ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НЕФТЕПРОДУКТЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРЫ ЛАМПОВЫМ МЕТОДОМ
ГОССТАНДАРТ РОССИИ
Москва
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 31 «Нефтяные топлива и смазочные материалы» (ОАО «ВНИИНП»)
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 8 января 2002 г. № 3-ст
3 Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст АСТМ Д 1266-98 «Метод определения серы в нефтепродуктах. (Ламповый метод)»
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
СОДЕРЖАНИЕ
|
1 Область применения 1 2 Нормативные ссылки 2 3 Сущность метода 2 4 Аппаратура 3 5 Реактивы и материалы 4 6 Подготовка к испытанию 4 7 Контроль процесса сжигания 5 8 Метод прямого сжигания 6 9 Метод сжигания образцов с разбавлением 7 10 Титрование раствора абсорбента 8 11 Обработка результатов 8 12 Точность метода 8 Приложение А Нефелометрический метод определения серы концентрации не менее 0,0005 % 8 Приложение Б Альтернативный метод сжигания образца в воздушной среде 12 Приложение В Характеристика аппаратуры 14 Приложение Г Библиография 15 |
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
НЕФТЕПРОДУКТЫ Определение серы ламповым методом Petroleum products. Determination of Sulphur content by lamp method |
Дата введения 2003-01-01
1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод определения массовой доли общей серы от 0,01 % до 0,4 % в жидких нефтепродуктах и присадках. В приложении А описан специальный метод определения серы концентрации не менее 0,0005 %.
Примечание - В сжиженных нефтяных газах серу определяют по методу [5]. Для нефтепродуктов, которые невозможно сжигать в лампе, используют методы определения в бомбе [1], кварцевой трубке [10] или высокотемпературный метод [4].
1.2 Метод прямого сжигания (раздел 8) в лампе применим к бензинам, керосинам, нафте и другим жидкостям, которые полностью сгорают в лампе с фитилем.
Метод сжигания с разбавлением (раздел 9) применим к анализу веществ, которые не могут сгореть при непосредственном сжигании (газойлям, дистиллятным топливам, нафтеновым кислотам и алкилфенолам, нефтепродуктам с высоким содержанием серы и другим материалам).
1.3 Соединения фосфора, которые обычно содержатся в товарном бензине, не влияют на результаты анализа. Предусматривается поправка на присутствие небольшого количества кислоты, которая образуется при сгорании содержащихся в бензине антидетонационных жидкостей, содержавших свинец. Присутствие при титровании в значительных концентрациях других примесей, образующих кислоты и основания, влияет на результаты, так как для этих случаев поправка не предусмотрена.
1.4 Предпочтительно применять метрические единицы.
1.5 Стандарт не ставит целью изложение всех проблем техники безопасности, связанных с его применением. Ответственность за установление соответствующих правил техники безопасности и регламентированных ограничений лежит на пользователе стандарта.
В настоящем стандарте использованы документы, указанные в приложении Г.
3.1 Образец сжигают в лампе (рисунок 1) в искусственной атмосфере, состоящей из 70 % диоксида углерода и 30 % кислорода, для предотвращения образования оксидов азота. Оксиды серы абсорбируются и определяются раствором перекиси водорода до образования серной кислоты, которую затем продувают воздухом для удаления растворенного диоксида углерода. Серу в виде сульфата в абсорбенте определяют титрованием стандартным раствором гидроокиси натрия или гравиметрически осаждением сульфата бария (приложение Б).
Рисунок 1 - Схема лампового узла
1 - горелка; 2 - ламповое стекло; 3 - каплеуловитель; 4 - абсорбер; 5 - стеклянный опорный стержень
3.2 Альтернативно допускается сжигать образец в воздушной среде, в этом случае серу в абсорбенте определяют осаждением в виде сульфата бария (приложение Б).
Примечание - При отсутствии других примесей, кроме серы, образующих кислоты и основания, результаты, полученные по указанным волюметрическим и гравиметрическим способам, эквивалентны точности данного метода.
3.3 При массовой доле серы менее 0,01 % сульфат бария в растворе абсорбента определяют нефелометрически (приложение А).
4.1 Абсорберы, ламповые стекла, лампы, каплеуловители (рисунок 1) детально описаны в приложении В.
Стандартная колба и горелка не пригодны для сжигания высокоароматических смесей без разбавления. Для этой цели необходима горелка с двумя отверстиями и регулирующим вентилем. Такая горелка пригодна также для сжигания неароматических образцов.
4.2 Фитиль из чистой однородной скрученной хлопчатобумажной пряжи хорошего качества1). Для горелки при сжигании ароматических образцов следует применять пряжу из длинного штапельного волокна тонкого прядения2).
1) Пряжа белая, 4-ниточная (нить 2 - 3 мг/см); можно приобрести в Kochler Instrument PA, 1595 Sycamore Ave, NY 11716. Пригодна также пряжа типа 13 ниток/14 концов, очищенная и отбеленная, поставляемая различными поставщиками из Великобритании.
2) Имеется в Thomas Scientific, P. O. Box 99, Swedesbora, VI 08085-0099.
4.3 Распределительная система состоит из вакуумной гребенки с регулирующим устройством, вентилей, другой аппаратуры (рисунок 2) и сдвоенной распределительной гребенки к горелке и ламповому стеклу, обеспечивающих подвод газовой смеси (70 % диоксида углерода и 30 % кислорода) при требуемом давлении. Вакуумная гребенка соединена с насосом достаточной мощности, обеспечивающим стабильный поток газа со скоростью 3 дм3/мин через каждый абсорбер, а также постоянное давление приблизительно на 39,2 Па (40 см вод. ст.) ниже атмосферного. Давление газовой смеси в линии, идущей к ламповому стеклу, следует поддерживать на уровне 1,02 - 2,04 Па (1 - 2 см. вод. ст.), а в линии, идущей к горелке, 19,6 Па (20 см вод. ст.).
В приложении Б приведена модифицированная распределительная система и соответствующее оборудование для сжигания образца в воздухе.
Рисунок 2 - Схема распределительной системы газов для сжигания образцов в искусственной атмосфере
1 - контрольный вентиль лампового стекла; 2 - распределительная линия к ламповому стеклу; 3 - ламповый узел; 4 - вакуумная линия; 5 - ловушка; 6 - регулятор давления; 7 - манометр; 8 - регулятор вакуума; 9 - вакуумный насос; 10 - расходомеры газов; 11 - ловушка; 12 - вентили регулировки давления газов; 13 - подогреватель; 14 - стеклянная пористая пластина; 15 - распределительная линия к горелке; 16 - контрольный вентиль горелки
5.1 Во всех испытаниях следует использовать химические вещества квалификации х. ч. [8]. Можно использовать реактивы другой квалификации, если это не снизит точность определения.
5.2 Вода типа II или III [2].
5.3 Диоксид углерода (СО2) и кислород (О2) должны быть чистотой не менее 99,5 % и соответствовать требованиям 8.5.
5.4 Разбавитель
Используемый разбавитель должен содержать серы меньше 0,001 % (по массе), полностью смешиваться с анализируемым образцом и обеспечивать его сгорание с умеренной скоростью без копоти. Применяют н-гептан, изооктан и ректификованный этиловый спирт (см. примечание к 9.1).
5.5 Кислота соляная в разбавлении 1:10
Смешивают 1 объем концентрированной соляной кислоты (плотность 1,19) с 10 объемами воды.
5.6 Раствор перекиси водорода 1:19
Смешивают 1 объем концентрированной перекиси водорода (Н2О2, 30 %) с 19 объемами воды. Хранят в бутылке из темного стекла с притертой пробкой.
5.7 Индикатор метиловый пурпурный
Водный раствор, содержащий 0,1 % активного вещества (неметиловый фиолетовый)1).
1) Индикатор метиловый пурпурный (индикатор Флейшера) может быть приобретен на фирме Harry Fleisher Chemical Co., Benjamin Franklin Station, Washington, DC, патент США № 2416619.
5.8 Раствор гидроокиси натрия концентрации 100 г/дм3
Растворяют 100 г гидроокиси натрия (NaOH) в воде и разбавляют до 1 дм3.
5.9 Гидроокись натрия, молярной концентрации 0,05 моль/дм3
Разбавляют 2,8 см3 насыщенного раствора гидроокиси натрия до 1 дм3. Насыщенный раствор гидроокиси натрия должен быть прозрачен и декантирован после отстаивания в течение достаточно длительного времени с целью осаждения любого осадка. Устанавливают титр полученного раствора по титрованному раствору кислоты, используя индикатор метиловый пурпурный. Хранят в стеклянной бутылке с целью предохранения от загрязнения щелочи диоксидом углерода из воздуха. Для соединения сосудов используют чистые резиновые трубки.
Примечание - Расчет результатов можно упростить, доводя молярность раствора гидроокиси натрия до (0,0624 ± 0,0001) моль/дм3. Тогда 1 см3 раствора гидроокиси натрия будет эквивалентен 0,0010 г серы. В этом случае коэффициент 16,03·М при расчете (см. 11.1) станет равным 1,000.
5.10 Стандартные образцы с известным содержанием серы для проверки надежности процесса испытания.
6.1 Собирают аппарат и заливают в абсорбер (30 ± 2) см3 воды. Регулируют индивидуальные вентили между вакуумной гребенкой и каплеуловителями так, чтобы при открытых выходных отверстиях ламповых стекол и давлении в вакуумной системе на 39,2 Па (40 см вод. ст.) ниже атмосферного через каждый абсорбер воздух поступал со скоростью 3 дм3/мин. После выполнения этих требований удаляют воду из абсорбера.
На рисунке 2 показаны уровни жидкости в регуляторах давления и вакуума; в период подготовки аппарата следует поддерживать слабый поток газа через эти регуляторы.
Примечание - При проведении анализа помещают 300 - 400 см3 раствора перекиси водорода в газоочиститель. В конце испытания трубки манометра служат как газоочистители для удаления диоксида углерода из абсорбента, поэтому раствор перекиси водорода используют в качестве манометрической жидкости. Раствор меняют еженедельно или в том случае, когда объем становится значительно меньше начального.
6.2 Перед применением раствор перекиси водорода (1:19) нейтрализуют. Так как требуется 30 см3 раствора, в химический стакан переносят столько порций по 30 см3, сколько абсорберов будет использовано одновременно. На каждые 100 см3 раствора добавляют по одной капле раствора индикатора метилового пурпурного, а затем по каплям 0,05 моль/дм3 раствор гидроокиси натрия до тех пор, пока цвет не изменится от пурпурного до светло-зеленого.
6.3 Заливают (30 ± 2) см3 свеженейтрализованного раствора перекиси водорода в больший стакан каждого абсорбера. На каждый комплект сжигаемых образцов подготавливают контрольный абсорбер. Укрепляют абсорбер, каплеуловители и ламповые стекла и подсоединяют их к соответствующим системам распределения газовой смеси с помощью трубочек из резины, не содержащей серы. Закрывают отверстия лампового стекла корковыми пробками.
6.4 При закрытых регулирующих вентилях на горелке, полностью открытом вентиле на регуляторе вакуума и при давлении в вакуумной системе, отрегулированном приблизительно 39,2 Па (40 см вод. ст.) ниже атмосферного, включают подачу диоксида углерода и кислорода.
Регулируют контрольный вентиль распределительной гребенки на линии ламповых стекол таким образом, чтобы при требуемой скорости потока через абсорберы в регуляторе давления проходил слабый поток диоксида углерода и кислорода, а давление в линии ламповых стекол достигло 1,02 - 2,04 Па (1 - 2 см вод. ст.). При этом может потребоваться незначительная регулировка регулятора вакуума и контрольного вентиля на вакуумной линии.
Примечания
1 Осторожно: могут возникнуть опасные (взрывные) условия, если произойдет прекращение подачи диоксида углерода, а поток кислорода будет продолжать поступать при сжигании образца. Рекомендуется установить соответствующее контролирующее или сигнальное устройство.
2 Равновесие в линии газового потока обеспечивается регулированием давления в вакуумной системе: поднимают или опускают трубку, соединяющую регулятор вакуума с атмосферой, внутри соединительной резиновой трубки.
6.5 Отрезают фитиль длиной 30 см. Используют столько отдельных отрезков фитиля, сколько требует образец (раздел 8), складывают пополам, чтобы получить фитиль длиной 15 см. Заправляют требуемое число горелок, вставляя фитиль в верхний конец внутренней трубки горелки концом, образующим петлю. Протаскивают фитиль через трубку с помощью металлического крючка. Острыми ножницами подрезают фитиль как можно ближе к верхней части горелки. Для каждого испытания важно использовать тщательно очищенные горелки и новые фитили.
7.1 Большая часть жидких образцов горит светящимся желтым пламенем, высота и форма которого зависят от потока газа к горелке, летучести образца, плотности посадки фитиля в горелке и положения верхнего конца фитиля относительно края горелки. Предпочтительно две последние переменные отрегулировать до начала зажигания в зависимости от первой переменной так, чтобы в процессе горения пламя можно было регулировать изменением скорости потока газовой смеси (диоксида углерода и кислорода).
7.2 Для сильнолетучих образцов используют плотно прилегающий фитиль, верхняя часть которого должна быть на несколько миллиметров ниже верха горелки, а в экстремальных случаях охлаждают горелку с помощью льда во время горения. Менее летучие вещества требуют более рыхлого состояния фитиля и могут потребовать подогрева горелки.
7.3 Подрезают фитиль и затягивают вниз так, чтобы верхний подрезанный край был на уровне верха горелки или немного ниже. При сжигании ароматических образцов расстояние от верха горелки до верха фитиля должно быть 8 мм или более для бензола и 4 мм - для толуола. При анализе более тяжелых продуктов для начала испарения можно слегка подогреть верхнюю часть горелки.
