2025年11月28日 17:07:08 来源:深圳市莱雷科技发展有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量:3
石油的元素组成中除了碳和氢外,还含有少量的硫、氮、氢等其它元素,这些元素是构成石油非烃类物质的主要成分。目前,原油中已可以鉴定出元素硫[5]及含硫化合物100多种,主要有元素硫、硫醚、硫醇、噻吩、二(多)硫化合物等。石油中含硫量,随着产地的不同,从万分之几到百分之几不等[6]。硫及其化合物,对石油加工,产品质量及其应用主要危害表现为腐蚀石油炼制装置,污染加工中的重金属催化剂,造成催化剂中毒;影响油品质量;严重污染环境,燃烧后产生的SO2或SO3,排入大气,是形成酸雨的主要成分之一[7]。
因此,准确掌握石油中的硫含量,对指导生产加工,控制油品质量便重要意义,含硫量的高低便作为原油等评价的重要技术指标。
含硫量的检测方法众多,主要有燃灯法、管式炉法、氧弹法、镍还原法、微库仑法、氢-比色法、X射线法(又分吸附法和荧光法两种)。X射线荧光法是众多不同方法中是不需破坏样品,并具备高效快速、简单的样品处理,良好的精密度,测定范围广泛等优点。
一、 现行国家标准与ASTM标准的关系
采用能量色散X射线荧光光谱法测定石油产品中硫含量的标准方法,现行国家标准有二个:GB/T17040—1997《石油产品硫含量测定法 能量色散X射线荧光光谱法》(以下简称GB/T17040—1997)和GB/T17606—1998《原油中硫含量测定法 能量色散X射线荧光光谱法》(以下简称GB/T17606—1998)。
GB/T17040—1997标准适且于石脑油、馏分油、燃料油、渣油、润滑油、基础油和无铅汽油等碳氢化合物的硫含量检测。测定范围从0.05%(m/m)~5%(m/m)。该标准等效采用美国试验与材料协会标准ASTMD4294—90(1995)。
GB/T17606—1998标准适且原油的硫含量检测,测定范围从0.05%(m/m)~5%(m/m)。该标准非等效采用美国试验与材料协会标准ASTMD4294-90(1995)。
这两种标准和ASTM D 4294的差异已分别在标准的前言上做了详细说明,故在本文中不再重复描述。
二、ASTM D4294的发展情况
ASTM D4294初次发布版本为D4294—83,在ASTM D4294—02版本发布前,其次修订版本为D4294—98,该标准由美国试验与材料协会的石油产品和润滑油委员会直接负责,规定每五年必须修订一次,如果没有修订的话,就要重新认可或撤销。
ASTM D4294—02(新)标准较ASTM D4294—1990(1995)(旧)标准,有了多处改变。随着科学技术的不断发展,应该说新标准充分考虑并提高了设备检测技术要求,同时,对人工配制标准样品,辅助试剂的要求,检测的精密度等都在旧标准基础上提出了更高的要求。
三、 ASTM D4294—02标准与D4294—1990(1995)标准的比较
由于GB/T17040—1997和GB/T17606—1998两个标准均与ASTM D4294—1990(1995)的高度相关。在此,我们以ASTM D4294—02为参照,与ASTM D4294—1990(1995)标准进行比较,即可以得到ASTM D4294—02与国家标准GB/T17040—1997和GB/T17606—1998的比较结果。
1、 范围:
1.1 明确列入原油、柴油、煤油、液压油、喷气燃料油,以及85%或99%合成甲醇燃料均适应于本方法测定。
1.2 测硫含量由0.05%(m/m)降低到0.0150%(m/m)。更利于使用该方法及仪器用于低硫(如汽柴油等)等碳氢化合物的检测。
2、 引用标准
2.1 引入D3120氧化库仑法测定轻质液体石油碳氢化合物里的痕量硫的试验方法。该方法主要用于验证标样的稀释剂——白油的硫含量,有利于得到更真实准确的标准曲线。
2.2 增加D4177石油和石油产品的自动取样法。
2.3 采用E 29 使用试验数据中的有效数字以确定与规范一致性的标准实施规程。
3、 方法概要 将旧标准规定的三组校准标样更改为二组。
4、 意义和应用 补充说明了标准用于测定与白油标样成分有显著性差异组份的石油,解释结果对应参照的处理方法。
5、 干扰
5.1 增加说明了干扰物含量大于被测硫含量的十分之一也将产生干扰,也就是说在硫含量较低时,干扰物含量应参照硫含量而处于更低水平。另外也说明了样品中含水的干扰。
5.2 增加说明样品各种元素含量的变化会造成基体效应,这些变化直接影响X射线的吸收和改变各种元素的测量强度。
5.3 增加说明所有的干扰可以在仪器自带软件的应用中得到补偿。
5.4 M-85和M-100的甲醇燃料适用于本检测方法的规定。
5.5 检测与白油组分不同的原油等物质时,应该由相似或组分相同的基础物质组成的标样一同分析。
6、 仪器 样品池最小装样深度由3mm修改为4mm。
7、 试剂和材料
7.1 2-正丁基硫醚(DBS),作为硫含量标准物质。要求了解其确切硫含量,明确说明其不纯的部分也可能含有硫的化合物,而不应被忽视。
8、 样品和样本准备 解释了样品池装样的条件。
9、 校正和标准化
9.1 初使标准油1%、2.5%、5%三组修改为0.1%、5%两组。
9.2 硫含量标样,由9.1的两组分别稀释为0.000、0.0020、0.0050、0.0100、0.0300、0.0600、0.100 共7个梯度标样,旧标准只保留两位有效数值。新标准中对0.0600及以下均保留4位有效数值。第二组0.1-5.0组稀释为0.000、0.100、0.500、1.00、2.50、5.00共六个梯度标样,保留三位有效数值。
9.3 ASTMD4294-1990(1995)硫标样数量为12个。GB/T17040—1997和GB/T17606—1998两个标准增加到14,ASTMD4294-02两组标样均要求做空白,共为13个标样。
9.4 用于准备标样的稀释剂,如白油中含硫,ASTMD4294-02要求不能视为零,应将这个值加到准备硫标样的校正中去,应通过合适的方法测量出其硫含量到1PPM级。并给出了包含稀释硫含量在内的硫标样计算方式。
10、 仪器准备:增加建议仪器应尽可能连续运行以保证其稳定性。
11、 试验步骤
11.1 补充说明了样品池装样量的要求,必须保证将样品装入到一个最小深度,更多的装样量将会导致记数率即结果产生不显著的变化,通常至少装满样品池四分之三容积,并具备足够的顶隙,装样后,在顶部打一个孔,避免测量易挥发样品时造成视窗膜产生破裂。
11.2 增加规定校正标样用于校正曲线时,测量值和真实值的偏离应该小于3%,否则应采用正确的方法重新较正。
11.3 重新明确了不同硫含量的稀释或标准样品的记数时间。对0.000至0.1000%硫含量的样品,记数时间为200-300秒;0.100至5.00硫含量,记数时间为100秒。
12、 计算 取消了人工计算。
13、 报告
13.1 ASTM D4294-02要求硫含量以质量百分数表示,取三位有效数字,旧标准只要求保留两位。
14、 质量控制
14.1 要求运用质量控制样品(已知硫含量),经常加入到检测中测试它们,记录并分析数据的偏离。
14.2 明确每天使用的仪器质量控制样品的测试频率应达到每周二次。
15、 精密度和偏差
15.1 我们通过列表,将不同硫含量以结果的形式代入公式计算。通过表-1进行比较可以看出,ASTM D4294-02对实验的重复性有更严格的规定,尤其对硫含量≤0.05%(m/m),对再现性则有所放宽。
结果 比较
硫含量 | 重 复 性 | 再 现 性 | ||
ASTM D4294-90(1995) | ASTM D4294-02 | ASTM D4294-90(1995) | ASTM4294-02 | |
r=0.029(s+0.6) | r=0.02894(s+0.1691) | R=0.063(s+0.6) | R =0.1215(s+0.5555) | |
0.005 | 0.018 | 0.005 | 0.038 | 0.068 |
0.01 | 0.018 | 0.005 | 0.038 | 0.069 |
0.05 | 0.019 | 0.006 | 0.041 | 0.074 |
0.1 | 0.020 | 0.008 | 0.044 | 0.080 |
0.5 | 0.032 | 0.019 | 0.069 | 0.128 |
1.0 | 0.046 | 0.034 | 0.101 | 0.189 |
2.0 | 0.075 | 0.063 | 0.164 | 0.310 |
3.0 | 0.104 | 0.092 | 0.227 | 0.432 |
4.0 | 0.133 | 0.121 | 0.290 | 0.553 |
5.0 | 0.162 | 0.150 | 0.353 | 0.675 |