1 范圍
GB/T 3146的本部分規(guī)定了用蒸餾法測(cè)定工業(yè)芳烴及相關(guān)物料餾程的方法.
本部分適用于工業(yè)芳烴及餾程較窄且在30℃?250℃之間相關(guān)物料的餾程測(cè)定。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過GB/T 3146的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文 件, 其隨后所有的修gai單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分,然而,鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成 協(xié)議的各方研究是否可以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 部分。
GB/T 4756石油液體手工取樣法
GB/T 6536—1997石油產(chǎn)品蒸餾測(cè)定法
GB/T 8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定
GB/T 16483化學(xué)品安全技術(shù)說明書 內(nèi)容和項(xiàng)目順序
ASTM D1078揮發(fā)性液態(tài)有機(jī)物蒸餾試驗(yàn)方法
ASTM E1溫度計(jì)的技術(shù)指標(biāo)
ASTM E220熱電偶比對(duì)校準(zhǔn)方法
3 術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于GB/T 3146的本部分。
3.1 初餾點(diǎn) initial boiling point
從冷凝管較低的一端滴下第一滴冷凝液的一瞬間觀察到的溫度計(jì)讀數(shù).。
注:溫度均以t表示。
[GB/T 6536—1997 中 3. 4]
3.2 分解點(diǎn) decomposition point
蒸餾燒瓶中液體開始呈現(xiàn)熱分解時(shí)的溫度計(jì)讀數(shù)。
注:熱分解時(shí)蒸餾燒瓶中出現(xiàn)煙霧,溫度發(fā)生波動(dòng),即使調(diào)節(jié),溫度仍明顯下降。
[GB/T 6536—1997 中 3.1]
3.3 干點(diǎn) dry point
蒸餾燒瓶中zui低點(diǎn)的最后一滴液體汽化時(shí)一瞬間所觀察到的溫度計(jì)讀數(shù)。在蒸餾燒瓶壁或溫度計(jì) 上的任何液滴或液膜則不予考慮.
[GB/T 6536—1997 中 3.2]
3.4 終餾點(diǎn) final boiling point
在試驗(yàn)過程中得到的溫度計(jì)最高讀數(shù),通常是在蒸餾燒瓶底部全部液體都蒸發(fā)后才出現(xiàn)。
[GB/T 6536—1997 中 3. 3]
3.5 偏程 distillation range
通常等于終餾點(diǎn)的溫度減去初鐳點(diǎn)的溫度或干點(diǎn)的溫度減去初餾點(diǎn)的溫度。當(dāng)分解點(diǎn)出現(xiàn)時(shí),留 程范圍等于分解點(diǎn)的溫度減去初餾點(diǎn)的溫度。
4 方法概要
將100 mL工業(yè)芳危及相關(guān)物料以一定的蒸餾速度進(jìn)行蒸餾,記錄初像點(diǎn)、偶出體積為5%、10%、 95%及中間餾分(即10%?90%餾出液體積每增加10%時(shí))和干點(diǎn)或分解點(diǎn)或終餾點(diǎn)的溫度計(jì)讀數(shù)。 報(bào)告經(jīng)修正后的溫度。
5 儀器
5.1 蒸餾燒瓶
體積為200 mL帶支管的耐熱玻璃蒸餾燒瓶,如圖1所示,規(guī)格如下:
——球體外徑,76 mm±mm;
——頸部?jī)?nèi)徑,21 mm± 1 mm;
——燒瓶高度,179 mm±3 mm;
——燒瓶球體外底部到支管開口中心軸線高度,120 mm±3 mm.
——支管長(zhǎng)度,100 mm±3 mm;
——支管外徑37 mm±0.5 mm;
——支管和頸部夾角,75°±3°。
圖1 蒸餾燒瓶
5.2 溫度測(cè)量裝置
5.2.1 手動(dòng)蒸餾溫度計(jì):本部分中應(yīng)根據(jù)不同的被測(cè)物料選擇使用溶劑蒸餾溫度計(jì)或同等規(guī)格的溫度計(jì)。如果在產(chǎn)品規(guī)格中沒有zhi定溫度計(jì),則按表1選擇能記錄被測(cè)物料全餾程并滿足表1最小分度值 要求的溫度計(jì)。表1中列出了幾種適用于測(cè)定工業(yè)芳烴餾程的溶劑蒸餾溫度計(jì),同時(shí)滿足ASTM E1 標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)格要求.
表1工業(yè)芳烴蒸餾試?guó)r用溫度計(jì)
溫度計(jì) | 名稱 | 范圍rc | 分度值/C |
ASTM 39C | 溶劑蒸耀 | 48~102 | 0. 2 |
ASTM 40C | 溶劑蒸慵 | 72 ?126 | 0.2 |
ASTM 41c | 溶劑蒸儲(chǔ) | 98~152 | 0,2 |
ASTM 42C | 溶劑蒸儲(chǔ) | 95~255 | 0.5 |
ASTM 102C | 溶劑蒸慵 | 123?177 | 0.2 |
ASTM 103C | 溶劑蒸儲(chǔ) | 148—202 | 0.2 |
ASTM 1O4C | 溶劑蒸陽 | 173?227 | 0.2 |
ASTM 105C | 溶劑蒸偏 | 198?252 | 0.2 |
5.2.2自動(dòng)蒸餾溫度傳感器,溫度測(cè)量系統(tǒng)中使用的熱電偶或電阻溫度計(jì)(又稱溫度測(cè)量裝置)應(yīng)具有 和同等的玻璃水銀溫度計(jì)一樣的溫度滯后性和精度。這些溫度傳感器應(yīng)定期進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)方法按 ASTM E220進(jìn)行,或采用十進(jìn)位的精確電阻箱等類似方法進(jìn)行,另一種校準(zhǔn)方法是蒸餾純甲苯,將熱 電偶或電阻溫度計(jì)指示的溫度與玻璃水銀溫度計(jì)顯示的溫度進(jìn)行比較。在安裝新的自動(dòng)蒸餾儀時(shí),應(yīng) 用已知譙程范圍大約為1℃的甲苯標(biāo)樣來校正此儀器的干點(diǎn)和情程范圍。在更換溫度測(cè)量設(shè)備時(shí)建議 使用此物質(zhì)來校正。也可以用已知慵程范圍和干點(diǎn)的其他物質(zhì)來校正,
5. 2.2.1自動(dòng)蒸餾溫度傳感器的定位裝置:將溫度傳感器通過一個(gè)密封裝置安裝到燒瓶頸部的中央位 置,不能使用中心帶孔的軟木塞或硅膠塞??墒褂萌鐖D2所示的定位裝置。
圖2 燒瓶頸部中心定位裝置
5.2.2.2 本部分使用的測(cè)溫電路系統(tǒng)或算法,都應(yīng)有模擬玻璃水銀溫度計(jì)測(cè)溫滯后性的能力。為此, 應(yīng)用已知慵程范圍約為1℃的甲苯標(biāo)樣來校正算法和阻尼軟件.
5. 2. 2. 3 溫度傳感器也可放在能包覆傳感器末端的套中,通過調(diào)節(jié)熱質(zhì)量和導(dǎo)熱性,使其能與玻璃水 銀溫度計(jì)有一樣的測(cè)溫滯后性。
注1:甲苯標(biāo)樣為光譜純標(biāo)樣。
注2:在蒸餾過程中當(dāng)溫度迅速變化時(shí),溫度計(jì)的溫度滯后能達(dá)3 S。
5.3 冷凝管和冷卻槽
5.3.1 手動(dòng)蒸餾冷凝管和冷卻槽
5.3.1.1手動(dòng)蒸餾冷凝管和冷卻槽的技術(shù)要求見GB/T 6536—1997附錄A。
5.3.1. 2 也可使用如下冷凝管:長(zhǎng)度為600 mm?610 mm、內(nèi)徑為12 mm、標(biāo)準(zhǔn)壁厚約為1.25 mm,尾 端切掉一角并磨光的玻璃管。安裝在冷卻槽中且與冷卻水接觸長(zhǎng)度至少380 mm.冷凝管與冷卻槽任 一邊之間的距離不小于19 mm,冷卻水應(yīng)保持在10 ℃?20 ℃之間,通過加冰或循環(huán)冷卻水保持冷卻 水的溫度。安裝好的冷卻槽應(yīng)使其中的冷凝管與垂直方向成75℃的夾角。
5.3.2 自動(dòng)蒸餾冷凝管和冷卻槽
技術(shù)要求見GB/T 6536—1997附錄A。
5.4 蒸餾接受器
5.4.1 手動(dòng)蒸饋接受器:帶刻度的圓柱形量筒,直徑均勻,帶有平的或鑄模的底座并且有上唇口,量筒 體積為100 mL,從0 mL?100 mL接收段刻度的長(zhǎng)度為178 mm?203 mm。以1 mL為一刻線,每 5 mL刻一長(zhǎng)線以示區(qū)別。從底部開始每10 mL予以標(biāo)注。接受器的高度為248 mm?260 mm、量程 范圍內(nèi)的刻度誤差不超過1 mL。底部1 mL處的刻度可以不刻。接受器的技術(shù)指標(biāo)見GB/T 6536— 1997附錄A。
5.4.2 自動(dòng)蒸餾接受器:除刻度值以外其他技術(shù)要求應(yīng)和儀器說明書的要求一致并符合本章所描述的 規(guī)格要求。
自動(dòng)蒸餾體積液位跟蹤器:自動(dòng)蒸餾儀體積液位跟蹤器或記錄器具有0.1 mL的分辨率,其精度范 圍不超過±lmL.儀器的校準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)儀器說明書的要求定期進(jìn)行。典型的校準(zhǔn)過程應(yīng)包括5 mL和 100 mL物料體積的接收量的驗(yàn)證。
5.5 蒸餾燒瓶支架
5.5.1 電加熱單元;此單元包含調(diào)節(jié)系統(tǒng),可調(diào)節(jié)加熱爐及其上方放置的燒瓶隔熱板位置,其調(diào)節(jié)系統(tǒng) 應(yīng)置于罩的外部。
5.5.2 蒸餾燒瓶支板:蒸餾燒瓶支板由中心開孔的陶瓷或其他耐熱材料構(gòu)成°苯和甲苯測(cè)定時(shí)選用φ25 mm,沸點(diǎn)高于甲革低于145 ℃時(shí)選用φ38 mm,更高沸點(diǎn)的物料選用φ50 mm。蒸餾燒瓶支板的尺 寸應(yīng)足以保證加熱蒸餾燒瓶的熱量?jī)H來自其中心開孔,而使蒸餾燒瓶其他部位的受熱量減至最小。
警告:含石棉的材料不能用于制造蒸餾燒瓶支板。
5.6 加熱器
手動(dòng)蒸餾加熱器——電爐,能充分調(diào)節(jié)并能給出足夠的熱量以滿足物料所需的蒸餾速度。
警告:燒瓶過熱能引起錯(cuò)誤的結(jié)果見ASTM D1078儀器準(zhǔn)備部分。
6危害
本部分中使用的所有材料,在使用時(shí),應(yīng)參考按照GB/T 16483列出的材料安全數(shù)據(jù)表,注意其使 用危害。
7取樣
7. 1取樣應(yīng)按照GB/T 16483規(guī)則的最新版本采取安全防范措施。按照GB/T 4756標(biāo)準(zhǔn)對(duì)用此方法 分析的芳短樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜雍吞幚怼?/p>
7.2試樣應(yīng)清澈透明無明水。將除去明水的試樣取100 mL小心倒入量筒中。當(dāng)樣品含水或樣品混 濁時(shí),可過濾除去明水,用一張濾紙覆蓋在玻璃漏斗上,至少取200 mL試樣快速過濾(避免空氣對(duì)流 不允許脫去溶解水。但應(yīng)注意某些樣品尤其是苯能吸收微量的水,這將影響試驗(yàn)結(jié)果。因溶解水的存 在而導(dǎo)致蒸餾試驗(yàn)失敗時(shí),則允許采用約定的方法脫水。
8儀器的安裝
8.1 手動(dòng)蒸餾儀
8.1.1 將一塊不起毛的布系在繩子或鐵絲上,使之通過冷凝管以除去其中的殘留液體。
& 1.2儀器安裝,將蒸餾燒瓶安裝在適當(dāng)孔徑的隔熱板上,燒瓶的支管用軟木塞或硅橡膠塞與冷凝管 緊密相聯(lián),支管伸到冷凝管中的長(zhǎng)度大約是50 mm.
8.1.3如圖3所示安裝溫度計(jì),將溫度計(jì)穿過軟木塞或硅橡膠塞安裝在燒瓶的頸部,用垂線檢驗(yàn),使感 溫泡位于燒瓶頸部的中央,并使溫度計(jì)感溫泡或中間泡的上邊緣與燒瓶頸部和支管交界處的zui低點(diǎn)在 同一水平線上D
8.2 自動(dòng)蒸餾儀
自動(dòng)蒸餾儀的安裝參閱儀器操作手冊(cè)。
注:中心定位器應(yīng)如5. 2. 2.1所述,見圖2。
8.3 在室溫下仔細(xì)量取100 mL試樣倒入蒸餾燒瓶中,量筒懸垂在燒瓶上的時(shí)間不少于15 s。在蒸餾 燒瓶安裝到儀器之前應(yīng)仔細(xì)檢查燒瓶中的試樣,防止試樣流入燒瓶支管。取樣量筒不必清洗,直接作為 接受器。
8.4 安裝燒瓶支管,用硅橡膠塞將支管和冷凝管緊密連接。在垂直方向調(diào)節(jié)燒瓶以便支管伸入冷凝管 的長(zhǎng)度在25 mm?50 mm之間.升高并調(diào)節(jié)燒瓶支架使隔熱板緊貼在燒瓶的底部。
8.5 將取樣用的不經(jīng)干燥的量筒放在冷凝管的較低端,并使冷凝管的末端處于量筒的中央,且伸人量 筒中的長(zhǎng)度至少25 mm.
9試驗(yàn)步驟
9.1 手動(dòng)蒸餾步驟
9-1.1按第8章所述連接蒸餾燒瓶與冷凝設(shè)備,按& 1所述將溫度計(jì)安裝到蒸餾燒瓶上。
9.1 -2緩慢地加熱蒸餾燒瓶,特別是在試樣開始沸騰后要使溫度計(jì)中水銀柱在第一滴餾出液餾出之前 充分膨脹°調(diào)整加熱速度以使蒸餾燒瓶壁上的冷凝蒸汽環(huán)從開始上升到支管較低端的時(shí)間不少于 90 s,最好接近120s從開始加熱到第一滴餾出液餾出的時(shí)間應(yīng)控制在5 min?10 min之間。避免加 熱速度變化過大。為了達(dá)到更好的操作水平,操作者應(yīng)不斷積累經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)蒸餾開始時(shí),調(diào)節(jié)接受器使餾出液沿著接受器的內(nèi)壁流下防止餾出液飛濺造成損失,然后調(diào)節(jié)加熱速度,蒸餾速度控制在5 mL/min- 7 mL/min之間直至蒸干.測(cè)定餾程窄的苯、甲苯、二甲苯總恒出量應(yīng)不少于97%,測(cè)定餾程較寬的石 油產(chǎn)品和輕油時(shí)總餾出量應(yīng)不少于95%,否則應(yīng)重新試驗(yàn)。
9.2 .3當(dāng)?shù)谝坏勿s出液滴人接收量筒時(shí),讀取溫度計(jì)讀數(shù)作為初餾點(diǎn),并記錄初餾點(diǎn)和回收體積分?jǐn)?shù)為5%、95%及從10%?90%餾分每10%回收體積分?jǐn)?shù)的溫度計(jì)讀數(shù),體積分?jǐn)?shù)的讀數(shù)精確至1%。當(dāng) 蒸餾燒瓶中zui低點(diǎn)的最后一滴液體汽化一瞬間所觀察到的溫度計(jì)讀數(shù),作為干點(diǎn)記錄。當(dāng)測(cè)定粗物料 時(shí),分解點(diǎn)比干點(diǎn)更易觀察。蒸餾結(jié)束到達(dá)分解點(diǎn)時(shí),溫度常常停止上升并開始下降。這種情況下,讀 取分解點(diǎn)的溫度作為觀察到的最高溫度。當(dāng)蒸餾燒瓶中充滿濃煙時(shí),這種現(xiàn)象表示此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為 分解點(diǎn)。如果出現(xiàn)這種狀況,記錄蒸餾燒瓶球部*充滿濃煙時(shí)的溫度。如果觀察到分解點(diǎn)而不是干 點(diǎn),則分解點(diǎn)的溫度也可作為最終結(jié)果報(bào)告。
9. 1.4 若需報(bào)告終餾點(diǎn),應(yīng)觀察試驗(yàn)過程中溫度計(jì)的最高讀數(shù),通常是在蒸餾燒瓶底部全部液體都蒸發(fā)后才會(huì)出現(xiàn),讀取此溫度并作為終餾點(diǎn)記錄。
9. 1.5 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)隨時(shí)獲取和記錄溫度計(jì)的校準(zhǔn)值。
9.2 自動(dòng)蒸餾步驟
按照8.2所述將蒸餾燒瓶安裝到自動(dòng)蒸餾儀上。按照儀器說明書將測(cè)溫裝置安裝到蒸餾燒瓶上。
9.3 氣壓表讀數(shù)和氣壓表溫度
觀察的大氣壓應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行校準(zhǔn)并以0℃時(shí)的毫米汞柱報(bào)告。
10溫度校準(zhǔn)
10.1 溫度計(jì)本身的校準(zhǔn)值
在本部分中使用溫度計(jì)所觀察的溫度計(jì)讀數(shù)應(yīng)加上其校準(zhǔn)值。
10.2 大氣壓變化對(duì)溫度計(jì)的校準(zhǔn)值
觀察的溫度經(jīng)溫度計(jì)校準(zhǔn)后,再加大氣壓變化對(duì)溫度計(jì)的校準(zhǔn)值,根據(jù)式(1)計(jì)算大氣壓變化對(duì)溫 度計(jì)的校準(zhǔn)值或查附錄A。
C = [A + B X (760-p)] X (760-p)………… ( 1 )
式中:
C一大氣壓對(duì)溫度計(jì)的校準(zhǔn)值,單位為攝氏度(℃);
A,B——表2中的常數(shù);
P——校準(zhǔn)到0 ℃時(shí)的大氣壓,單位為毫米汞柱(mmHg)。
10.3 聯(lián)合校準(zhǔn)
如果被測(cè)試樣的全餾程不超過2℃時(shí),也可以根據(jù)饋出體積50%時(shí)觀察的沸點(diǎn)溫度和表3中給出 的760 mmHg時(shí)的沸點(diǎn)溫度之差作為溫度計(jì)和大氣壓的聯(lián)合校準(zhǔn)。
注:當(dāng)報(bào)告的是校準(zhǔn)后的溫度時(shí),備注應(yīng)說明所采用的溫度校準(zhǔn)類型。
表2大氣壓在600 mmHg?800 mmHg之間變化的校準(zhǔn)常數(shù)
11報(bào)告
11.1 根據(jù)被測(cè)物料的產(chǎn)品規(guī)格報(bào)告結(jié)果,溫度結(jié)果報(bào)告精確到0.1℃;體積分?jǐn)?shù)報(bào)告精確至1%。
11.2 如果報(bào)告的方式?jīng)]有規(guī)定,則報(bào)告每一次觀察體積時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度(校準(zhǔn)后),并報(bào)告殘留體積分 數(shù),回收體積分?jǐn)?shù)及蒸餾損失體積分?jǐn)?shù)。
11.3 為了保持標(biāo)準(zhǔn)的一致性,觀察或計(jì)算的數(shù)值應(yīng)按GB/T 8170進(jìn)行取舍,其數(shù)值保留位數(shù)與產(chǎn)品 規(guī)格指標(biāo)一致。
12精密度和偏差 12.1手動(dòng)蒸餾方法的精密度
按下述規(guī)定判斷試驗(yàn)結(jié)果的可靠性(95%置信水平):
12. 1. 1中間精密度
同一操作者測(cè)定所得兩個(gè)結(jié)果之差不應(yīng)超出下列數(shù)值:
— —環(huán)己烷0.17℃;
— —苯,0.16 ℃ ;
— —甲苯,0.23℃
— —二甲苯,0.26℃
12. 1.2再現(xiàn)性
兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別得出的單一試驗(yàn)結(jié)果之差不應(yīng)超出下列數(shù)值:
— —苯,0.42℃
— —甲苯,0.47℃;
— —二甲苯,0.42℃
注:沒有足夠的數(shù)據(jù)確定環(huán)己烷的再現(xiàn)性。
12.2 自動(dòng)蒸餾法的精密度
按下述規(guī)定判斷試驗(yàn)結(jié)果的可靠性(95%置信水平).
12.3 . 1中間精密度
同一操作者測(cè)定所得兩個(gè)結(jié)果之差不應(yīng)超出下列數(shù)值:
——甲苯:
1)初留點(diǎn),0.238℃
2) 干點(diǎn),0.230℃。
——二甲苯,
1)初餾點(diǎn),0.409℃
2) 50%,0.239 ℃;
3)干點(diǎn)和終餾點(diǎn),0. 264℃。
——甲酚:
1)初餾點(diǎn),0.681℃
2) 50%,0.423℃
3)干點(diǎn),0.675℃。
12.2.2再現(xiàn)性
兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別得出的單一試驗(yàn)結(jié)果之差不應(yīng)超出下列數(shù)值:
——甲苯:
1)初餾點(diǎn),0.581℃
2) 50%,0.156 ℃ ;
3)干點(diǎn),0.456℃
——二甲苯:
1)初餾點(diǎn),0.964 ℃;
2) 50%,0.439 °C;
3)干點(diǎn)和終餾點(diǎn),0.390℃。
注:沒有足夠的數(shù)據(jù)確定甲酚的再現(xiàn)性。
12.3偏差
本部分手動(dòng)和自動(dòng)蒸餾法沒有顯著性差異,甲苯或二甲苯在95%的置信水平時(shí),T值差異也不 顯著。
注:本部分中自動(dòng)蒸餾法的數(shù)據(jù)是由帶有干點(diǎn)傳感器的自動(dòng)蒸餾儀(ADA)獲得的。因此本部分的精密度和偏差的 表述僅對(duì)帶有干點(diǎn)傳感器的自動(dòng)蒸餾儀是有效的。
13質(zhì)量控制
13.1 在更換溫度測(cè)量設(shè)備時(shí)建議使用已知僧程范圍約為1℃的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來校正儀器?;蛟诟鼡Q溫度 測(cè)量設(shè)備時(shí)采用已知干點(diǎn)和餾程的物質(zhì)來校正儀器,此物質(zhì)也可用于進(jìn)行質(zhì)量控制/質(zhì)量保證(QC/ QA)測(cè)試。
13.2 如果實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)建立了 QC/QA程序并已確定了 QC/QA物質(zhì),則也可以采用。
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