ГОСТ Р 54285-2010
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БЕНЗИНЫ И МЕТАНОЛЬНЫЕ ТОПЛИВА
Определение содержания общего кислорода методами восстановительного пиролиза
Gasoline and methanol fuels. Determination of total oxygen content by methods of reductive pyrolysis
ОКС 75.160.20
Дата введения 2012-07-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 31 "Нефтяные топлива и смазочные материалы", Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Управлением технического регулирования и стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2010 г. N 1121-ст
4 Настоящий стандарт идентичен стандарту АСТМ Д 5622-95 (2005)* "Стандартные методы определения общего кислорода в бензинах и метанольных топливах восстановительным пиролизом" [ASTM D 5622-95 (2005) "Standard test methods for determination of total oxygen in gasoline and methanol fuels by reductive pyrolysis", IDT].
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (подраздел 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных стандартов АСТМ соответствующие им национальные стандарты и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2019 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
1.1 Методы настоящего стандарта позволяют количественно определить содержание общего кислорода в бензинах и топливах, содержащих метанол, с использованием восстановительного пиролиза
_______________
Решение о последнем издании стандарта было принято 1 мая 2005 г. и опубликовано в июне 2005 г. Первоначально стандарт был утвержден в 1994 г. Предыдущее издание было утверждено в 2000 г. как АСТМ Д 5622-95 (2000).
1.2 Прецизионные характеристики были получены в диапазонах от 1,0% масс. до 5,0% масс. кислорода для бензина и от 40% масс. до 50% масс. кислорода для топлив, содержащих метанол.
1.3 При применении настоящих методов испытания можно использовать несколько типов оборудования. Оборудование может различаться по способу определения и количественной оценке кислородсодержащих образцов. Однако настоящим методам испытания характерно то, что топливо подвергают пиролизу в среде, богатой углеродом.
1.4 Значения в единицах СИ являются стандартными. Значения в скобках приведены для информации.
1.5 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за разработку соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья персонала, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты
_______________
Информацию по указанным стандартам АСТМ можно получить на сайте АСТМ www.astm.org или в сервисной службе service@astm.org. Информацию по ежегодникам АСТМ можно найти на сайте АСТМ в разделе Document Summary.
ASTM D 1298, Test method for density, relative density (specific gravity), or API gravity of crude petroleum and liquid petroleum products by hydrometer method [Определение плотности, относительной плотности (удельного веса) или плотности в градусах API сырой нефти и жидких нефтепродуктов ареометром]
ASTM D 4052, Test method for density and relative density of liquids by digital density meter (Определение плотности и относительной плотности жидкостей цифровым плотномером)
ASTM D 4057, Practice for manual sampling of petroleum and petroleum products (Руководство по ручному отбору нефти и нефтепродуктов)
ASTM D 4815, Test method for determination of MTBE, ETBE, TAME, DIPE, tertiary-amyl alcohol and
3 Сущность метода
3.1 Образец топлива 1-10
3.2 Газ-носитель, такой как азот, гелий или смесь гелия с азотом, перемещает пиролизные газы в любую из четырех направленных по потоку систем реакторов, газоочистителей, сепараторов и детекторов для определения содержания монооксида углерода, а следовательно кислорода в исходном образце топлива. Результат записывают в процентах по массе кислорода в топливе.
4 Значение и применение
4.1 Предлагаемые методы позволяют определить содержание общего кислорода в бензине и топливах, содержащих метанол, и дополняют метод АСТМ Д 4815, позволяющий определять специфические кислородсодержащие соединения в бензине.
4.2 Присутствие кислородсодержащих соединений в бензине может способствовать более полному сгоранию, которое приводит к уменьшению выбросов монооксида углерода. В соответствии с требованиями
_______________
Настоящие методы испытания позволяют количественно определить содержание общего кислорода, которое является регулируемым параметром.
5 Аппаратура
5.1 Анализатор элементного кислорода
_______________
Можно использовать разное оборудование, способное проводить восстановительный пиролиз образца и превращать кислород в монооксид углерода.
5.1.1 Метод А
_______________
Газ-носитель гелий переносит продукты пиролиза через устройство для удаления кислотных газов и паров воды. Затем продукты попадают на молекулярное сито газохроматографической колонки, где монооксид углерода отделяется от других пиролизных продуктов. Детектор по теплопроводности генерирует отклик, который пропорционален количеству монооксида углерода.
5.1.2 Метод В
_______________
Газ-носитель азот переносит продукты пиролиза через устройство для удаления паров воды. Затем продукты пиролиза проходят через последовательно соединенные детекторы, которые измеряют содержание моно- и диоксидов углерода соответственно.
5.1.3 Метод С
_______________
Смесь гелия и азота (в процентном соотношении 95:5), гелий или аргон переносят продукты пиролиза последовательно через два реактора. Первый реактор содержит нагретую медь, которая удаляет серосодержащие продукты. Второй реактор включает в себя устройство, которое удаляет кислотные газы и реактив, окисляющий монооксид углерода в диоксид углерода (произвольно). Полученные газы затем гомогенизируют в смесительной камере, которая поддерживает продукты реакции при абсолютных условиях температуры, давления и объема. Затем через колонку сбрасывают давление из смесительной камеры, в которой монооксид углерода (или диоксид углерода при работе в окислительном режиме) отделяют от примесей. Детектором по теплопроводности измеряют отклик, пропорциональный количеству монооксида или диоксида углерода.
5.1.4 Метод D
_______________
Газ-носитель азот переносит продукты пиролиза через устройства для удаления кислотных газов и паров воды. При температуре 325°С в реакторе, содержащем оксид меди II (CuO), монооксид окисляется в диоксид углерода, который, в свою очередь, переносят в кулонометрический детектор по диоксиду углерода. Кулонометрически генерированное основание оттитровывают кислотой, образующейся при взаимодействии диоксида углерода с моноэтаноламином.
5.2 Установка оборудования должна обеспечивать количественное введение образца в анализатор. Сосуд для образца и приспособление для его переноса должны быть чистыми и сухими.
5.3 Для приборов, измеряющих только монооксид углерода, условия пиролиза должны быть установлены для количественного превращения кислорода в монооксид углерода.
5.4 Система устройств для удаления кислотных газов и паров воды и сепараторов должна быть отрегулирована для эффективного удаления продуктов пиролиза, которые мешают детектированию монооксида или диоксида углерода или и того и другого одновременно.
5.5 Отклики детектора должны быть линейными относительно концентрации, в случае нелинейных откликов их следует определять в соответствии с концентрацией.
5.6 У производителя приборов можно заказать:
5.6.1 Пиролизные трубки.
5.6.2 Устройства для удаления кислотных газов и паров воды (трубки).
5.6.3 Поглотительные трубки.
6 Реактивы
6.1 Чистота реактивов
_______________
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - .
Во всех испытаниях должны быть использованы химически чистые (х.ч.) реактивы. Если другие указания отсутствуют, это означает, что все реактивы должны отвечать требованиям спецификаций Комитета по аналитическим реактивам Американского химического общества, где эти спецификации можно получить. Могут быть использованы другие реактивы, если их чистота позволяет осуществлять испытания без снижения точности определения.
6.2 Калибровочные стандарты
6.2.1 NIST SRM 1837
_______________
6.2.2 Безводный метанол не менее 99,8% чистоты может быть использован для калибровки прибора для анализа топлив, содержащих метанол.
6.2.3 Изооктан или другие углеводороды определенной чистоты могут быть использованы для холостого опыта.
6.3 Стандарт контроля качества (QC-стандарт) - NIST SRM 1838 может быть использован для проверки точности калибровки.
6.4 Дополнительные реактивы по требованию изготовителей приборов
6.4.1 Метод А
_______________
6.4.1.1 Безводный перхлорат магния (ангидрон).
6.4.1.2 Аскарит II (гидроксид натрия на силикагеле).
6.4.1.3 Газ-носитель: гелий чистотой 99,995%.
6.4.1.4 Молекулярное сито, 5
6.4.1.5 Никелевая стружка.
6.4.1.6 Никелированный графит, 20%-ная загрузка.
6.4.1.7 Кварцевая крошка.
6.4.1.8 Кварцевая стружка.
6.4.2 Метод В
_______________
6.4.2.1 Ангидрон (безводный перхлорат магния).
6.4.2.2 Гранулы пиролитического кокса (углерода, графита).
6.4.2.3 Газ-носитель: азот чистотой 99,99%.
6.4.3 Метод С
_______________
6.4.3.1 Ангидрон (безводный перхлорат магния).
6.4.3.2 Аскарит II (гидроксид натрия на силикагеле).
6.4.3.3 Газ-носитель: смесь гелия с водородом (95% и 5% соответственно) чистотой 99,99%; гелий чистотой 99,995% или аргон чистотой 99,98%.
6.4.3.4 Медь+, проволока.
6.4.3.5 Платинированный графит.
6.4.4 Метод D
_______________
6.4.4.1 Ангидрон (безводный перхлорат магния).
6.4.4.2 Аскарит II (гидроксид натрия на силикагеле).
6.4.4.3 Оксид меди (II).
6.4.4.4 Растворы для кулонометрических ячеек, катодный раствор моноэтаноламина в диметилсульфоксиде и анодный раствор воды и йодида калия в диметилсульфоксиде.
6.4.4.5 Никелированный графит, 20%-ная загрузка.
6.4.4.6 Газ-носитель: азот чистотой 99,99%.
7 Отбор проб
7.1 Пробы отбирают в соответствии с АСТМ Д 4057.
7.2 Визуально осматривают пробы и, если они неоднородные, отбирают свежие пробы.
7.3 Пробы хранят в холодном помещении или лабораторном холодильнике, предназначенном для хранения химикатов.
8 Подготовка аппаратуры
8.1 Подготовку аппаратуры осуществляют в соответствии с рекомендациями производителя. Настоящие методы испытания требуют, чтобы применяемой модели соответствовал правильный режим проведения испытания. Различие в конструкции приборов делает невозможным их использование для всех рабочих условий испытаний, требуемых указанными методами.
8.2 Газ-носитель очищают от следов кислорода и кислородсодержащих соединений.
9 Калибровка и стандартизация
9.1 Калибровка бензинов, содержащих оксигенаты, для методов А, В и С
9.1.1 При холостом опыте для введения 1-10
9.1.2 Подобным образом вводят 1-10
9.1.3 Рассчитывают
где
Примечание 1 - Плотность можно определить методом АСТМ Д 1298 или АСТМ Д 4052.
9.2 Калибровка топлив, содержащих метанол, для методов А, В и С
Повторяют процедуру по 9.1, заменяя безводный метанол SRM. Для топлив, содержащих метанол, может быть необходим единственный в своем роде
9.3 Калибровка для метода D
Метод D не требует калибровки, однако QC-стандарт должен быть проанализирован, чтобы быть уверенными в правильности работы прибора. Холостой опыт также должен быть проанализирован, чтобы убедиться в постоянстве откликов.
9.4 Контроль качества (QC)
9.4.1 Вводят QC-стандарт SRM 1838
_______________
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - .
9.4.2 Если результаты, полученные по QC-стандартам, не согласуются с сертифицированными значениями в пределах 2% соответственно, проводят корректировку и повторяют калибровку и контроль качества.
9.4.3 Для метода D, если выход кислорода для QC SRM менее 0,85 (т.е. 85%), осуществляют корректировку и повторяют контроль качества. Выходы кислорода более 0,85, но менее единицы, могут быть использованы для корректировки рассчитанного результата (ссылаются на параметр
9.5 Проведение испытания
9.5.1 Вводят образцы и записывают отклик прибора. Рассчитывают результаты, как указано в разделе 10. Используют соответствующий
9.5.2 Повторяют калибровку прибора с соответствующим калибровочным стандартом после испытания каждых десяти образцов.
10 Расчет и протокол испытания
10.1 Рассчитывают содержание кислорода, % масс., для QC-стандартов и испытуемых образцов топлива по следующей формуле
где
10.2 Для приборов с системами компьютерных данных возможны автоматический расчет K-фактора [формула (1)] и расчет содержания кислорода (% масс.) с получением цифровых показаний.
10.3 Записывают содержание кислорода (% масс.) с точностью до 0,01%.
11 Прецизионность и отклонение
11.1 Прецизионность
_______________
Прецизионность настоящих методов определена статистическим анализом межлабораторных результатов испытания. 12 лабораторий параллельно анализировали 8 разных образцов, обеспечивая в сумме 13 серий данных. Одна лаборатория использовала два разных метода. Выпало результатов: метод А - три; метод В - два; метод С - три; метод D - пять. Статистический анализ был выполнен по 13 данным, так как восстановительный пиролиз является общим для всех четырех методов испытания. Для отдельно взятых методов статистика не определена. Набор образцов включал безводный метанол и базовые компоненты бензина, которые имели добавки одного или более соединений: изобутанол, н-бутанол, втор-бутанол, трет-бутанол, диизопропиловый эфир, этанол, этил-трет-бутиловый эфир, метанол, метил-трет-бутиловый эфир, н-пропанол, изопропанол, трет-амил-метиловый эфир.
11.1.1 Повторяемость (сходимость)
Расхождение между двумя результатами испытания, полученными одним и тем же оператором на одной и той же аппаратуре при постоянных рабочих условиях на идеальных испытуемых материалах в течение длительного времени при нормальном и правильном выполнении испытания, может превышать указанные ниже значения только в одном случае из двадцати:
Диапазон, | Повторяемость (сходимость), | ||||||
% масс. кислорода | % масс. кислорода | ||||||
От | 1,0 | до | 5,0 | включ. | 0,06 | ||
От | 40,0 | до | 50,0 | включ. | 0,81 |
11.1.2 Воспроизводимость
Расхождение между двумя единичными и независимыми результатами, полученными разными операторами, работающими в разных лабораториях, в течение длительного времени при нормальном и правильном выполнении испытания, может превышать указанные ниже значения только в одном случае из двадцати:
Диапазон, | Воспроизводимость, | ||||||
% масс. кислорода | % масс. кислорода | ||||||
От | 1,0 | до | 5,0 | включ. | 0,26 | ||
От | 40,0 | до | 50,0 | включ. | 0,81 |
11.2 Отклонение
Отклонение было определено по результатам межлабораторных испытаний, полученным на стандарте NIST SRM 1838
_______________
Приложение Х1
(справочное)
Влияние воды, присутствующей в бензине, содержащем оксигенаты
Х1.1 По стандарту Clear Air Act (1992) требование для оксигенатов в газолине безусловно исключает из спецификации по общему кислороду кислород воды. Эксперимент показал, что для типичных оксигенированных бензинов максимальное количество растворенной воды составляет приблизительно 0,1% масс. Это соответствует 0,09% масс. кислорода, что очень близко к повторяемости настоящих методов испытания. Если кислород растворенной воды не должен участвовать в анализе, перед анализом настоящими методами бензин можно предварительно обработать карбонатом калия или использовать молекулярное сито 3А.
Х1.2 В соответствии с патентом
_______________
Х1.3 Литература
_______________
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных стандартов АСТМ национальным и межгосударственным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего национального и межгосударственного стандарта |
АСТМ Д 1298 | IDT | ГОСТ Р 51069-97 "Нефть и нефтепродукты. Определение плотности, относительной плотности и плотности в градусах API ареометром" |
АСТМ Д 4052 | - | * |
АСТМ Д 4057 | NEQ | ГОСТ 31873-2012 "Нефть и нефтепродукты. Методы ручного отбора проб" |
АСТМ Д 4815 | - | * |
* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: - IDT - идентичный стандарт; - NEQ - неэквивалентный стандарт. |
УДК 665.733:006.354 | ОКС 75.160.20 | |
Ключевые слова: бензины, метанольные топлива, общий кислород, метод восстановительного пиролиза, диоксид углерода, монооксид углерода, диизопропиловый эфир, этанол, этил-трет-бутиловый эфир, изобутанол, изопропанол, метанол, метил-трет-бутиловый эфир, н-бутанол, н-пропанол, втор-бутанол, трет-бутанол, трет-амил-метиловый эфир |
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2019