GB/T 23801-2021 中间馏分油中脂肪酸甲酯含量的测定 红外光谱法
本文件描述了采用红外光谱法测定中间馏分油中脂肪酸甲酯（FAME）体积分数的方法。
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适用范围
本文件描述了采用红外光谱法测定中间馏分油中脂肪酸甲酯（FAME）体积分数的方法。 适用于含有符合 GB 25199—2017 附录 C 要求的 FAME 样品的测定。 适用于测定 FAME 体积分数为 0.05%～50% 的中间馏分油样品。 对于 FAME 体积分数超过 50% 的样品也可稀释后采用本方法测定，但其精密度未经考察。 如果含有酯类和含羰基化合物等干扰组分，则测定结果可能偏高。 注：如质量浓度（g/L）转化为体积分数，FAME 的密度采用固定值 883.0 kg/m³。 警示：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验；本文件的使用可能涉及某些有危险的材料、设备和操作，本文件并未指出所有可能的安全问题；使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。
方法原理
测量试样的红外光谱，必要时将试样用不含 FAME 的溶剂稀释到合适的浓度，读取 1745 cm⁻¹±5 cm⁻¹ 范围内酯基谱带的最大吸光度值，根据建立的校准曲线计算试样中 FAME 的含量。 可通过 FAME 的密度（883.0 kg/m³）将质量浓度（g/L）换算成体积分数（%）。 不同试样 FAME 的浓度范围宜选择不同的测量范围及对应的稀释倍数。宜尽量选择不需稀释直接进样的测量方式，如范围 A 中的试样采用长光程样品池或范围 B 中的试样采用短光程样品池。为获得良好的测量精密度，试样中 FAME 的浓度越低，越需要严格控制测量过程。
主要仪器
红外光谱仪：色散或干涉型，波数范围 4000 cm⁻¹～400 cm⁻¹，吸光度单位在 0.1 AU～1.1 AU 之间，光谱分辨率优于 2 cm⁻¹，波长准确性优于 0.1 cm⁻¹，波长精密度优于 0.01 cm⁻¹，信噪比优于 10000∶1。 6.2 样品池：透射式样品池，KBr、CaF₂、NaCl、ZnSe 等材料均可使用。在潮湿地区建议采用 ZnSe 材料的样品池。样品池的光程可根据测量样品的浓度范围进行选择。样品池的选择应避免出现光干涉而影响测量结果。 示例：FAME 质量浓度为 3 g/L（体积分数为 0.34%）的溶液采用光程为 0.5 mm 的样品池测量时，在 1745 cm⁻¹ 附近的最大吸光度值约为 0.4 AU。 8.3.2.1：谱图测量时扫描次数不应少于 16 次。
试剂与标准物质
总则：所有试验用的化学试剂除另有说明外，纯度均不低于 99%。 5.1 校准用 FAME：符合 GB 25199—2017 附录 C 的要求，FAME 质量分数不小于 96.5%。 5.2 不含 FAME 的溶剂：可作为样品稀释溶剂或红外光谱背景测量的参比溶剂，可采用中间馏分溶剂。该溶剂应与待测样品有良好的互溶性，又不会使光谱的测量变形。不含 FAME 溶剂是指中间馏分溶剂在 FAME 典型的酯基谱带处没有吸收谱带。 5.3 清洗溶剂：无水乙醇、正戊烷或环己烷等。 校准溶液配制（8.2.2）：根据范围 A、B、C、D 的浓度范围准备校准溶液，每个校准溶液都应单独称量配制；每个浓度范围内用于建立校准曲线的一组已知浓度校准溶液不应少于 5 个；具体配制方法是准确称量校准用 FAME 置入容量瓶中，用不含 FAME 的溶剂稀释至刻度。 注（8.2.2.2）：本方法通过红外光谱测量碳数为 C8～C22 的脂肪酸甲酯 C=O 的吸收谱带来计算 FAME 含量，测量结果的准确性与待测样品与校准溶液间碳链的匹配性或分子量的一致性有关。如果测量样品中脂肪酸甲酯的碳链较短，而校准溶液的碳链较长，则测量结果可能偏高，反之亦然。因此，为减小偏差校准溶液采用的 FAME 宜与待测样品的 FAME 的平均分子量相近。 8.2.2.3：不含 FAME 的溶剂可作为校准曲线的一个附加点，其含量赋值为 0。为避免误差传导，该附加点不能用稀释的方法制备。
关键条件
测量波数：1745 cm⁻¹±5 cm⁻¹ 范围内酯基谱带最大吸光度。 基线：在 1670 cm⁻¹ 和 1820 cm⁻¹ 之间划切线确定测量基线（8.3.2.4）。 吸光度最佳取值范围约 0.1 AU～1.1 AU，吸光度应始终在线性检测范围内（8.1.1.1）。 扫描次数不应少于 16 次；校准溶液与试样的测量参数应完全保持一致（8.3.2.1）。 样品池光程选择（8.1.3）： 范围 A：FAME 体积分数约 0.05%～1%，建议采用 0.5 mm 光程样品池； 范围 B：FAME 体积分数约 0.5%～3%，建议采用 0.1 mm 光程样品池； 范围 C：FAME 体积分数约 3%～20%，按 1∶5 稀释样品，采用 0.1 mm 光程样品池； 范围 D：FAME 体积分数约 20%～50%，按 1∶10 稀释样品，采用 0.1 mm 光程样品池。 注：FAME 体积分数=3% 时采用范围 B 测定；FAME 体积分数=20% 时采用范围 C 测定。 范围 A：采用长光程样品池测量，样品无需稀释；范围 B：采用短光程样品池测量，样品无需稀释；范围 C：样品稀释到合适浓度，采用短光程样品池测量；范围 D：样品采用高于范围 C 的稀释倍数稀释到合适浓度，采用短光程样品池测量（8.1.1.1）。 测量范围 A 中的试样时，可用参比溶剂光谱作为参比光谱（8.3.2.2）。
计算与结果
以质量浓度（g/L）为单位 FAME 含量的计算：根据式（4）计算试样中 FAME 含量 X_S：X_S = (E_corr − b) / a；式中 a 为校准曲线回归方程中的斜率；b 为校准曲线回归方程中的截距；X_S 为试样中 FAME 的质量浓度，单位为克每升（g/L）。 9.2 质量浓度与体积分数之间的换算：根据测量的质量浓度 X_S（g/L）和 FAME 的密度 883.0 kg/m³（15℃），按式（5）计算试样的体积分数 Y_S（%）：Y_S = 100 × X_S / 883.0。 示例：试样中 FAME 的质量浓度为 23.5 g/L，按式（5）换算成体积分数为 2.66%。 10 结果表示：报告试样的 FAME 体积分数（%），范围 A 和范围 B 修约至 0.01%，范围 C 和范围 D 修约至 0.1%。
质量控制
概述：按下述规定判断试验结果的可靠性（95% 的置信水平）。 11.2 重复性 r：同一操作者，在同一实验室，使用同一仪器，按照相同的方法，对同一试样重复两次测定结果的差值不应超过表 1 中所列重复性数值。 11.3 再现性 R：不同操作者，在不同实验室，使用不同的仪器，按照相同的方法，对同一试样分别进行测定得到的两个单一、独立的试验结果之差不应超过表 1 中所列再现性数值。 表 1 重复性和再现性： | 测量范围 | 重复性 r（体积分数/%） | 再现性 R（体积分数/%） | |---|---|---| | 范围 A：体积分数 0.05%～1% | 0.0126X₁+0.0079 | 0.0499X₂+0.0231 | | 范围 B：体积分数 0.5%～3% | 0.0126X₁+0.0079 | 0.0499X₂+0.0231 | | 范围 C：体积分数 3%～20% | 0.0166X₁−0.0195 | 0.0793X₂−0.0413 | | 范围 D：体积分数 20%～50% | 0.0032X₁+0.4187 | 0.0632X₂−0.0036 | 注 1：X₁ 是重复两次测定结果的平均值；X₂ 是两个单一、独立试验结果的平均值。 注 2：当 FAME 体积分数=3% 时精密度按范围 C 确定。 注 3：当 FAME 体积分数=20% 时精密度按范围 D 确定。
引用文件
GB/T 4756 石油液体手工取样法 GB 25199—2017 B5 柴油 GB/T 27867 石油液体管线自动取样法 注：上述文件通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
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