Petroleum products. Determination of Sulphur content by lamp method
Дата введения 1 января 2003 г.
Введен впервые
1 Область применения
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.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы документы, указанные в приложении Г.
3 Сущность метода
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).
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 Аппаратура
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 качества*(1). Для горелки при сжигании ароматических образцов следует применять пряжу из длинного штапельного волокна тонкого прядения*(2).
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.
5 Реактивы и материалы
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)*(3).
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 х М при расчете (см. 11.1) станет равным 1,000.
5.10 Стандартные образцы с известным содержанием серы для проверки надежности процесса испытания.
6 Подготовка к испытанию
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.