ГОСТ 32403-2013 Нефтепродукты. Определение содержания серы (ламповый метод).

     ГОСТ 32403-2013

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 НЕФТЕПРОДУКТЫ

 Определение содержания серы (ламповый метод)

 Petroleum products. Determination of sulfur content (lamp method)

МКС 75.080

Дата введения 2015-01-01

 Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены  "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и  "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 31 "Нефтяные топлива и смазочные материалы", Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2013 г. N 44-П)

За принятие проголосовали:

(Поправка*

)

_________________________

* См. ярлык "Примечания".     

4   межгосударственный стандарт ГОСТ 32403-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

5 Настоящий стандарт идентичен стандарту ASTM D 1266-07* "Стандартные методы определения серы в нефтепродуктах (ламповый метод)" ["Standard test methods for sulfur in petroleum products (lamp method)", IDT].

Стандарт ASTM разработан Подкомитетом D02.03 по элементному анализу Комитета ASTM D02 по нефтепродуктам и смазочным материалам Американского общества по испытаниям и материалам (ASTM).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с  (подраздел 3.6).

Официальные экземпляры стандарта ASTM, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

Сведения о соответствии ссылочных стандартов ASTM D межгосударственным стандартам приведены в дополнительном

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ИЗДАНИЕ (сентябрь 2019 г.) с Поправкой (ИУС 7-2015)

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

      1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт устанавливает метод определения содержания общей серы от 0,01% масс. до 0,40% масс. в жидких нефтепродуктах (примечание 1). В приложении А1 описан специальный метод сульфатного анализа, который позволяет определить серу в таких малых концентрациях как 5 мг/кг.

Примечание 1 - Определение серы в сжиженных углеводородных газах аналогичным ламповым методом приведено в ASTM D 2784. Для определения серы в более тяжелых нефтепродуктах, которые невозможно сжечь в лампе, используют методы испытания в бомбе по ASTM D 129, в кварцевой трубке по IP 63 или высокотемпературный метод по ASTM D 1552.

1.2 Метод прямого сжигания в лампе (раздел 9) используют для анализа таких веществ, как бензин, керосин, нафта и другие жидкости, которые полностью сгорают в лампе с фитилем.

Метод сжигания с разбавлением (раздел 10) применяют для анализа веществ, которые не могут полностью сгореть при прямом сжигании: газойля, дистиллятных топлив, нафтеновых кислот, алкилфенолов, нефтепродуктов с высоким содержанием серы и других материалов.

1.3 Соединения фосфора, которые обычно содержатся в товарном бензине, не влияют на результаты анализа. Используют поправку на присутствие небольшого количества кислоты, которая образуется при сгорании содержащихся в бензине антидетонационных жидкостей, содержащих свинец. Присутствие значительных концентраций других примесей, образующих кислоты и основания, влияет на результаты титрования, т.к. в таких случаях поправка не предусмотрена.

1.4 Значения, установленные в единицах системы СИ, следует считать стандартными.

1.5 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья персонала, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).     

2.1 Стандарты ASTM

_______________

Ссылки на стандарты ASTM можно уточнить на сайте ASTM website,

www.astm.org

или в службе поддержки клиентов ASTM service@astm.org, а также в информационном томе ежегодного сборника стандартов ASTM (Website standard’s Document Summary).

ASTM D 129, Test method for sulfur in petroleum products (general high pressure decomposition device method) [Метод определения серы в нефтепродуктах (основной метод с использованием устройства разложения под высоким давлением)]

ASTM D 1193, Specification for reagent water (Спецификация на воду - реактив)

ASTM D 1552, Test method for sulfur in petroleum products (high-temperature method) [Определение серы в нефтепродуктах (высокотемпературный метод)]

ASTM D 2784, Test method for sulfur in liquefied petroleum gases (oxy-hydrogen burner or lamp) [Метод определения серы в сжиженных нефтяных газах (кислородно-водородная горелка или лампа)]

ASTM D 6299, Practice for applying statistical quality assurance and control charting techniques to evaluate analytical measurement system performance (Практика применения статистических приемов обеспечения качества и методов контроля для оценки работы систем аналитического измерения)

ASTM D 6792, Practice for quality system in petroleum products and lubricants testing laboratories (Практика для системы качества испытательных лабораторий нефтепродуктов и смазочных материалов)

ASTM Е 11, Specification for woven wire test sieve cloth and test sieves (Спецификация на плетеную проволочную ткань для испытательных сит и испытательные сита)

2.2 Стандарт Института нефти

_______________

Можно получить в Институте нефти, 61 New Cavendish, London, WIG 7AR, U.K.,

http://www.energyinst.org.uk

IP 63, Sulfur content - The quartz tube method (Определение содержания серы. Метод с использованием кварцевой трубки)

      3 Сущность метода

3.1 Сжигают образец в закрытой системе - лампе (рисунок 1), в искусственной атмосфере, состоящей из 70% диоксида углерода и 30% кислорода, препятствующей образованию оксидов азота. Оксиды серы абсорбируются и окисляются с помощью раствора перекиси водорода до образования серной кислоты, которую затем продувают воздухом для удаления растворенного диоксида углерода. Серу определяют в виде сульфата в абсорбенте ацидиметрически титрованием стандартным раствором гидроксида натрия или гравиметрически осаждением сульфата бария (см. приложение А2).

1

- подача смеси

и

к горелке;

2

- подача в ламповое стекло смеси

и

;

3

- ламповое стекло;

4

- к вакуумному коллектору;

5

- каплеуловитель;

6

- абсорбер;

7

- стеклянный опорный стержень

Рисунок 1 - Схема лампового узла

3.2 Можно сжигать образец в воздушной среде. При этом содержание серы в абсорбенте определяют осаждением в виде сульфата бария и последующим взвешиванием (приложение А2).

Примечание 2 - Результаты, полученные волюметрическим и гравиметрическим способами, эквивалентны в пределах прецизионности настоящего метода при отсутствии других примесей, образующих кислоты и основания, кроме серы.

3.3 При массовой доле серы менее 0,01% масс., серу в растворе абсорбента определяют турбидиметрически в виде сульфата бария (приложение А1).

      4 Назначение и применение

4.1 Настоящий метод обеспечивает возможность мониторинга содержания серы в нефтепродуктах и присадках. Определение необходимо для прогнозирования эксплуатационных характеристик и установления правил техники безопасности при работе с нефтепродуктами. В некоторых случаях присутствие серы является положительным фактором, при этом необходимо контролировать содержание сернистых соединений. Однако иногда присутствие сернистых соединений сказывается отрицательно при переработке и использовании продукта.

      5 Аппаратура

5.1 Абсорберы, ламповые стекла, лампы, каплеуловители (рисунок 1), которые подробно описаны в приложении A3. Для сжигания смесей с высоким содержанием ароматических углеводородов без разбавления не используют стандартную колбу и горелку (рисунок A3.1). Для сжигания таких смесей необходима горелка с двумя отверстиями (рисунок A3.1) и регулирующим вентилем. Такую горелку можно также использовать для сжигания образцов, содержащих неароматические углеводороды.

5.2 Хлопчатобумажный фитиль

Чистая равномерно скрученная хлопчатобумажная пряжа высокого качества

. При сжигании ароматических образцов для горелки следует применять пряжу высокого качества из длинного штапельного волокна тонкого прядения

.

_______________

Белую 4-ниточную пряжу (нить 2-3 мг/см) можно приобрести в Kochler Instrument PA, 1595 Sycamore Ave, NY 11716. Можно также использовать очищенную отбеленную пряжу типа 13 ниток/14 концов других поставщиков из Великобритании.

Можно заказать в Thomas Scientific, P.O. Box 99, Swedesbora, VI 08085-0099.

5.3 Распределительная система - вакуумная система с регулирующим устройством, вентилями и другой аппаратурой (рисунок 2) и сдвоенного вакуумного коллектора к горелке и ламповому стеклу, обеспечивающими подвод газовой смеси, содержащей 70% диоксида углерода и 30% кислорода, при отрегулированном давлении. Вакуумный коллектор должен быть соединен с насосом достаточной мощности, обеспечивающим стабильный поток газа через каждый абсорбер со скоростью 3 дм

/мин, а также поддержание постоянного давления приблизительно на 40 см вод.ст. ниже атмосферного. Следует поддерживать давление газовой смеси в линии, ведущей к ламповому стеклу, 1-2 см вод.ст., в линии, ведущей к горелке, - 20 см вод.ст. На рисунке 2 приведена схема распределительной системы смеси газов для сжигания образцов в искусственной атмосфере, описанной в приложении A3, можно использовать другие аналогичные системы. Соответствующее оборудование для сжигания образца в воздушной среде приведено в приложении А2. На рисунке А2.1 приведена модифицированная распределительная система.

1

- контрольный вентиль на линии лампового стекла;

2

- распределительная линия к ламповому стеклу;

3

- ламповый узел;

4

- вакуумная система;

5

- ловушка;

6

- регулятор давления;

7

- манометр;

8

- регулятор вакуума;

9

- контрольный вентиль на вакуумной линии;

10

- расходомеры газов;

11

- ловушка;

12

- вентили регулировки давления газов;

13

- трубка подачи кислорода давлением 0,70 кгс/см

(10 фунтов на квадратный дюйм);

14

- трубка подачи кислорода давлением 3,50 кгс/см

(50 фунтов на квадратный дюйм);

15

- подогреватель;

16

- стеклянная пористая пластина;

17

- распределительная линия к горелке;

18

- контрольный вентиль горелки

Рисунок 2 - Схема распределительной системы смеси

и

и ламповой системы

      6 Реактивы и материалы

6.1 Чистота реактивов

Используют реактивы квалификации ч.д.а. Если нет других указаний, реактивы должны соответствовать спецификациям Комитета по аналитическим реактивам Американского химического общества (ACS)

. Допускается использовать реактивы другой квалификации при условии, что они не снижают точность определения.

_______________

Химические реактивы, спецификации Американского химического общества, Американское химическое общество, Washington, DC. По испытаниям реактивов, не включенных в список Американского химического общества, следует обращаться в Analar Standards for Laboratory Chemicals, BDH Ltd., Poole, Dorset, U.K., and the United States Pharmacopeia and National Formulary, U.S. Pharmacopeial Convention, Inc. (USPC), Rockville, MD.

6.2 Чистота воды

Если нет других указаний, используют воду класса II или III по ASTM D 1193.

6.3 Диоксид углерода (

) и кислород (

) чистотой не менее 99,5%, соответствующие требованиям 9.5.

6.4 Разбавитель

Используемый разбавитель должен содержать не более 0,001% масс. серы, полностью смешиваться с анализируемым образцом и обеспечивать его сгорание с умеренной скоростью без копоти. В качестве разбавителей используют н-гептан, изооктан и абсолютный этиловый спирт (см. примечание 9).

6.5 Разбавленная соляная кислота (1:10)

Смешивают 1 объем концентрированной соляной кислоты (

, относительная плотность 1,19) с 10 объемами воды.

6.6 Раствор перекиси водорода в соотношении 1:19

Смешивают 1 объем концентрированной перекиси водорода (30%-ная

) с 19 объемами воды. Раствор хранят в бутылке из темного стекла с притертой пробкой.

6.7 Индикатор метиловый пурпурный

Водный раствор, содержащий 0,1% активного вещества

(не следует использовать метиловый фиолетовый).

_______________

Индикатор метиловый пурпурный (индикатор Флейшера) можно приобрести у фирмы Harry Fleisher Chemical Co., Benjamin Franklin Station, Washington, ДС, патент США N 2416619.

6.8 Раствор гидроксида натрия концентрации 100 г/дм

Растворяют 100 г гидроксида натрия (

) в воде и разбавляют до объема 1 дм

.

6.9 Гидроксид натрия, стандартный раствор молярной концентрации 0,05 моль/дм

Разбавляют 2,8 см

насыщенного раствора

до объема 1 дм

(см. примечание 3). Насыщенный раствор гидроксида натрия должен быть прозрачным, после отстаивания его декантируют в течение достаточно длительного времени для осаждения осадка. Устанавливают титр полученного раствора по титрованному раствору кислоты, используя индикатор метиловый пурпурный. Хранят в стеклянной бутылке, стойкой к щелочам, и защищают от загрязнения диоксидом углерода из воздуха. Для соединения бюреток и склянок используют только чистые резиновые трубки.

Примечание 3 - Вычисление результатов можно упростить доведением молярности раствора гидроксида натрия до (0,0624±0,0001) моль/дм

. Тогда 1 см

раствора

будет эквивалентен 0,0010 г серы. В этом случае при вычислении коэффициент 16,03

(см. 12.1) станет равным 1,000.

6.10 Образцы для контроля качества (QC)

Предпочтительны пробы одного или более жидких нефтепродуктов или стандартных образцов с известным содержанием серы, которые не использовались при построении калибровочной кривой прибора. Образцы QC следует использовать при проверке надежности работы аппаратуры и процедуры проведения испытания (раздел 12). В течение предполагаемого периода испытаний должно быть достаточное количество однородных и стабильных при хранении образцов QC.

      7 Подготовка аппаратуры

7.1 Собирают аппарат и помещают в абсорбер (30±2) см

воды. Регулируют индивидуальные вентили между вакуумным коллектором и каплеуловителями так, чтобы при открытых выходных отверстиях ламповых стекол и давлении в вакуумной системе примерно на 40 см вод.ст. ниже атмосферного воздух проходил через каждый абсорбер со скоростью примерно 3 дм

/мин. После выполнения этих требований удаляют воду из абсорбера. На рисунке 2 показаны уровни жидкости в регуляторах давления и вакуума; при подготовке аппарата следует поддерживать слабый поток газа через эти регуляторы.

Примечание 4 - При проведении испытания помещают 300-400 см

раствора перекиси водорода (1:19) в газоочиститель. Поскольку в конце испытания трубки манометра используют для удаления из абсорбента диоксида углерода (

), раствор перекиси водорода (1:19) используют в качестве манометрической жидкости. Раствор меняют раз в неделю и в случае, если его объем значительно снизился.

7.2 Перед использованием раствор перекиси водорода

(1:19) следует нейтрализовать. Так как для заполнения одного абсорбера требуется 30 см

раствора, в химический стакан переносят столько порций по 30 см

, сколько одновременно будет использовано абсорберов. На каждые 100 см

раствора перекиси водорода добавляют по одной капле раствора индикатора метилового пурпурного, затем по каплям добавляют 0,05 моль/дм

раствор

до изменения цвета от пурпурного до светло-зеленого.

7.3 Помещают (30±2) см

свеженейтрализованного раствора перекиси водорода (1:19) в больший баллон каждого абсорбера. На каждый комплект сжигаемых образцов готовят контрольный абсорбер. Устанавливают каплеуловители и ламповые стекла и подсоединяют их к соответствующим системам распределения с помощью резиновых трубок, не содержащих серу. Закрывают отверстия лампового стекла корковыми пробками.

7.4 При закрытых регулирующих вентилях на горелке, полностью открытом вентиле на регуляторе вакуума и давлении в вакуумной системе, отрегулированном приблизительно на 40 см вод.ст. ниже атмосферного, включают подачу диоксида углерода и кислорода. (Предупреждение - Если при сжигании образца прекратится подача диоксида углерода, а кислород будет продолжать поступать, может образоваться взрывоопасная смесь. Следует использовать соответствующее контролирующее или сигнальное устройство). Регулируют контрольный вентиль на линии ламповых стекол таким образом, чтобы при требуемой скорости потока через абсорберы в регуляторе давления проходил только незначительный поток диоксида углерода и кислорода, в регулятор вакуума поступал слабый поток воздуха и давление в линии ламповых стекол было 1-2 см вод.ст. Для достижения такого условия может потребоваться незначительная регулировка вакуума вентилем на вакуумной линии (примечание 5).

Примечание 5 - Равновесие в системе газового потока устанавливают путем регулирования давления в вакуумном коллекторе перемещением вверх и вниз трубки впуска воздуха в резиновой втулке.

7.5 Отрезают фитиль длиной 30 см. Используют столько отдельных отрезков фитиля, сколько требует образец (раздел 8). Складывают отрезок фитиля пополам, чтобы получить фитиль длиной 15 см для заправки горелки. Заправляют требуемое число горелок, вставляя фитиль в верхний конец трубки горелки концом, образующим петлю. Протаскивают фитиль через трубку с помощью металлического крючка. Острыми ножницами подрезают фитиль как можно ближе к верхней части горелки. Для каждого испытания важно использовать тщательно очищенные горелки и новые фитили.

      8 Регулирование горения

8.1 Большая часть жидких образцов горит ярким желтым пламенем, высота и форма которого зависят от подачи газа к горелке, летучести образца, плотности посадки фитиля в горелке и положения верхнего конца фитиля относительно края горелки. Предпочтительно две последние переменные отрегулировать до зажигания в зависимости от первой переменной так, чтобы в процессе горения пламя можно было регулировать изменением скорости потока смеси диоксида углерода и кислорода.