GB/T 9168-2025 石油产品馏程的测定 减压蒸馏法

适用于:在减压条件下测定液体最高温度达 400 ℃ 时,能部分或全部蒸发的石油产品及其馏分、含脂肪酸甲酯的生物柴油以及 BD100 生物柴油的沸点范围。

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适用范围

适用于:在减压条件下测定液体最高温度达 400 ℃ 时,能部分或全部蒸发的石油产品及其馏分、含脂肪酸甲酯的生物柴油以及 BD100 生物柴油的沸点范围。 适用对象:石油产品及其馏分、馏程范围在 274 ℃~400 ℃ 内含脂肪酸甲酯的生物柴油和 BD100 生物柴油。 手动测定方法和自动测定方法均作了详细说明。 争议处理:如有争议,在协商一致的蒸馏压力下以手动测定法进行仲裁试验。 不适用:现有资料未提供明确列出不适用条款。

方法原理

在 0.13 kPa~6.7 kPa(1 mmHg~50 mmHg)之间某个准确控制的规定蒸馏压力下,用约一个理论塔板的分馏装置蒸馏试样,可得到试样的初馏点、终馏点和回收体积百分数与常压等同温度相关的曲线。

主要仪器

真空蒸馏装置:手动测定法和自动测定法的真空蒸馏装置均应符合图 1 所述要求。可选真空计(标号 1)压力传感器之前可插入冷阱(标号 2)。 5.2 蒸馏烧瓶:规格 500 mL,硼硅酸盐玻璃或石英制成,符合图 2 或图 3 尺寸要求,带加热套,加热套上部有保温套。温度计套管可由封装温度探头代替,此时蒸馏烧瓶应有侧颈;温度计套管可封装在蒸馏烧瓶内,也可使用 19/38 磨口接口装入;温度不超过 400 ℃ 的蒸馏可不使用温度计套管;温度计套管位置不应超过蒸馏烧瓶中心线。 5.3 真空夹套蒸馏柱组合件:硼硅酸盐玻璃制成,包括蒸馏柱和相连接的冷凝器(图 4),尺寸规格见表 1。蒸馏柱密封在完全镀银的玻璃真空夹套中,真空夹套内恒定压力小于 10⁻⁵ Pa(10⁻⁷ mmHg)。导液链悬挂在冷凝器滴尖上部,悬挂位置在接收器 10 mL 刻度线下 5 mm 处,导液链体积应确保在接收器 200 mL 刻度以下体积内不超过 0.1 mL。可用槽代替导液链。 表 1 真空夹套柱组装尺寸(关键部件):B 99±4 mm(溢出点)、C 85±3 mm、D(外径)64.5±2 mm、H(内径)24.7±1.2 mm、M 230±13 mm、O 140±20 mm、P 18.7±1.1 mm、Q 60°±2°、T 18.7±1.1 mm、U 140±5 mm、X 50±8 mm、Y 30±7 mm(到滴头末端的距离);非关键部件:A 265±10 mm、E 14/23 或 19/38 锥形标准磨口接头、F 35/25 球形磨口接头、G 35±10 mm、I 2~12 mm、J 60±20 mm、K 12±7 mm、L(外径)8 mm 最小、N(外径)38±2 mm、R 未提供、S 未提供、V 未提供、W 12±7 mm。 5.4 蒸气温度测量装置:应满足附录 A 要求。测量精度 ±0.5 ℃(0 ℃~400 ℃),响应时间小于 200 s(按附录 B 确定)。传感器头部位于溢出点下 3 mm±1 mm 处。可使用铂电阻温度计或热电偶温度计,封装于玻璃或金属中。铂电阻中螺旋绕组上部为传感器头部,热电偶结合部上部为传感器头部,金属夹套器件底部以上 1 mm±1 mm 为金属封装温度传感器头部。 5.5 接收器:硼硅酸盐玻璃制成,尺寸符合图 9。手动和自动设备应能控制接收器内温度在 32 ℃~78 ℃。自动蒸馏设备接收器具有液面跟踪/记录装置,分辨率 0.1 mL,准确度 ±1 mL。 5.6 真空计:1 kPa 以下测量绝对压力准确度 0.01 kPa,1 kPa 以上准确度 1%。不推荐使用以热丝、辐射或电导率检测器为基础的真空计。连接管线长度宜尽可能短,内径不小于 8 mm。 5.7 压力调节系统:绝对压力低于 1 kPa 时,应能保持系统压力稳定在 0.01 kPa 以内;绝对压力大于或等于 1 kPa 时,应能保持系统压力恒定在绝对压力的 1% 以内。按附录 E 执行。连接管线长度宜尽可能短,内径不小于 8 mm。 5.8 真空源:一个或多个真空泵与几个缓冲罐组成,操作压力全量程范围内保持压力稳定在 1% 以内。100 kPa 压力下,流量 85 L/min~130 L/min 的单级泵适合;低于 0.5 kPa 压力下推荐双极泵。缓冲罐容量至少 5 L。 5.9 冷阱:安装在冷凝器顶部与真空源之间,冷却液制冷确保温度保持在 -40 ℃ 以下,可用液氮。 5.10 低压空气或二氧化碳:用于冷却蒸馏结束后的蒸馏烧瓶和加热器。 5.11 低压氮气源:释放系统的真空至常压。 5.12 安全屏障或安全罩:建议使用强化玻璃、6 mm 厚透明有机玻璃或同强度透明材料。 5.13 冷却剂循环系统:供给冷却剂至接收器和冷凝器系统,30 ℃~80 ℃ 温度范围内控温精度 ±3 ℃。

试剂与标准物质

正十四烷:分析纯。 6.2 十六烷参考燃料(正十六烷):符合 GB/T 386 中燃料要求。 6.3 硅润滑脂:专门为高真空度应用而生产的高真空硅润滑脂。 6.4 硅油:能在 350 ℃ 以上长期使用。 6.5 甲苯:化学纯。 6.6 环己烷:化学纯。 附录 A 核查用试剂和材料: A.4.1 蒸馏水:符合 GB/T 6682 中三级水,冰点 0 ℃。 A.4.2 锡 50%(质量分数)、铅 32%(质量分数)、镉 18%(质量分数)合金:熔点 145.0 ℃。 A.4.3 锡:熔点 231.9 ℃。 A.4.4 铅:熔点 327.4 ℃。 附录 F 脱水用:粒度 8 目~12 目的熔融氯化钙。 附录 F 消泡用:中级钢丝绒、二级钢丝绒、干燥瓷片碎块或破碎的铝套管、Hengar 颗粒、硅酮液(350 cSt)、33% 氢氧化钠溶液、氢氟酸、细金刚砂粒或多孔玻璃。 清洗溶剂:甲苯或环己烷常用作清洗溶剂(见 9.12 注)。

关键条件

蒸馏压力范围:0.13 kPa~6.7 kPa(1 mmHg~50 mmHg)。 最常用蒸馏压力:1.3 kPa(10 mmHg);对大部分沸点超过 500 ℃ 的重油产品,通常规定操作压力为 0.13 kPa(1 mmHg)或 0.26 kPa(2 mmHg)。 馏出速度:6 mL/min~8 mL/min(回收 10% 后应控制在此范围)。 冷凝器冷却液温度:至少比试验中观测的最低蒸气温度低 30 ℃;对多数样品适宜冷却液温度为 60 ℃。 接收器温度:32 ℃~78 ℃。 冷却剂循环系统控温:30 ℃~80 ℃,精度 ±3 ℃。 蒸气温度测量精度:±0.5 ℃(0 ℃~400 ℃),响应时间小于 200 s。 真空夹套内恒定压力:小于 10⁻⁵ Pa(10⁻⁷ mmHg)。 冷阱温度:-40 ℃ 以下。 蒸馏终点:液体温度达到 400 ℃ 或蒸馏终点之前蒸气达到最高温度时停止蒸馏;蒸气最高温度高于 350 ℃ 时要停止蒸馏。

计算与结果

按照附录 H 中的公式将记录的蒸气温度读数换算成常压等同温度(AET)。 10.2 报告在接收器中与回收液体的体积百分数相对应的常压等同温度,修约精确至整数,同时报告样品的标识、密度(在 7.3 中测量)、接收器中回收的液体体积百分数、真空源前冷阱中的液体体积以及任何异常情况(如起泡或喷溅)。 附录 H 公式: H.1:AET = 748.1×A / {[1/(T+273.1)] + 0.3861×A - 0.00051606} - 273.1 H.2(P≥0.266 kPa):A = (5.1432 - 0.9725×log₁₀P) / (2579.329 - 95.76×log₁₀P) H.3(P≥2 mmHg):A = (5.9942 - 0.9725×log₁₀P) / (2663.129 - 95.76×log₁₀P) H.4(P<0.266 kPa):A = (5.8972 - 0.9976×log₁₀P) / (2962.909 - 43.00×log₁₀P) H.5(P<2 mmHg):A = (6.7615 - 0.9876×log₁₀P) / (3000.538 - 43.00×log₁₀P) H.6:K = ∛[1.8×(B+273.1)] / D H.7:t = -1.4×[K-12]×log₁₀(Pa/Po) 该方程仅适用于 Watson 的 K 因子为 12.0±0.2 的样品。假设 K 因子为 12,忽略 K 因子任何影响,除非双方相互矛盾。 附录 G 参考化合物蒸馏温度核查公式: G.1:t₁₆ = [1831.316/(6.14438 - logP)] - 154.53(P 单位 kPa) G.2:t₁₆ = [1831.316/(7.01944 - logP')] - 154.53(P' 单位 mmHg) G.3:t₁₄ = [1747.452/(6.1471 - logP)] - 168.44(P 单位 kPa) G.4:t₁₄ = [1747.452/(7.02216 - logP')] - 168.44(P' 单位 mmHg)

质量控制

概述:石油产品测定精密度由 9 个实验室测定 8 个样品的实验室间研究测试结果统计分析获得,其中 1 个实验室使用自动减压蒸馏分析仪器。含脂肪酸甲酯的生物柴油以及 BD100 生物柴油测定精密度由 9 个实验室使用各种自动或手动仪器测定了 11 个样品的测试结果统计分析获得,样品包括 8 种不同生物柴油(来自大豆、菜籽油、油脂和黄色油脂等)、两种生物柴油混合物(大豆和油脂)和芥子油,馏程范围 274 ℃~400 ℃。 注:生物柴油 IBP 再现性估计自由度为 22,未满足最低要求 30;生物柴油回收体积 5%~50% 时再现性估计自由度为 18,未满足最低要求 30;生物柴油回收体积 60%~95% 时再现性估计自由度为 25,未满足最低要求 30。用户需注意实际再现性与估计值可能不同。 11.2 石油产品测定精密度: 11.2.1 重复性 r = M{exp[a+b ln(1.8S)]}/1.8,式中 e 为自然对数底数约 2.718,a、b 及 M 按 11.3.3 确定(表 3),S 为温度变化率 [℃(AET)/%]。 11.2.2 再现性 R = M'{exp[a'+b' ln(1.8S)]}/1.8,式中 e 为自然对数底数约 2.718,a'、b' 及 M' 按 11.3.4 确定(表 4),S 为温度变化率 [℃(AET)/%]。 表 2 石油产品测定精密度典型值(单位:℃(AET)): IBP:重复性 r 在 0.13 kPa 为 17,1.3 kPa 为 15;再现性 R 在 0.13 kPa 为 56,1.3 kPa 为 49。 FBP:重复性 r 在 0.13 kPa 为 3.3,1.3 kPa 为 7.1;再现性 R 在 0.13 kPa 为 31,1.3 kPa 为 27。 温度变化率 0.5~15.0 ℃(AET)/V% 对应各回收体积百分数(5%~50%、60%~90%)的重复性和再现性数值见表 2(原文表 2 完整列出)。 11.3 石油产品精密度计算方法: 11.3.1 精密度计算示例见附录 I。表 2 中每个回收体积点的摄氏度(AET)变化率表示为 ℃(AET)/V%。可假定在回收体积 10%~90% 之间,任意一点的摄氏度变化率与将其包括的上下两点的摄氏度变化率的平均值相同。上下两点的回收体积间隔不能大于 20%,但当回收体积为 5% 时,上下两点的回收体积间隔不超过 10%。 11.3.2 为计算 0.13 kPa 和 1.3 kPa(1 mmHg 和 10 mmHg)之间的精密度数据,需从 11.3.3 和 11.3.4 给定的数据按线性内插法计算得到的系数。 11.3.3 重复性 r 的计算系数见表 3。 11.3.4 再现性 R 的计算系数见表 4。 表 3 重复性 r 的计算系数: 0.13 kPa(1 mmHg):IBP a=2.372, b=0, M=2.9;5%~50% a=0.439, b=0.241, M=2.9;60%~95% a=0.439, b=0.241, M=3.0;FBP a=0.718, b=0, M=2.9。 1.3 kPa(10 mmHg):IBP a=2.246, b=0, M=2.8;5%~50% a=0.240, b=0.350, M=2.8;60%~95% a=0.240, b=0.350, M=2.9;FBP a=1.521, b=0, M=2.8。 表 4 再现性 R 的计算系数: 0.13 kPa(1 mmHg):IBP a'=3.512, b'=0, M'=3.0;5%~50% a'=1.338, b'=0.639, M'=3.3;60%~95% a'=0.815, b'=0.639, M'=3.3;FBP a'=2.931, b'=0, M'=3.0。 1.3 kPa(10 mmHg):IBP a'=3.424, b'=0, M'=2.9;5%~50% a'=1.415, b'=0.409, M'=3.2;60%~95% a'=1.190, b'=0.409, M'=3.1;FBP a'=2.815, b'=0, M'=2.9。 11.4 含脂肪酸甲酯的生物柴油以及 BD100 生物柴油测定精密度: 11.4.1 重复性:同一操作者、同一实验室、同一台仪器、相同条件下连续测定两个重复测试结果之差不应超过表 5 数值。 11.4.2 再现性:不同操作者、不同实验室、不同仪器对同一试样测定两个单一独立试验结果之差不应超过表 5 数值。 表 5 含脂肪酸甲酯的生物柴油以及 BD100 生物柴油测定精密度,1.3 kPa(10 mmHg)(单位:℃(AET)): IBP:重复性 r=39,再现性 R=89,范围 274~400。 5%~50% 回收体积:重复性 r=2.1,再现性 R=5.55,范围 274~400。 60%~95% 回收体积:重复性 r=2.1,再现性 R=4.64,范围 274~400。 FBP:重复性 r=24,再现性 R=68,范围 274~400。

引用文件

GB/T 386 柴油十六烷值测定法 GB/T 1885 石油计量表(附润滑油部分、原油部分、产品部分) GB/T 4756 石油液体手工取样法 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T 13377 原油和液体或固体石油产品 密度或相对密度的测定 毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法 GB/T 27867 石油产品管线自动取样法 SH/T 0604 原油和石油产品密度测定法(U 形振动管法) GB/T 1.1—2020 标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则(前言引用)

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