中 華 人 民 共 和 國 國 家 標(biāo) 準(zhǔn)
GB/T3208—2009
代替 GB/T3208—1982
苯類產(chǎn)品總硫含量的微庫侖測定方法
前 言
本標(biāo)準(zhǔn)修改采用日本標(biāo)準(zhǔn)JISK25412:2003《原油及石油產(chǎn)品———含硫量試樣方法 第2部分:
微電量滴定式氧化法》(日文版)。
本標(biāo)準(zhǔn)采用JISK25412:2003時(shí)作了一些修改,有關(guān)技術(shù)性差異已編入正文,以下給出了這些技
術(shù)性差異。附錄 A 中給出了結(jié)構(gòu)性差異的一覽表,以供參考。
———修改了適用范圍的內(nèi)容,并將備注轉(zhuǎn)換成本標(biāo)準(zhǔn)的警告和正文(本標(biāo)準(zhǔn)的警告和1.1、1.2、1.3);
———修改了硫標(biāo)準(zhǔn)試劑的品種(本標(biāo)準(zhǔn)4.9);
———增加了單點(diǎn)校正的方法(本標(biāo)準(zhǔn)5.2.6.1);
———修改了試樣的提取與調(diào)制方法和結(jié)果的表示方法的內(nèi)容。
本標(biāo)準(zhǔn)代替 GB/T3208—1982《苯類產(chǎn)品總硫含量的微庫侖測定方法》。
本標(biāo)準(zhǔn)與 GB/T3208—1982相比,主要變化如下:
———增加了前言、警告、規(guī)范性引用文件的內(nèi)容;
———修改了適用范圍;
———增加了試樣的采取和制備的內(nèi)容;
———修改了儀器設(shè)備和試驗(yàn)步驟;
———增加了市售有證全硫標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的內(nèi)容;
———增加了多點(diǎn)校準(zhǔn)線法;
———增加了檢查試驗(yàn)的內(nèi)容;
———增加了數(shù)值修約的內(nèi)容;
———增加了試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告的內(nèi)容。
本標(biāo)準(zhǔn)附錄 A 為資料性附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:上海寶鋼化工有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:施淡淡、唐政、費(fèi)建華、宋美香、孫偉。
苯類產(chǎn)品總硫含量的微庫侖測定方法
警告:在本標(biāo)準(zhǔn)所示測試方法中,需使用到部分危險(xiǎn)試劑和試驗(yàn)儀器,部分操作過程也存在一定危
險(xiǎn)性,由于不可能對(duì)所有安全使用方法作出具體規(guī)定,使用者有責(zé)任采用適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?/span>,并保
證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。
1 范圍
1.1 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了苯類產(chǎn)品總硫含量測定的原理、試劑、儀器設(shè)備、試驗(yàn)步驟、結(jié)果計(jì)算、精密度等。
1.2 本 標(biāo) 準(zhǔn) 適 用 于 焦 化 苯、焦 化 甲 苯 和 焦 化 二 甲 苯 中 硫 含 量 的 測 定。 測 定 范 圍:1 mg/kg~
1000mg/kg。
1.3 對(duì)于每單位重量含氮量超過0.1%或含氯量超過1.0%的試樣,使用本方法測定可能存在一定的
誤差,但只需要在滴定容器的電解液中添加適量die氮化Na即可消除該誤差。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于每單位重
量溴和有機(jī)金屬化合物含量超過500mg/kg的試樣。
1.4 對(duì)于每單位重量含硫量超過200mg/kg的試樣,可用異辛烷或甲苯進(jìn)行稀釋至50mg/kg左右后
再進(jìn)行測定。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有
的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究
是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T1999 焦化油類產(chǎn)品取樣方法
GB/T8170 數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定
3 原理
試樣在燃燒管內(nèi)與氧氣混合,燃燒,使樣品中的硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫,并由載氣帶入滴定池內(nèi)。二氧
化硫與池內(nèi)I3- 發(fā)生如下反應(yīng):
I3- +SO2+H2O→SO3+3I- +2H+
當(dāng)I3- 被消耗后,指示參比電極對(duì)指示出這一變化,并將訊號(hào)輸送給微庫侖計(jì)放大器,由后者輸出
一個(gè)相應(yīng)的電流到電解陽極電解陰極電極對(duì),在電解陽極上發(fā)生如下反應(yīng):
3I-2e→I3-
以補(bǔ)充由SO2 所消耗的I3- ,直到電解產(chǎn)生的I3- 使滴定池中I3- 恢復(fù)到滴定前的濃度。電解產(chǎn)生
I3- 所消耗的電量為微庫侖計(jì)的數(shù)字顯示值與所選的電量量程之積,根據(jù)法拉第電解定律,通過標(biāo)樣的
校正即可計(jì)算出試樣中的硫含量。
4 試樣的采取和制備
按 GB/T1999規(guī)定進(jìn)行。
5 試劑
5.1 反應(yīng)氣體:氧氣,純度不低于99.99%。
5.2 惰性氣體:氬氣或氦氣,純度不低于99.99%。
5.3 電解液:根據(jù)表 1 中的要求將碘化鉀(KI)和die氮化鈉溶解于 500 mL 蒸餾水中,再加冰醋酸
(CH3COOH),用蒸餾水稀釋溶液到1000mL。
5.4 碘化鉀(KI):分析純。
5.5 冰醋酸(CH3COOH):分析純。
表 1 電解液中的各種試劑含量
5.6 稀釋劑:甲苯、異辛烷(分析純)。
5.7 蒸餾水:可用二次蒸餾水或去離子水。
5.8 噻吩:純度≥98%。
5.9 硫的標(biāo)準(zhǔn)溶液:
5.9.1 采用噻吩配制硫的標(biāo)準(zhǔn)溶液:
在已知重量的100mL容量瓶中準(zhǔn)確稱取0.26g(精確至0.1mg)噻吩,用異辛烷或甲苯稀釋至標(biāo)
線,此標(biāo)樣硫含量約1000μg/mL,實(shí)際含量以式(1)計(jì)算為準(zhǔn):
根據(jù)所需標(biāo)準(zhǔn)溶液中硫含量的多少,可用移液管和容量瓶,將1000μg/mL 的噻吩標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋
至500μg/mL、100μg/mL、50μg/mL和5μg/mL。該標(biāo)準(zhǔn)溶液有效期為二個(gè)月。
5.9.2 采用市售的符合國家標(biāo)準(zhǔn)(GBW 系列)的全硫標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制硫的標(biāo)準(zhǔn)溶液:
按證書實(shí)際含量換算。
6 儀器設(shè)備
試驗(yàn)儀器構(gòu)成示例如圖1所示。
a)豎置式試驗(yàn)儀器
圖 1 試驗(yàn)儀器的構(gòu)成(示例)
b)橫置式試驗(yàn)儀器
圖 1(續(xù))
6.1 燃燒爐:可以單獨(dú)對(duì)燃燒管的進(jìn)口部位、中央部位和出口部位進(jìn)行加熱調(diào)節(jié)。
6.2 燃燒管:石英材質(zhì),可以在氧氣和惰性氣體環(huán)境下對(duì)試樣進(jìn)行燃燒。
6.3 滴定池:玻璃材質(zhì)的電解液槽,帶有磁力攪拌器,內(nèi)置有指示參比電極對(duì),其作用是為了檢定池中
I3- 的濃度;另一個(gè)電解陽極電解陰極電極對(duì),其作用是保持恒定的I3- 的濃度。指示電極的鉑片半電
池,參比電極是在I3- 飽和的電解液中的鉑絲半電池。電解陽極由鉑片制成,電解陰極由鉑絲制成。參
比電極和電解陰極均通過玻璃毛細(xì)管束與滴定池的中心室相通。
6.4 微庫侖計(jì):可測量指示參比電極對(duì)的電位,然后將這一電位與所給偏壓相比較,再將這一差值訊
號(hào)放大為相應(yīng)電流再加到電解陽極電解陰極對(duì)上,使之電解產(chǎn)生I3- 。
6.5 硫含量記錄器:提供發(fā)生電極的電量換算成硫含量的記錄儀。
6.6 微量注射器:10μL、20μL、50μL、100μL。
6.7 試樣螺栓:石英或白金材質(zhì)。
7 試驗(yàn)步驟
7.1 試驗(yàn)儀器準(zhǔn)備
7.1.1 在進(jìn)行試驗(yàn)前,首先按如下所示對(duì)燃燒管和氣體導(dǎo)管進(jìn)行確認(rèn)。
7.1.1.1 燃燒管:檢查燃燒管和石英纖維是否存在石英老化和污垢,如果不是十分潔凈則需進(jìn)行清潔
或更換后再進(jìn)行充分的空燒。
7.1.1.2 氣體導(dǎo)管:檢查氣體導(dǎo)管是否存在老化或污垢,并將其充分清潔。
7.1.2 利用電解液對(duì)滴定池內(nèi)部進(jìn)行清潔后,再向其中添加電解液直至浸沒各個(gè)電極。
7.1.3 指示電極:將參比電極和發(fā)生電極的各個(gè)端子分別連接至微庫侖計(jì)的回路之中。
注:如果使用的是豎置式試驗(yàn)儀器,則需在該階段設(shè)定終點(diǎn)電位。
7.1.4 把滴定池的氣體導(dǎo)管連接至燃燒管出口部的頂端位置,向帶狀加熱器通電,使滴定池氣體導(dǎo)管的溫度保持在100 ℃以上。
7.1.5 把氧氣和惰性氣體的流量、燃燒爐的溫度、微庫侖計(jì)等設(shè)定至符合測定條件。測定的典型條件
表2所示。
表 2 典型的儀器參數(shù)
7.2 校正
7.2.1 根據(jù)硫含量值的范圍,選取合適的硫標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
7.2.2 從表3中選擇硫標(biāo)準(zhǔn)溶液的進(jìn)樣量,然后利用微量注射器進(jìn)行進(jìn)樣,并按如下所示方法注入燃燒管。
7.2.2.1 使用豎置式儀器時(shí):通過試樣加注口把微量注射器的針尖插入儀器內(nèi)直至燃燒管入口處,然后以1.0μL/s~1.2μL/s的速度向其中注入硫標(biāo)準(zhǔn)溶液,準(zhǔn)確讀取注入量或稱取其質(zhì)量(稱準(zhǔn)至0.1mg)。
7.2.2.2 使用橫置式儀器時(shí):通過試樣加注口把微量注射器的針尖插入試驗(yàn)儀器內(nèi),然后向試樣螺栓中注入硫標(biāo)準(zhǔn)溶液,準(zhǔn)確讀取注入量或稱取其質(zhì)量(稱準(zhǔn)至0.1mg)。移動(dòng)試樣螺栓至燃燒管入口處,保持20s~60s后,再將其推入燃燒管入口部。
注:(1)為了以一定的速度加注試樣,可以使用調(diào)合器或自動(dòng)加注器。
(2)在注入硫標(biāo)準(zhǔn)溶液的前后,需向微量注射器內(nèi)吸入同等容量的空氣,根據(jù)容積差計(jì)算出溶液原注入量,這樣就可以避免由于溶液從針尖揮發(fā)而導(dǎo)致出現(xiàn)的誤差,從而確保可以獲取準(zhǔn)確的數(shù)值。
(3)如果在把試樣螺栓推入燃燒管入口部之前不停止短暫時(shí)間,會(huì)導(dǎo)致試樣得不到充分燃燒而無法獲取正確的測定值。
(4)如果使用橫置式儀器,加注速度為0.2μL/s~0.3μL/s。
7.2.3 檢查硫峰值的形狀。
7.2.3.1 必須保持正確的硫峰值(圖2B)。
7.2.3.2 如果峰值出現(xiàn)拖尾(圖2A),則稍微提高增益或進(jìn)行偏壓控制,使峰值保持正確的形狀。
7.2.3.3 如果峰值出現(xiàn)峰突(圖2C),則稍微降低增益或進(jìn)行偏壓控制,使峰值保持正確的形狀。
7.2.4 根據(jù)如下所示計(jì)算式(2)計(jì)算回收系數(shù)。如果回收系數(shù)不在0.65~0.95范圍之內(nèi),說明試驗(yàn)本
身存在問題,此時(shí)需檢查裝置參數(shù)并重新配制硫標(biāo)準(zhǔn)溶液后再次進(jìn)行測定。
7.2.5 讀取并記錄硫含量記錄器上所顯示的硫標(biāo)準(zhǔn)溶液硫含量值。重復(fù)操作三次,計(jì)算出各硫標(biāo)準(zhǔn)溶
液的平均硫含量值。
7.2.6 利用硫質(zhì)量(μg)和通過硫含量記錄器讀取的各硫標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均硫含量值,畫出各硫標(biāo)準(zhǔn)溶
液的曲線。
當(dāng)試樣硫含量和硫標(biāo)樣相近時(shí)可采用單點(diǎn)校準(zhǔn),但至少重復(fù)測定三次。
7.2.7 每天或每測定完10次試樣后檢查校準(zhǔn)線,確認(rèn)操作條件是否發(fā)生變化。
7.2.8 為了確認(rèn)試驗(yàn)操作和試驗(yàn)儀器是否正常,按照試樣測定步驟測定硫標(biāo)準(zhǔn)溶液(5.9),確認(rèn)與標(biāo)準(zhǔn)
值偏差。
7.2.8.1 在第一次進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),其試驗(yàn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)值之間的偏差必須確保在式(3)計(jì)算允
許誤差范圍之內(nèi)。
7.2.8.2 在進(jìn)行第n次試驗(yàn)時(shí),其試驗(yàn)結(jié)果的平均值與標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)值之間的偏差必須確保在
式(4)計(jì)算允許誤差范圍之內(nèi)。
7.2.8.3 確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果是否在允許誤差范圍之內(nèi)。如果不在允許誤差范圍之內(nèi),則檢查試驗(yàn)儀器并重新進(jìn)行試驗(yàn)。
7.3 試樣測定
7.3.1 直接測定時(shí):用微量注射器吸取適量的試樣,按照7.2.2操作將其注入燃燒管之后,讀取最大面積值。重復(fù)測定兩次,取平均值。
注:根據(jù)試樣的估計(jì)濃度,吸取適量試樣,使之大致處于校準(zhǔn)線范圍的中間位置。
7.3.2 稀釋測定時(shí):正確稱取試樣并精確至1mg,用異辛烷或甲苯將其稀釋至50mg/kg,獲得試驗(yàn)所需的稀釋試樣溶液。根據(jù)7.3.1的步驟測定稀釋試驗(yàn)溶液的含硫量。
注:對(duì)于含硫量沒有超過200mg/kg的試樣,可以進(jìn)行直接測定,而對(duì)于含硫量超過200mg/kg的試樣則最好進(jìn)行稀釋測定。
8 結(jié)果計(jì)算
8.1 在對(duì)試樣進(jìn)行直接測定時(shí),根據(jù)校準(zhǔn)線讀取硫含量,再根據(jù)式(5)計(jì)算出試樣的硫含量,修約到小
數(shù)點(diǎn)后兩位。
8.2 在對(duì)試樣進(jìn)行稀釋測定時(shí),根據(jù)校準(zhǔn)線讀取硫含量,再根據(jù)式(6)計(jì)算出試樣的硫含量,修約到小
數(shù)點(diǎn)后兩位。
8.3 取二次平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值為測定結(jié)果。如果二次平行測定結(jié)果超出允許誤差范圍,則重
新進(jìn)行試驗(yàn)。
8.4 數(shù)值的修約按 GB/T8170規(guī)定進(jìn)行。
9 精密度
重復(fù)試驗(yàn)和再現(xiàn)試驗(yàn)的結(jié)果不得超過表4中規(guī)定的允許值。
表 4 重復(fù)性和再現(xiàn)性
10 試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告
試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告應(yīng)包括以下部分:
a) 試樣名稱、采取場所和采取日期。
b) 測定方法標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。
c) 所測定的試驗(yàn)結(jié)果。
d) 在測定過程中任何異常情況和需特別記錄的事項(xiàng)。
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