炉子电源， 并让其在氮气流 6 0 0 m L / m i n 吹 扫下自 然冷却。当 炉温降到低于2 5 0 ℃时， 把样品管支架取出， 并将其放入干燥器中在天平室进一步 冷却。 注1在祥品管支架从炉中取出后关闭氮气. 如果样品管中试样起泡或溅出引起试样损失， 则该试样应作废， 试验重做。 注2试样飞溅的原因可能是由于试样含水所造成的.可先在减压状态下慢慢加热， 随后再用氮气吹扫以赶走水分. 另一种方法是减少试祥量. 如果 要做下一次试验， 则打开炉盖， 让其自 然快速冷却。 注 3 当沪温冷却到低于 1 0 0 C时， 可开始进行下一次试验。 注意 因为空气 氧气 的引入会随着挥发性焦化产物的 形成产生一种爆炸性混合物， 这样会不安 全， 所以在加热过程中， 任何时候都不能打开加热炉盖子。 在冷却 过程中， 只有当炉温降到低于2 5 0 C 时， 方可打开炉盖。 在祥品管支架从炉中取出后. 才 可停止通氮 气。 生焦箱放在实验室的通风柜内， 以便 及时的排 放烟气， 也可将加热炉排气管接到实验室排气系 统中排走 烟气， 注意管线不要造成负压。 1 0 . 3 用 镊子夹取样品管， 把样品 管移到另一个干燥器中， 让其冷却到室温， 称量样品管， 称至。 . 1 m g , 并记录下来。用过的样品管一般应废弃。 1 0 . 4 定 期检查加热炉底部的废油收集瓶， 必要时将其内容物倒掉后再放回。 注意 加热炉底部的废油收集瓶中的 冷凝物， 可能含有一些致癌物质， 应该避免与其接触. 并应该按 照可行的方法对其进行掩埋掉或适当处理掉。 GB/ T 171 44一 199 7 1 1 计算 原始试样或1 o v / v 燕馏残 余物的残炭X, 0 o M / M ， 按式 1 计算 X二M , - m , X 1 0 0 ⋯⋯， . . . . . . . . . . . . . . . . .. ， ⋯ 1 阴 2一m l 式中; 二 ， 空 样品 管的 质量, g i 。 空 样品 管的 质量 加试样的质量， 9 ; 二 3 空 样品 管的 质t加残炭量， 9 。 1 2 精密度 按下述规定判断试验结果的可靠 性 9 5 置信水平 。 1 2 . 1 重复性 r 同一操作者对同一样品测得的 两个结果之差不应超过式 2 计算的数值或图3 中 所示的重复性数 值。 r0 . 0 7 7 0 X2 “ ‘ ， ⋯ 2 式中 又 两次测定结果的算术平均值， 0 o m / m , 1 2 . 2 再现性 R 由 两个实验室提供的对同一样品的两个独立结果之差不应超过式 3 计算的数值或图3 中所示的 再现性数值。 R二0 . 2 4 5 1 了2 / 3. . . .. ⋯⋯， . . . ⋯⋯ 3 式中 X两次测定结果的算术平均值， m/ m o ︵眨、￡试玛期坦-招姚邵 残炭 徽t法 平均值 m / m 图3 残炭 微量法 精密度数据 1 3 报告 取重复测定两个结果的算术平均值， 作为试样或1 o v / v 蒸馏残余物的残炭值， 报告结果精确 至 o . o 1 M/ M , G B / T 1 7 1 4 4 一1 9 9 7 附录A 提示的附录 残炭 徽t法 与残炭 康氏法 的相互关系 残炭 微量法 与残炭 康氏法 之间的相关性已得到， 见图A1 , 就两种试验方法的精密度而言， 它们之间没有差别。 在统计学上， 残炭 微量法 的试验结果在 。1 0 m / m - 2 5 . 0 二 / ， 范围内与残炭 康氏法 等效， 而残炭 微址法 的精密度较好. ./ / / / / / 八‘/tu次么︹也出姗︶翻像 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 残炭 徽t法 . / e m/ m 图 A1 残炭 康氏法 与残炭 微量法 试验数据的相关性