ГОСТ 33900-2016

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

     

БЕНЗИН

     
Определение содержания оксигенатов методом газовой хроматографии с селективным детектированием по кислороду пламенно-ионизационным детектором

     
Gasoline. Determination of oxygenates content by gas chromatography method with oxygen selective flame ionization detection

МКС 71.080.60

Дата введения 2018-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "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 22 ноября 2016 г. N 93-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 марта 2017 г. N 199-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33900-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2018 г.

5 Настоящий стандарт идентичен ASTM D 5599-15* "Стандартный метод определения оксигенатов в бензине методом газовой хроматографией с кислород-селективным детектированием на пламенно-ионизационном детекторе" ("Standard test method for determination of oxygenates in gasoline by gas chromatography and oxygen selective flame ionization detection", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Стандарт разработан подкомитетом D02.04.0L "Методы газовой хроматографии" технического комитета ASTM D02 "Нефтепродукты и смазочные материалы".

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта ASTM для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных стандартов ASTM соответствующие межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.

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 определение содержания органических кислородсодержащих соединений (с температурой кипения не выше 130°С) в бензине с температурой конца кипения не выше 220°С методом газовой хроматографии. Метод можно применять при содержании органических кислородсодержащих соединений (оксигенатов) от 0,1% масс. до 20% масс.

1.2 Настоящий стандарт предназначен для определения содержания (% масс.) каждого оксигената, присутствующего в бензине. Для калибровки требуется идентификация каждого определяемого оксигената. Однако используемый в настоящем методе испытания кислород-селективный детектор обеспечивает отклик, пропорциональный массе кислорода. Следовательно, можно определить содержание (% масс.) кислорода в любом кислородсодержащем соединении в образце, независимо от его идентификации. Общее содержание кислорода в бензине можно определить по сумме точно определенных индивидуальных кислородсодержащих соединений. Суммарную площадь неидентифицированных или неизвестных кислородсодержащих соединений можно преобразовать в содержание (% масс.) кислорода и суммировать с содержанием кислорода в известных кислородсодержащих соединениях.

1.3 Значения, установленные в единицах СИ, считают стандартными. В настоящем стандарте не используются другие единицы измерения.

1.4 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его использованием. Пользователь стандарта несет ответственность за обеспечение соответствующих мер безопасности и охраны здоровья и определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

2.1 Стандарты ASTM:

________________

Уточнить ссылки на стандарты ASTM можно на сайте ASTM www.astm.org или в службе поддержки клиентов ASTM: service@astm.org. В информационном томе ежегодного сборника стандартов (Annual Book of ASTM Standards) следует обращаться к сводке стандартов ежегодного сборника стандартов на странице сайта.

ASTM D 1744, Test method for determination of water in liquid petroleum products by Karl Fischer reagent (Метод определения воды в жидких нефтепродуктах с использованием реактива Карла Фишера)

ASTM D 4057, Practice for manual sampling of petroleum and petroleum products (Практика ручного отбора проб нефти и нефтепродуктов)

ASTM D 4175, Terminology relating to petroleum, petroleum products, and lubricants (Терминология по нефти, нефтепродуктам и смазочным материалам)

ASTM D 4307, Practice for preparation of liquid blends for use as analytical standards (Практика подготовки жидких смесей для использования в качестве аналитических стандартов)

ASTM Е 594, Practice for testing flame ionization detectors used in gas or supercritical fluid chromatography (Практика проверки пламенно-ионизационных детекторов, используемых в газовой или сверхкритической жидкостной хроматографии)

ASTM Е 1064, Test method for water in organic liquids by coulometric Karl Fischer titration (Метод определения воды в органических жидкостях кулонометрическим титрованием по Карлу Фишеру)

ASTM Е 1510, Practice for installing fused silica open tubular capillary columns in gas chromatographs (Практика установки открытых капиллярных колонок из плавленого кварца в газовые хроматографы)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 независимые стандартные образцы (independent reference standards): Калибровочные образцы оксигенатов, которые приобретают или готовят независимо от стандартных образцов контроля качества и используют для оценки внутрилабораторной точности.

3.2 оксигенат (oxygenate): Кислородсодержащее соединение, например спирт или эфир, которое можно использовать в качестве топлива или присадки к топливу.

3.3 стандартные образцы контроля качества (quality control check standards): Калибровочные образцы оксигенатов для оценки внутрилабораторной повторяемости.

     4 Сущность метода

4.1 Внутренний стандарт оксигената, который не оказывает влияние на определение, например 1,2-диметоксиэтан (диметиловый эфир этиленгликоля), добавляют в количественной пропорции к образцу бензина. Представительную аликвоту образца с внутренним стандартом вводят в газовый хроматограф, оснащенный капиллярной колонкой, которая обеспечивает разделение оксигенатов. Углеводороды и оксигенаты элюируют из колонки, но кислород-селективный пламенно-ионизационный детектор (OFID) детектирует только оксигенаты. Описание детектора приведено в разделе 6.

4.2 Для определения значений времени удерживания и относительных массовых коэффициентов отклика анализируемых оксигенатов используют калибровочные смеси. Рекомендуемые калибровочные материалы указаны в 8.2.

4.3 Площадь пика каждого оксигената в бензине определяют относительно площади пика внутреннего стандарта. Содержание каждого оксигената вычисляют по данным калибровки каждого оксигената с помощью квадратичной аппроксимации методом наименьших квадратов.

Примечание 1 - Установлено, что в качестве внутреннего стандарта можно использовать 1,2-диметоксиэтан. Можно использовать другие оксигенаты при условии, что они отсутствуют в образце и не оказывают влияние на любое определяемое соединение.

     5 Назначение и применение

5.1 В смешанном бензине важным является определение органических кислородсодержащих соединений. Спирты, эфиры и другие оксигенаты добавляют в бензин для повышения октанового числа и снижения выбросов окиси углерода. Их следует добавлять в соответствующих концентрациях и соотношениях для соответствия нормативным ограничениям и предотвращения фазового разделения и проблем, связанных с работой или эффективностью двигателя.

5.2 Настоящий метод обеспечивает достаточную селективность и чувствительность для определения оксигенатов в образцах бензина без влияния на определение углеводородной матрицы.

     6 Принцип работы кислород-селективного пламенно-ионизационного детектора (OFID)

6.1 Система селективного детектирования органического кислорода состоит из реактора крекинга, реактора гидрогенизации (метанайзера) и пламенно-ионизационного детектора (FID). Реактор крекинга, устанавливаемый в систему непосредственно после газохроматографической капиллярной колонки, состоит из платино-родиевой (Pt/Rh) капиллярной трубки. Из кислородсодержащих соединений образуется окись углерода (СО) в соответствии с реакцией

.                                          (1)

6.2 На платино-родиевой трубке реактора крекинга образуется избыточный слой сажи при введении углеводородов из образца и/или из дополнительной системы ввода углеводородов (например, пентана или гексана) в зависимости от его конструкции. Слой сажи способствует реакции крекинга и подавляет отклик углеводорода.

6.3 В реакторе гидрогенизации образующаяся окись углерода превращается в метан по реакции

.                                                     (2)

Затем детектируется пламенно-ионизационным детектором (FID).

6.4 Реактор гидрогенизации (метанайзер) состоит из короткой, открытой, стеклянной капиллярной трубки (PLOT), покрытой пористым слоем оксида алюминия с адсорбированным никелевым катализатором, или трубки из нержавеющей стали, содержащей катализатор на основе никеля. В зависимости от изготовителя прибора его устанавливают в пламенно-ионизационный детектор или перед ним, он работает в диапазоне от 350°С до 450°С.

Примечание 2 - Бензины с высоким содержанием серы могут вызывать потерю чувствительности детектора, ограничивая тем самым количество анализируемых образцов без замены катализатора.

     7 Аппаратура

7.1 Газовый хроматограф

Можно использовать любой газовый хроматограф, имеющий следующие характеристики:

7.1.1 Устройство программирования температуры колонки

Хроматограф должен обеспечивать воспроизводимое линейное программирование температуры в диапазоне, обеспечивающем разделение анализируемых компонентов.

7.1.2 Система ввода пробы

Любая система, обеспечивающая ввод от 0,1 до 1,0 мкл представительной жидкой пробы в делитель потока газового хроматографа. Можно использовать микрошприцы, автосамплеры и краны-дозаторы. Устройство для ввода проб с делением потока должно обеспечивать точное регулирование соотношения деления в диапазоне от 10:1 до 500:1.

7.1.3 Регулирование потока газа-носителя и детекторного газа

Постоянный контроль потока газа-носителя и детекторного газа является важным фактором для достижения оптимальных и достоверных аналитических характеристик. Для контроля используют регуляторы давления и ограничители фиксированного потока. Скорость потока газа измеряют любыми соответствующими средствами. Давление подачи газа в газовый хроматограф должно быть не менее чем на 70 кПа (10 psig) выше заданного давления газа в приборе для компенсации противодавления в системе. Как правило, в системе подачи достаточно давление 550 кПа (50 psig).

7.2 Система кислород-селективного пламенно-ионизационного детектора (OFID) состоит из реактора крекинга, метанайзера и пламенно-ионизационного детектора. Схема типовой системы OFID показана на рисунке 1.

7.2.1 Детектор должен обеспечивать типовые характеристики, приведенные в ASTM Е 594 (таблица 1), при работе в нормальном режиме в соответствии с рекомендациями изготовителя.

7.2.2 Детектор должен обеспечивать следующие характеристики: