ГОСТ 10364-90 Нефть и нефтепродукты. Метод определения ванадия.

   

ГОСТ 10364-90

 

Группа Б09

 

      

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 

 

 НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ

 

 Метод определения ванадия

 

 Petroleum and petroleum products. Method for determination of vanadium

МКС 75.080

ОКСТУ 0209

Дата введения 1992-01-01

 

      

     

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

           

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической и нефтеперерабатывающей промышленности СССР

           

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 11.12.90 N 3102

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 6752-89

 

4. ВЗАМЕН ГОСТ 10364-63

 

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

           

 

 

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер раздела, пункта

ГОСТ 83-79

1

ГОСТ 1770-74

1

ГОСТ 2517-85

2.1

ГОСТ 3118-77

1

ГОСТ 4204-77

1

ГОСТ 4328-77

1

ГОСТ 4461-77

1

ГОСТ 6552-80

1

ГОСТ 9147-80

1

ГОСТ 9336-75

1

ГОСТ 18289-78

1

ГОСТ 25336-82

1

ГОСТ 29227-91

1

 

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

 

7. ИЗДАНИЕ с Поправкой (ИУС 9-92)

Настоящий стандарт распространяется на сырую нефть, продукты ее перегонки, тяжелые дистиллятные топлива, остаточные нефтепродукты и устанавливает фотометрический метод определения ванадия при содержании его не менее 2 мг/кг продукта.

 

Стандарт не распространяется на отработанные масла и нефтепродукты с золообразующими присадками.

 

Сущность метода заключается в обработке испытуемой пробы концентрированной серной и азотной кислотами или элементарной серой, или сожжении пробы. Полученная при сжигании зола подвергается кислотной обработке с последующим фотометрированием раствора комплекса фосфоровольфрамовокислого ванадия на длине волны 436 нм.

 

 

 1. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

           

Спектрофотометр или фотоколориметр, оснащенный фильтром, обеспечивающим полосу пропускания 10-20 нм при длине волны 436 нм; кюветы измерительные с толщиной слоя 1; 2 или 5 см.

 

Печь муфельная, обеспечивающая нагрев до (525±25) °С или при озолении пробы (825±25) °С.

 

Электроплитка закрытая с терморегулятором.

 

Чашки для выпаривания из термостойкого и химически стойкого стекла или платиновые чашки диаметром 80-110 мм вместимостью 50-400 см
.
 

Палочка стеклянная.

 

Стаканы по ГОСТ 25336, вместимостью 50, 150, 250 и 400 см
.
 
Колбы мерные по ГОСТ 1770, вместимостью 25, 50, 100, 500 и 1000 см
.
 

Стаканы фарфоровые по ГОСТ 9147.

 

Пипетки вместимостью 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 25,0 см
по ГОСТ 29227.
 

Лампа инфракрасная или другие нагревательные устройства, позволяющие выпаривать пробу без разбрызгивания.

 

Горелка газовая.

 

Капельница по ГОСТ 25336.

 

Воронка стеклянная по ГОСТ 25336, диаметром 55-60 мм.

 

Промывалка.

 

Бумага индикаторная.

 

Бумага фильтровальная с содержанием золы не более 0,015% или обеззоленный фильтр.

 

Вода дистиллированная и бидистиллированная, рН 5,4-6,6.

 

Кислота азотная по ГОСТ 4461, концентрированная и разбавленная 1:9. При приготовлении разбавленных кислот к объемам воды осторожно добавляют концентрированную кислоту.

 

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552, 85%-ная и разбавленная 1:2.

 

Кислота серная по ГОСТ 4204, концентрированная и разбавленная 1:1, 2 моль/дм
.
 

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.

 

Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289, раствор 185 г/дм
.
 

Сера элементарная с содержанием золы не более 10 мг/кг.

 

Кислота соляная по ГОСТ 3118 и разбавленная 1:1.

 

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 0,5 и 2,0 моль/дм
.
 

Изопропанол, х.ч. или ч.д.а.

 

Ванадия пятиокись по НД, х.ч.

 

Аммоний ванадиевокислый мета по ГОСТ 9336, х.ч.

 

Ксилол, х.ч. или ч.д.а.

 

1,4-толуолсульфокислота, х.ч. или ч.д.а.

 

Фенолфталеин, 1%-ный раствор в этиловом спирте.

 

Весы лабораторные общего назначения с пределом взвешивания 200 г не ниже 2-го класса точности.

 

Все используемые реактивы должны иметь квалификацию х.ч. или ч.д.а.

 

Допускается применять импортные реактивы квалификации не ниже указанной в стандарте.

 

(Поправка, ИУС 9-92).

 

 

 2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

           

2.1. Отбор проб - по ГОСТ 2517.

 

2.2. Приготовление серной кислоты
(
)=2 моль/дм
.
 
В фарфоровый стаканчик вместимостью 150 см
наливают 70 см
дистиллированной воды и осторожно, по каплям, при постоянном перемешивании, добавляют 11 см
концентрированной серной кислоты. После охлаждения содержимое стаканчика количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доводят до метки дистиллированной водой.
 
2.3. Приготовление раствора вольфрамовокислого натрия 185 г/дм
.
 
В стакане вместимостью 50 см
растворяют 18,5 г двухводного вольфрамовокислого натрия (
) в горячей дистиллированной воде, охлаждают до комнатной температуры, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доводят до метки дистиллированной водой.
 
2.4. Приготовление гидроокиси натрия
(
)=0,5 моль/дм
.
    
 
В стакан вместимостью 100 см
помещают 20,0 г гидроокиси натрия, осторожно растворяют в дистиллированной воде, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см
и доводят до метки дистиллированной водой.
 
2.5. Приготовление гидроокиси натрия
(
)=2 моль/дм
.
 
В стакан вместимостью 50 см
помещают 8 г гидроокиси натрия, осторожно растворяют в дистиллированной воде, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доводят до метки дистиллированной водой.
 
2.6. Приготовление эталонного раствора ванадия 1000 мг/кг (1 см
раствора содержит 1 мг ванадия).
 
В стакане вместимостью 100 см
растворяют 0,5740 г метаванадиевокислого аммония в 40 см
разбавленной азотной кислоты, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см
и доводят до метки дистиллированной водой.
 
2.7. Приготовление эталонного раствора ванадия 50 мг/кг (1 см
раствора содержит 0,05 мг ванадия).
 

Пипеткой отбирают 5 см
эталонного раствора ванадия 1000 мг/кг, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см
и доводят до метки дистиллированной водой.
 
2.8. Приготовление эталонного раствора ванадия из пятиокиси ванадия (
)
 

        

2.8.1. Приготовление эталонного раствора ванадия 100 мг/кг (1 см
раствора содержит 0,1 мг ванадия).
 
В стакан вместимостью 50 см
помещают 0,1785 г пятиокиси ванадия, предварительно прокаленного в платиновой чашке при температуре 500 °С - 550 °С в течение 2 ч. Добавляют в стакан 1,5 см
2 моль/дм
раствора гидроокиси натрия и нейтрализуют по каплям 2 моль/дм
раствором серной кислоты (приблизительно 0,2 см
) в присутствии лакмусовой бумаги до рН от 6 до 7 с небольшим избытком (приблизительно одна капля).
 
Затем в стакан добавляют 10 см
дистиллированной воды, содержимое количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см
и доводят до метки дистиллированной водой. Все операции проводят по возможности быстро, постоянно перемешивая.
 
2.8.2. Приготовление раствора ванадия 50 мг/кг (1 см
раствора содержит 0,05 мг ванадия).
 
Пипеткой отбирают 25 см
эталонного раствора ванадия 100 мг/кг, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см
и доводят до метки дистиллированной водой.
 

2.9. Построение градуировочного графика

 

2.9.1. В пять стаканов вместимостью 100 см
отмеряют пипеткой 0; 5,0; 10,0; 20,0 и 25,0 см
раствора ванадия концентрации 50 мг/кг (1 см
= 0,05 мг ванадия).
 
Добавляют к каждой аликвотной части 2 см
серной кислоты 1:1, 5 см
разбавленной ортофосфорной кислоты и 2,5 см
вольфрамовокислого натрия, тщательно перемешивают после добавления каждого реактива.
 

(Поправка, ИУС 9-92).

2.9.2. Растворы нагревают до 40-70 °С, охлаждают до комнатной температуры, количественно переносят в мерные колбы вместимостью 50 см
, доводят до метки дистиллированной водой и выдерживают в течение 60 мин. Полученные растворы содержат 0; 0,25; 0,50; 1,0; 1,25 ванадия в 50 см
раствора. Растворы должны быть прозрачными.
 

2.9.3. Растворы, приготовленные из реактивов по пп.2.9.1 и 2.9.2, не содержащие ванадия, используют в качестве контрольного раствора.

 

(Поправка, ИУС 9-92).

 

2.9.4. Измеряют оптическую плотность рабочего раствора на спектрофотометре при длине волны 436 нм либо на фотоэлектроколориметре со светофильтром, обеспечивающем полосу пропускания от 430 до 450 нм.

 

Толщину кюветы (1, 2 или 5 см) выбирают в зависимости от содержания ванадия в испытуемом продукте.

 

В кювету сравнения помещают контрольный раствор.

 

Кювету толщиной 5 см используют при концентрации ванадия до 10 мг/кг (при этом для построения градуировочного графика отмеряют пипеткой 0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см
раствора ванадия 50 мг/кг). При концентрации ванадия более 10 мг/кг используют кюветы толщиной 1 или 2 см.
 
2.9.5. Для построения градуировочного графика по оси ординат откладывают оптическую плотность раствора, а по оси абсцисс - содержание ванадия (мг в 50 см
раствора).
 

 3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

           

3.1. Обработка пробы концентрированной серной кислотой

 

3.1.1. Для достижения однородности пробу перед испытанием нагревают от 20 °С до 100 °С в зависимости от вязкости. Если продукт высоковязкий, то его нагревают от 3 до 10 мин при непрерывном перемешивании. Осадок на дне осторожно перемешивают.

 

3.1.2. Масса пробы нефтепродукта зависит от предполагаемого содержания ванадия, толщины слоя раствора в измерительной кювете и конечной концентрации (разбавления) пробы.

 

Массу пробы (
) в граммах вычисляют по формуле
 
,
 
где
- коэффициент для расчета массы пробы (табл.1);
 
- предполагаемая концентрация ванадия, мг/кг.
 

Таблица 1

 

 

 

Толщина кюветы, см

Вместимость колбы для разбавления пробы, см
 
Коэффициент для расчета массы пробы
 

1

50

500

1

25

250

2

50

250

2

25

125

5

50

100

5

25

50

 

3.1.3. Испытуемую пробу в чашке для выпаривания ставят под лампу инфракрасного излучения или другого нагревательного устройства. Выпаривают приблизительно до 50% от первоначального объема, избегая разбрызгивания.

 

3.1.4. К частично выпаренной пробе добавляют примерно равный объем концентрированной серной кислоты (примерно в соотношении между количеством кислоты и пробой 1 см
на 1 г).
 

Подготовленную таким образом пробу оставляют на несколько часов в контакте с серной кислотой для лучшего ее воздействия и предотвращения разбрызгивания раствора в процессе нагревания на электроплитке.

 

3.1.5. Добавляют 1 см
изопропанола для предотвращения или уменьшения пенообразования. Чашку с пробой ставят на электроплитку.
 

3.1.6. Постоянно помешивая стеклянной палочкой, пробу подогревают на электроплитке до начала загустения и появления белого дыма. Электроплитку заменяют горелкой.

 

При постоянном перемешивании разложение пробы ведут до исчезновения белого дыма и получения обуглившегося осадка.

 

3.1.7. Стеклянную палочку очищают фильтровальной бумагой. Бумагу кладут в чашку для выпаривания, в которой обугливался образец.

3.2. Обработка пробы серой

 

3.2.1. В подготовленную согласно пп.3.1.1-3.1.3 пробу добавляют серу в количестве 10% массы пробы, тщательно перемешивают и проводят испытание согласно пп.3.1.5-3.1.7.

 

3.2.2. Остаток, полученный после обработки серой или серной кислотой, переносят в муфельную печь, нагретую до температуры не менее 120 °С, доводят в течение 2-3 ч температуру до (525±25) °С.

 

Для облегчения процесса озоления осадка в печь подается поток воздуха или кислорода.

 

3.2.3. К полученной сульфатной золе добавляют 2 см
концентрированной азотной кислоты, 2 см
концентрированной серной кислоты и подогревают на электроплитке до появления белого дыма.
 
3.2.4. Снимают чашку с электроплитки и тщательно обмывают стенки чашки 15 см
дистиллированной воды. Снова нагревают на электроплитке до появления белого дыма и охлаждают. Добавляют раствор гидроокиси натрия
(
)* =0,5 моль/дм
в присутствии индикаторной бумаги до достижения рН от 6 до 10. Затем добавляют по каплям разбавленную серную кислоту 1:1 до рН от 3 до 5.
 

________________

* Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

           

(Поправка, ИУС 9-92).

 

3.2.5. Полученный раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см
и доводят до метки дистиллированной водой.
 

3.2.6. Если полученный раствор мутный, его фильтруют до осветления через стеклянную воронку с бумажным фильтром.

 

3.3. Способ сожжения пробы

 

3.3.1. Способ сожжения применяют при анализе тяжелых дистиллятных и остаточных топлив.

 

В платиновую чашку помещают обеззоленный фильтр так, чтобы он плотно прилегал ко дну и стенкам чашки. Чашку с фильтром взвешивают.

3.3.2. Массу испытуемого нефтепродукта берут в соответствии с табл.2.

 

Таблица 2

 

 

Концентрация ванадия, мг/кг

Масса пробы, г

До 10

От 25 до 50

Св. 10

   " 15   "  30

 

3.3.3. Второй обеззоленный фильтр складывают вдвое и сворачивают в виде конуса. Верхнюю часть конуса на расстоянии 5-10 мм от верха отрезают ножницами и помещают в чашку. Свернутый в виде конуса фильтр опускают в чашку с нефтепродуктом основанием вниз так, чтобы он стоял устойчиво, закрывая большую часть нефтепродукта.

 

3.3.4. Чашку с испытуемым нефтепродуктом нагревают на электроплитке в течение 20-30 мин до прекращения легкого вспенивания и пропитки фильтра нефтепродуктом. После того как фильтр пропитается нефтепродуктом, его поджигают. Сжигают нефтепродукт до получения сухого углистого остатка.

 

3.3.5. Платиновую чашку с сухим углистым остатком помещают в муфель, нагретый до температуры не ниже 200 °С, в течение 2-3 ч поднимают температуру до (550±20) °С и выдерживают чашку с остатком при этой температуре до полного озоления (1 ч и более). Охлаждают до комнатной температуры. Добавляют 5 см
разбавленной соляной кислоты и подогревают содержимое до растворения золы. Полученный раствор упаривают до 2-3 см
и добавляют к нему 0,5 г безводного углекислого натрия. Полученный раствор упаривают на песчаной бане до исчезновения влаги (визуально). Затем чашку помещают на 2-3 мин в муфель, нагретый до (800±20) °С.
 

(Поправка, ИУС 9-92).

 

3.3.6. Сплав в чашке охлаждают до комнатной температуры и растворяют в 10 см
дистиллированной воды. Полученный раствор дважды фильтруют через один и тот же фильтр в мерную колбу вместимостью 50 см
.
 

Фильтр с осадком промывают небольшими порциями дистиллированной воды до нейтральной реакции по фенолфталеину, промывные воды присоединяют к фильтрату в мерной колбе и доводят до метки дистиллированной водой.

 

3.4. Сожжение пробы с добавлением серы и растворителей

 

3.4.1. Для достижения однородности пробу нагревают, как описано в п.3.1.1.

 

3.4.2. Массу пробы берут в соответствии с табл.3.

Таблица 3

 

 

 

 

 

Концентрация ванадия, мг/кг

Масса пробы, г

Количество добавок

 

 

Сера, г

Ксилол, см
 
Изопропанол, дм
 

До 10

От 30 до 50

0,1-0,2

8

3

Св. 10 до 200

    " 15   "  30

-

4

1,5

 

Массу нефтепродукта и добавки взвешивают или отмеряют в платиновую чашку.

 

Допускается использовать от 2 до 7 г 1,4-толуолсульфокислоты вместо добавок, названных в табл.3.

 

3.4.3. Платиновую чашку ставят на треножник с керамическим треугольником и осторожно, избегая соприкосновения платиновой чашки с установленным пламенем (синий конус), нагревают до самовозгорания пробы. Затем горелку удаляют и дают пробе сгореть. После исчезновения пламени чашку вновь осторожно подогревают до исчезновения тумана двуокиси серы (
) и полного коксования пробы.
 

Все операции проводят при хорошо работающей вытяжке.

 

3.4.4. Платиновую чашку с коксовым остатком помещают в нагретую до (550±25) °С муфельную печь и выдерживают до полного озоления от 1 ч до нескольких часов в зависимости от испытуемого продукта.

 

По окончании озоления чашку вынимают из печи и охлаждают.

 

3.4.5. После охлаждения чашки до комнатной температуры к содержимому добавляют 2 см
концентрированной серной кислоты и осторожно подогревают на плитке (или горелкой) до полного растворения золы и исчезновения паров двуокиси серы. Платиновую чашку охлаждают.
 
3.4.6. После охлаждения до комнатной температуры стенки платиновой чашки ополаскивают бидистиллированной водой. Полученный раствор нагревают до появления белого дыма и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см
. После охлаждения до комнатной температуры раствор доводят до метки бидистиллированной водой.
 

3.5. Фотометрирование

 

3.5.1. В стакан вместимостью 100 см
помещают аликвоту раствора в зависимости от ожидаемого содержания ванадия, полученного или по п.3.2.5, или п.3.3.6, или п.3.4.6 (при концентрации ванадия до 50 мг/кг следует брать 40 см
раствора), 2 см
разбавленной серной кислоты 1:1, 5 см
разбавленной ортофосфорной кислоты и 2,5 см
раствора вольфрамовокислого натрия. Каждый раз содержимое стакана перемешивают встряхиванием.
 
3.5.2. Раствор нагревают до 40 °С - 70 °С, охлаждают до комнатной температуры, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см
, доводят до метки дистиллированной водой и отстаивают в течение 60 мин. Раствор должен быть прозрачным.
 
3.5.3. Готовят контрольный раствор. В колбу вместимостью 50 см
помещают 2 см
разбавленной серной кислоты 1:1, 5 см
разбавленной ортофосфорной кислоты и 2,5 см
раствора вольфрамовокислого натрия. Хорошо перемешивают встряхиванием и доводят до метки дистиллированной водой.
 

3.5.4. В кювету наливают рабочий раствор, приготовленный по п.3.5.1. Оптическую плотность измеряют по п.2.9.4 относительно контрольного раствора (п.3.5.3).

 

3.5.5. Массу ванадия в миллиграммах, содержащуюся в 50 см
испытуемого раствора, определяют по градуировочному графику (пп.2.9.1-2.9.5).
 

 4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

           

4.1. Концентрацию ванадия (
) в миллиграммах на килограмм вычисляют по формуле
 
,
 
где
- масса ванадия в испытуемом растворе, определенная по градуировочному графику, мг;
 
- масса образца, г;
 
50 - общий объем исследуемого раствора, изготовленного для фотометрирования, см
;
 
- аликвота раствора, взятая для фотометрирования, см
.
 
4.2. Массовую долю ванадия (
) в процентах вычисляют по формуле
 

.
 

4.3. За результат испытания принимают среднеарифметическое результатов двух определений.

 

4.4. Точность метода

 

4.4.1. Сходимость

 

Два результата определений, полученные одним исполнителем, признаются достоверными (с 95%-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает значений, указанных в табл.4.

 

Таблица 4

 

 

 

Концентрация ванадия, мг/кг

Сходимость

Воспроизводимость, %

До 2

0,3 мг/кг

 

 

Св. 2

10%

 

 

До 6

 

 

50

Св. 6

 

17

 

4.4.2. Воспроизводимость

 

Два результата испытаний, полученные в двух разных лабораториях (с 95%-ной доверительной вероятностью), признаются достоверными, если расхождения между ними не превышают значений, указанных в табл.4.

 

Электронный текст документа

подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:

официальное издание

Нефтепродукты. Методы анализа. Часть 2:

Сборник национальных стандартов. -

М.: Стандартинформ, 2006

Вверх