中 華 人 民 共 和 國 國 家 標 準
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
本標準修改采用日本標準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)。
本標準采用JISK25412:2003時作了一些修改,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)換成本標準的警告和正文(本標準的警告和1.1、1.2、1.3);
———修改了硫標準試劑的品種(本標準4.9);
———增加了單點校正的方法(本標準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。
本標準代替 GB/T3208—1982《苯類產(chǎn)品總硫含量的微庫侖測定方法》。
本標準與 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)備和試驗步驟;
———增加了市售有證全硫標準物質(zhì)的內(nèi)容;
———增加了多點校準線法;
———增加了檢查試驗的內(nèi)容;
———增加了數(shù)值修約的內(nèi)容;
———增加了試驗結(jié)果報告的內(nèi)容。
本標準附錄 A 為資料性附錄。
本標準由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。
本標準由全國鋼標準化技術(shù)委員會歸口。
本標準起草單位:上海寶鋼化工有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院。
本標準主要起草人:施淡淡、唐政、費建華、宋美香、孫偉。
苯類產(chǎn)品總硫含量的微庫侖測定方法
警告:在本標準所示測試方法中,需使用到部分危險試劑和試驗儀器,部分操作過程也存在一定危
險性,由于不可能對所有安全使用方法作出具體規(guī)定,使用者有責任采用適當?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 本標準規(guī)定了苯類產(chǎn)品總硫含量測定的原理、試劑、儀器設(shè)備、試驗步驟、結(jié)果計算、精密度等。
1.2 本 標 準 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。本標準不適用于每單位重
量溴和有機金屬化合物含量超過500mg/kg的試樣。
1.4 對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行稀釋至50mg/kg左右后
再進行測定。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。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準,然而,鼓勵根據(jù)本標準達成協(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準。
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I3- 被消耗后,指示參比電極對指示出這一變化,并將訊號輸送給微庫侖計放大器,由后者輸出
一個相應(yīng)的電流到電解陽極電解陰極電極對,在電解陽極上發(fā)生如下反應(yīng):
3I-2e→I3-
以補充由SO2 所消耗的I3- ,直到電解產(chǎn)生的I3- 使滴定池中I3- 恢復到滴定前的濃度。電解產(chǎn)生
I3- 所消耗的電量為微庫侖計的數(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,通過標樣的
校正即可計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 硫的標準溶液:
5.9.1 采用噻吩配制硫的標準溶液:
在已知重量的100mL容量瓶中準確稱取0.26g(精確至0.1mg)噻吩,用異辛烷或甲苯稀釋至標
線,此標樣硫含量約1000μg/mL,實際含量以式(1)計算為準:
根據(jù)所需標準溶液中硫含量的多少,可用移液管和容量瓶,將1000μg/mL 的噻吩標準溶液稀釋
至500μg/mL、100μg/mL、50μg/mL和5μg/mL。該標準溶液有效期為二個月。
5.9.2 采用市售的符合國家標準(GBW 系列)的全硫標準物質(zhì)配制硫的標準溶液:
按證書實際含量換算。
6 儀器設(shè)備
試驗儀器構(gòu)成示例如圖1所示。
a)豎置式試驗儀器
圖 1 試驗儀器的構(gòu)成(示例)
b)橫置式試驗儀器
圖 1(續(xù))
6.1 燃燒爐:可以單獨對燃燒管的進口部位、中央部位和出口部位進行加熱調(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)境下對試樣進行燃燒。
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,其作用是為了檢定池中
I3- 的濃度;另一個電解陽極電解陰極電極對,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管束與滴定池的中心室相通。
6.4 微庫侖計:可測量指示參比電極對的電位,然后將這一電位與所給偏壓相比較,再將這一差值訊
號放大為相應(yīng)電流再加到電解陽極電解陰極對上,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 試驗步驟
7.1 試驗儀器準備
7.1.1 在進行試驗前,首先按如下所示對燃燒管和氣體導管進行確認。
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行清潔
或更換后再進行充分的空燒。
7.1.1.2 氣體導管:檢查氣體導管是否存在老化或污垢,并將其充分清潔。
7.1.2 利用電解液對滴定池內(nèi)部進行清潔后,再向其中添加電解液直至浸沒各個電極。
7.1.3 指示電極:將參比電極和發(fā)生電極的各個端子分別連接至微庫侖計的回路之中。
注:如果使用的是豎置式試驗儀器,則需在該階段設(shè)定終點電位。
7.1.4 把滴定池的氣體導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,選取合適的硫標準溶液或標準物質(zhì)。
7.2.2 從表3中選擇硫標準溶液的進樣量,然后利用微量注射器進行進樣,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: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準溶液,準確讀取注入量或稱取其質(zhì)量(稱準至0.1mg)。
7.2.2.2 使用橫置式儀器時:通過試樣加注口把微量注射器的針尖插入試驗儀器內(nèi),然后向試樣螺栓中注入硫標準溶液,準確讀取注入量或稱取其質(zhì)量(稱準至0.1mg)。移動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)合器或自動加注器。
(2)在注入硫標準溶液的前后,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)而導致出現(xiàn)的誤差,從而確??梢垣@取準確的數(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間,會導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)如下所示計算式(2)計算回收系數(shù)。如果回收系數(shù)不在0.65~0.95范圍之內(nèi),說明試驗本
身存在問題,此時需檢查裝置參數(shù)并重新配制硫標準溶液后再次進行測定。
7.2.5 讀取并記錄硫含量記錄器上所顯示的硫標準溶液硫含量值。重復操作三次,計算出各硫標準溶
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準溶液的平均硫含量值,畫出各硫標準溶
液的曲線。
當試樣硫含量和硫標樣相近時可采用單點校準,但至少重復測定三次。
7.2.7 每天或每測定完10次試樣后檢查校準線,確認操作條件是否發(fā)生變化。
7.2.8 為了確認試驗操作和試驗儀器是否正常,按照試樣測定步驟測定硫標準溶液(5.9),確認與標準
值偏差。
7.2.8.1 在第一次進行試驗時,其試驗結(jié)果與標準溶液的標準值之間的偏差必須確保在式(3)計算允
許誤差范圍之內(nèi)。
7.2.8.2 在進行第n次試驗時,其試驗結(jié)果的平均值與標準溶液的標準值之間的偏差必須確保在
式(4)計算允許誤差范圍之內(nèi)。
7.2.8.3 確認試驗結(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),則檢查試驗儀器并重新進行試驗。
7.3 試樣測定
7.3.1 直接測定時: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。重復測定兩次,取平均值。
注:根據(jù)試樣的估計濃度,吸取適量試樣,使之大致處于校準線范圍的中間位置。
7.3.2 稀釋測定時: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,獲得試驗所需的稀釋試樣溶液。根據(jù)7.3.1的步驟測定稀釋試驗溶液的含硫量。
注:對于含硫量沒有超過200mg/kg的試樣,可以進行直接測定,而對于含硫量超過200mg/kg的試樣則最好進行稀釋測定。
8 結(jié)果計算
8.1 在對試樣進行直接測定時,根據(jù)校準線讀取硫含量,再根據(jù)式(5)計算出試樣的硫含量,修約到小
數(shù)點后兩位。
8.2 在對試樣進行稀釋測定時,根據(jù)校準線讀取硫含量,再根據(jù)式(6)計算出試樣的硫含量,修約到小
數(shù)點后兩位。
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
新進行試驗。
8.4 數(shù)值的修約按 GB/T8170規(guī)定進行。
9 精密度
重復試驗和再現(xiàn)試驗的結(jié)果不得超過表4中規(guī)定的允許值。
表 4 重復性和再現(xiàn)性
10 試驗結(jié)果報告
試驗結(jié)果報告應(yīng)包括以下部分:
a) 試樣名稱、采取場所和采取日期。
b) 測定方法標準號。
c) 所測定的試驗結(jié)果。
d) 在測定過程中任何異常情況和需特別記錄的事項。