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如何用蒸馏法测定工业芳烃

发布时间:2021-10-18      点击次数:99

1 范围

GB/T 3146的本部分规定了用蒸馏法测定工业芳烃及相关物料馏程的方法.

本部分适用于工业芳烃及馏程较窄且在30250℃之间相关物料的馏程测定。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过GB/T 3146的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文 件其随后所有的修gai(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否可以使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本 部分。

GB/T 4756石油液体手工取样法

GB/T 6536—1997石油产品蒸馏测定法

GB/T 8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

GB/T 16483化学品安全技术说明书 内容和项目顺序

ASTM D1078挥发性液态有机物蒸馏试验方法

ASTM E1温度计的技术指标

ASTM E220热电偶比对校准方法

术语和定义

下列术语和定义适用于GB/T 3146的本部分。

3.1 初馏点 initial boiling point

从冷凝管较低的一端滴下第一滴冷凝液的一瞬间观察到的温度计读数.。

注:温度均以t表示。

[GB/T 6536—1997 3. 4]

3.2 分解点 decomposition point

烧瓶中液体开始呈现热分解时的温度计读数。

注:热分解时蒸烧瓶中出现烟雾,温度发生波动,即使调节,温度仍明显下降。

[GB/T 6536—1997 3.1]

3.3 干点 dry point

烧瓶中zui点的最后一滴液体汽化时一瞬间所观察到的温度计读数。在蒸馏烧瓶壁或温度计 上的任何液滴或液膜则不予考虑.

[GB/T 6536—1997 3.2]

3.4 点 final boiling point

在试验过程中得到的温度计最高读数,通常是在蒸烧瓶底部全部液体都蒸发后才出现。

[GB/T 6536—1997 3. 3]

3.5 偏程 distillation range

通常等于终馏点的温度减去初镭点的温度或干点的温度减去初馏点的温度。当分解点出现时,留 程范围等于分解点的温度减去初馏点的温度。

方法概要

100 mL工业芳危及相关物料以一定的蒸馏速度进行蒸馏,记录初像点、偶出体积为5%10% 95%及中间馏分(即10%90%馏出液体积每增加10%时)和干点或分解点或终馏点的温度计读数。 报告经修正后的温度。

仪器

5.1 烧瓶

体积为200 mL带支管的耐热玻璃蒸馏烧瓶,如图1所示,规格如下:

    ——球体外径,76 mm±mm

    ——颈部内径,21 mm± 1 mm

    ——烧瓶高度,179 mm±3 mm

    ——烧瓶球体外底部到支管开口中心轴线高度,120 mm±3 mm.

    ——支管长度,100 mm±3 mm

    ——支管外径37 mm±0.5 mm

    ——支管和颈部夹角,75°±3°

 image.png

                                                                            图1  蒸馏烧瓶

5.2 温度测量装置

5.2.1  手动蒸温度计:本部分中应根据不同的被测物料选择使用溶剂蒸馏温度计或同等规格的温度计。如果在产品规格中没有zhi温度计,则按表1选择能记录被测物料全馏程并满足表1最小分度值 要求的温度计。表1中列出了几种适用于测定工业芳烃馏程的溶剂蒸馏温度计,同时满足ASTM E1 标准中的规格要求.

1工业芳烃蒸试鸵用温度计

温度计

名称

范围rc

分度值/C

ASTM 39C

溶剂蒸耀

48~102

0. 2

ASTM 40C

溶剂蒸慵

72 126

0.2

ASTM 41c

溶剂蒸储

98~152

0,2

ASTM 42C

溶剂蒸储

95~255

0.5

ASTM 102C

溶剂蒸慵

123177

0.2

ASTM 103C

溶剂蒸储

148—202

0.2

ASTM 1O4C

溶剂蒸阳

173227

0.2

ASTM 105C

溶剂蒸偏

198252

0.2


 

 

5.2.2自动蒸馏温度传感器,温度测量系统中使用的热电偶或电阻温度计(又称温度测量装置)应具有 和同等的玻璃水银温度计一样的温度滞后性和精度。这些温度传感器应定期进行校准。校准方法按 ASTM E220进行,或采用十进位的精确电阻箱等类似方法进行,另一种校准方法是蒸纯甲苯,将热 电偶或电阻温度计指示的温度与玻璃水银温度计显示的温度进行比较。在安装新的自动蒸仪时,应 用已知谯程范围大约为1℃的甲苯标样来校正此仪器的干点和情程范围。在更换温度测量设备时建议 使用此物质来校正。也可以用已知慵程范围和干点的其他物质来校正,

5. 2.2.1自动蒸馏温度传感器的定位装置:将温度传感器通过一个密封装置安装到烧瓶颈部的中央位 置,不能使用中心带孔的软木塞或硅胶塞。可使用如图2所示的定位装置。

 image.png

                                                                      图2  烧瓶颈部中心定位装置

 5.2.2.2 本部分使用的测温电路系统或算法,都应有模拟玻璃水银温度计测温滞后性的能力。为此, 应用已知慵程范围约为1℃的甲苯标样来校正算法和阻尼软件.

5. 2. 2. 3 温度传感器也可放在能包覆传感器末端的套中,通过调节热质量和导热性,使其能与玻璃水 银温度计有一样的测温滞后性。

1:甲苯标样为光谱纯标样。

2:在蒸过程中当温度迅速变化时,温度计的温度滞后能达3 S。

5.3  冷凝管和冷却槽

5.3.1  手动蒸冷凝管和冷却槽

5.3.1.1手动蒸冷凝管和冷却槽的技术要求见GB/T 6536—1997附录A

5.3.1. 2 也可使用如下冷凝管:长度为600 mm610 mm、内径为12 mm、标准壁厚约为1.25 mm,尾 端切掉一角并磨光的玻璃管。安装在冷却槽中且与冷却水接触长度至少380 mm.冷凝管与冷却槽任 一边之间的距离不小于19 mm,冷却水应保持在10 ℃20 ℃之间,通过加冰或循环冷却水保持冷却 水的温度。安装好的冷却槽应使其中的冷凝管与垂直方向成75℃的夹角。

5.3.2 自动蒸冷凝管和冷却槽

技术要求见GB/T 6536—1997附录A。

5.4 接受器

5.4.1  手动蒸馈接受器:带刻度的圆柱形量筒,直径均匀,带有平的或铸模的底座并且有上唇口,量筒 体积为100 mL,0 mL100 mL接收段刻度的长度为178 mm203 mm。以1 mL为一刻线,每 5 mL刻一长线以示区别。从底部开始每10 mL予以标注。接受器的高度为248 mm260 mm、量程 范围内的刻度误差不超过1 mL。底部1 mL处的刻度可以不刻。接受器的技术指标见GB/T 6536— 1997附录A

5.4.2  自动蒸接受器:除刻度值以外其他技术要求应和仪器说明书的要求一致并符合本章所描述的 规格要求。

自动蒸馏体积液位跟踪器:自动蒸馏仪体积液位跟踪器或记录器具有0.1 mL的分辨率,其精度范 围不超过±lmL.仪器的校准应根据仪器说明书的要求定期进行。典型的校准过程应包括5 mL 100 mL物料体积的接收量的验证。

5.5 烧瓶支架

5.5.1  电加热单元;此单元包含调节系统,可调节加热炉及其上方放置的烧瓶隔热板位置,其调节系统 应置于罩的外部。

5.5.2  蒸馏烧瓶支板:蒸馏烧瓶支板由中心开孔的陶瓷或其他耐热材料构成°苯和甲苯测定时选用φ25 mm,沸点高于甲革低于145 ℃时选用φ38 mm,更高沸点的物料选用φ50 mm。蒸馏烧瓶支板的尺 寸应足以保证加热蒸馏烧瓶的热量仅来自其中心开孔,而使蒸馏烧瓶其他部位的受热量减至最小。

警告:含石棉的材料不能用于制造蒸烧瓶支板。

5.6 加热器

手动蒸馏加热器——电炉,能充分调节并能给出足够的热量以满足物料所需的蒸速度。

警告:烧瓶过热能引起错误的结果见ASTM D1078仪器准备部分。

6危害

本部分中使用的所有材料,在使用时,应参考按照GB/T 16483列出的材料安全数据表,注意其使 用危害。

7取样

7. 1取样应按照GB/T 16483规则的最新版本采取安全防范措施。按照GB/T 4756标准对用此方法 分析的芳短样品进行适当的取样和处理。

7.2试样应清澈透明无明水。将除去明水的试样取100 mL小心倒入量筒中。当样品含水或样品混 浊时,可过滤除去明水,用一张滤纸覆盖在玻璃漏斗上,至少取200 mL试样快速过滤(避免空气对流 不允许脱去溶解水。但应注意某些样品尤其是苯能吸收微量的水,这将影响试验结果。因溶解水的存 在而导致蒸试验失败时,则允许采用约定的方法脱水。

8仪器的安装

8.1 手动蒸馏仪

8.1.1 将一块不起毛的布系在绳子或铁丝上,使之通过冷凝管以除去其中的残留液体。

& 1.2仪器安装,将蒸馏烧瓶安装在适当孔径的隔热板上,烧瓶的支管用软木塞或硅橡胶塞与冷凝管 紧密相联,支管伸到冷凝管中的长度大约是50 mm.

8.1.3如图3所示安装温度计,将温度计穿过软木塞或硅橡胶塞安装在烧瓶的颈部,用垂线检验,使感 温泡位于烧瓶颈部的中央,并使温度计感温泡或中间泡的上边缘与烧瓶颈部和支管交界处的zui点在 同一水平线上D

8.2 自动蒸

自动蒸馏仪的安装参阅仪器操作手册。

注:中心定位器应如5. 2. 2.1所述,见图2

 image.png

8.3 在室温下仔细量取100 mL试样倒入蒸馏烧瓶中,量筒悬垂在烧瓶上的时间不少于15 s。在蒸馏 烧瓶安装到仪器之前应仔细检查烧瓶中的试样,防止试样流入烧瓶支管。取样量筒不必清洗,直接作为 接受器。

8.4 安装烧瓶支管,用硅橡胶塞将支管和冷凝管紧密连接。在垂直方向调节烧瓶以便支管伸入冷凝管 的长度在25 mm50 mm之间.升高并调节烧瓶支架使隔热板紧贴在烧瓶的底部。

8.5 将取样用的不经干燥的量筒放在冷凝管的较低端,并使冷凝管的末端处于量筒的中央,且伸人量 筒中的长度至少25 mm.

9试验步骤

9.1 手动蒸步骤

9-1.1按第8章所述连接蒸烧瓶与冷凝设备,按& 1所述将温度计安装到蒸馏烧瓶上。

9.1 -2缓慢地加热蒸烧瓶,特别是在试样开始沸腾后要使温度计中水银柱在第一滴馏出液馏出之前 充分膨胀°调整加热速度以使蒸馏烧瓶壁上的冷凝蒸汽环从开始上升到支管较低端的时间不少于 90 s,最好接近120s从开始加热到第一滴馏出液馏出的时间应控制在5 min10 min之间。避免加 热速度变化过大。为了达到更好的操作水平,操作者应不断积累经验。当蒸开始时,调节接受器使出液沿着接受器的内壁流下防止馏出液飞溅造成损失,然后调节加热速度,蒸速度控制在5 mL/min- 7 mL/min之间直至蒸干.测定馏程窄的苯、甲苯、二甲苯总恒出量应不少于97%,测定馏程较宽的石 油产品和轻油时总馏出量应不少于95%,否则应重新试验。

9.2 .3当第一滴馏出液滴人接收量筒时,读取温度计读数作为初馏点,并记录初馏点和回收体积分数为5%95%及从10%90%馏分每10%回收体积分数的温度计读数,体积分数的读数精确至1%。当 蒸馏烧瓶中zui点的最后一滴液体汽化一瞬间所观察到的温度计读数,作为干点记录。当测定粗物料 时,分解点比干点更易观察。蒸馏结束到达分解点时,温度常常停止上升并开始下降。这种情况下,读 取分解点的温度作为观察到的最高温度。当蒸烧瓶中充满浓烟时,这种现象表示此时对应的温度为 分解点。如果出现这种状况,记录蒸馏烧瓶球部完全充满浓烟时的温度。如果观察到分解点而不是干 点,则分解点的温度也可作为最终结果报告。

9. 1.4 若需报告终馏点,应观察试验过程中温度计的最高读数,通常是在蒸馏烧瓶底部全部液体都蒸发后才会出现,读取此温度并作为终馏点记录。

9. 1.实验室应随时获取和记录温度计的校准值。

9.2 自动蒸步骤

按照8.2所述将蒸烧瓶安装到自动蒸馏仪上。按照仪器说明书将测温装置安装到蒸馏烧瓶上。

9.3 气压表读数和气压表温度

观察的大气压应按照标准表进行校准并以0℃时的毫米汞柱报告。

10温度校准

10.1   温度计本身的校准值

在本部分中使用温度计所观察的温度计读数应加上其校准值。

10.2   大气压变化对温度计的校准值

观察的温度经温度计校准后,再加大气压变化对温度计的校准值,根据式(1)计算大气压变化对温 度计的校准值或查附录A

C = [A + B X (760-p)] X (760-p)…………    ( 1 )

式中:

C一大气压对温度计的校准值,单位为摄氏度(℃)

A,B——2中的常数;

P——校准到0 ℃时的大气压,单位为毫米汞柱(mmHg)

10.3   联合校准

如果被测试样的全馏程不超过2℃时,也可以根据馈出体积50%时观察的沸点温度和表3中给出 的760 mmHg时的沸点温度之差作为温度计和大气压的联合校准。

注:当报告的是校准后的温度时,备注应说明所采用的温度校准类型。

2大气压在600 mmHg800 mmHg之间变化的校准常数 

 image.png

image.png

11报告

11.1   根据被测物料的产品规格报告结果,温度结果报告精确到0.1℃;体积分数报告精确至1%

11.2   如果报告的方式没有规定,则报告每一次观察体积时对应的温度(校准后),并报告残留体积分 数,回收体积分数及蒸损失体积分数。

11.3   为了保持标准的一致性,观察或计算的数值应按GB/T 8170进行取舍,其数值保留位数与产品 规格指标一致。

12精密度和偏差 12.1手动蒸方法的精密度

按下述规定判断试验结果的可靠性(95%置信水平):

12. 1. 1中间精密度

同一操作者测定所得两个结果之差不应超出下列数值:

  环己烷0.17℃

  ,0.16 ℃ 

  甲苯,0.23℃

  二甲苯,0.26℃

12. 1.2再现性

两个实验室分别得出的单一试验结果之差不应超出下列数值:

  ,0.42

  甲苯,0.47

  二甲苯,0.42

注:没有足够的数据确定环己烷的再现性。

12.2   自动蒸法的精密度

按下述规定判断试验结果的可靠性(95%置信水平).

12.3   . 1中间精密度

同一操作者测定所得两个结果之差不应超出下列数值:

——甲苯:

1)初留点,0.238

2) 干点,0.230

——二甲苯,

1)初馏点,0.409

2 50%,0.239

3)干点和终馏点,0. 264

——甲酚:

1)初馏点,0.681

2 50%,0.423

3)干点,0.675

12.2.2再现性

两个实验室分别得出的单一试验结果之差不应超出下列数值:

——甲苯:

1)初馏点,0.581

2 50%,0.156 ℃

3)干点,0.456

——二甲苯:

1)初馏点,0.964

2 50%,0.439 °C

3)干点和终馏点,0.390

注:没有足够的数据确定甲酚的再现性。

12.3偏差

本部分手动和自动蒸法没有显著性差异,甲苯或二甲苯在95%的置信水平时,T值差异也不 显著。

注:本部分中自动蒸法的数据是由带有干点传感器的自动蒸馏仪(ADA)获得的。因此本部分的精密度和偏差的 表述仅对带有干点传感器的自动蒸仪是有效的。

13质量控制

13.1  在更换温度测量设备时建议使用已知僧程范围约为1的标准物质来校正仪器。或在更换温度 测量设备时采用已知干点和馏程的物质来校正仪器,此物质也可用于进行质量控制/质量保证(QC/ QA)测试。

13.2   如果实验室中已经建立了 QC/QA程序并已确定了 QC/QA物质,则也可以采用。

 

 


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