王新華,王翀
(軍需能源質(zhì)量監(jiān)督總站,北京100010)
催化汽油組分是成品汽油中的主要調(diào)合成分,按照國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB17930-2006要求烯烴含量控制不大于30%,所以在重油催化裝置生產(chǎn)控制中降低汽油烯烴,需要盡快有1個(gè)準(zhǔn)確性高、分析速度快、分析成本低廉的汽油烯烴含量分析標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)生產(chǎn)控制[1]?!捌椭邢N含量的快速測(cè)定(溴值計(jì)算法)”的同熒光指示劑法相比較具有準(zhǔn)確性高、分析速度快、分析成本低廉的特點(diǎn)[2]。
錐形燒瓶(50 mL,100 mL,150 mL);吸量管(1 mL,2 mL,5 mL,10 mL);微量滴定管(2 mL,5 mL,分度為0.02 mL);量筒(50 mL,100 mL);250 mL碘量瓶;1 L容量瓶;石油產(chǎn)品餾程測(cè)定器(大連分析儀器廠生產(chǎn))。
溴酸鉀:分析純:溴化鉀:分析純:硫代硫酸鈉:分析純,配成c(Na2S2O3)為0.1和0.5 mol/L標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液:冰乙酸:分析純:硫酸:分析純,配成26%溶液;鹽酸:分析純,配成19%溶液;甲醇:分析純:95%乙醇:分析純;四氯化碳:分析純;氯化汞:分析純,配成100 g/L乙醇溶液;甲基橙指示劑:配成0.5 g/L指示液;淀粉:新配制的5 g/L指示液。
試驗(yàn)過(guò)程是將試樣溶解于滴定溶劑中,以甲基橙為指示劑,用溴酸鉀溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至紅色消失。計(jì)算出用100 g試樣所消耗的溴的克數(shù),再由GB/T6536餾程測(cè)定法的50%中餾點(diǎn)確定汽油樣品中烯烴平均分子量。由試樣的溴值和和烯烴平均分子量計(jì)算出烯烴的百分含量。
1.4.1 汽油樣品的溴值×(gBr/100g)按式(1)計(jì)算X=V2·c(1/6KBrO3)×7.99/m
式中V2—滴定時(shí)消耗的溴酸鉀-溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,mL;c(1/6KBrO3)—溴酸鉀-溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際濃度,mol/L;m—試樣稱(chēng)量出的質(zhì)量,g。
0.079 9與1.00 mL指的是溴酸鉀—溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)[c(1/6KBrO3)=1 000 mol/L]相當(dāng)?shù)囊詆表示的溴的質(zhì)量。
1.4.2汽油烯烴含量的計(jì)算汽油樣品中烯烴百分含量=(樣品溴值×烯烴平均分子量×0.943)/160,其中:160—溴的分子量。汽油中烯烴平均分子量:參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T0234輕質(zhì)石油產(chǎn)品碘值和不飽和烴測(cè)定法中的數(shù)據(jù)制訂,按(GB/T6536)50%中餾點(diǎn)溫度確定的不飽和烴平均分子量[3]。
(1)目前產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的仲裁方法是熒光指示劑法,規(guī)定30%以下的烯烴含量的重復(fù)性為1.8%,再現(xiàn)性只有7.8%;30%以上2.0%再現(xiàn)性只有8.2%,導(dǎo)致了分析結(jié)果的精密度較寬。例如同一樣品進(jìn)行重復(fù)性測(cè)定,分別是原數(shù)據(jù)為41.2,當(dāng)以未知樣品復(fù)查數(shù)據(jù)為42.9,相差為1.7個(gè)單位;進(jìn)行再現(xiàn)性測(cè)定,分別是原數(shù)據(jù)為40.0,幾天后以未知樣品復(fù)查數(shù)據(jù)只有36.6,相差為3.4個(gè)單位。
(2)還要說(shuō)明的是溴值計(jì)算方法,精密度要遠(yuǎn)優(yōu)于熒光指示劑法,但是按照出廠產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求以GB/T11132熒光指示劑法數(shù)據(jù)為準(zhǔn),有時(shí)兩組數(shù)據(jù)會(huì)有一點(diǎn)的不同。原因主要是由于熒光指示劑法精密度較寬引起的偏離。
(3)溴值計(jì)算方法變化趨勢(shì)明顯而穩(wěn)定,可以連續(xù)性觀測(cè),當(dāng)生產(chǎn)穩(wěn)定時(shí)測(cè)定數(shù)據(jù)無(wú)大的波動(dòng),而當(dāng)生產(chǎn)波動(dòng)時(shí)測(cè)定數(shù)據(jù)隨之有大的波動(dòng)。而GB/T11112熒光指示劑法只能斷續(xù)性分析較難顯示出明顯的變化趨勢(shì)。
2種方法定性分析對(duì)比只有個(gè)別數(shù)據(jù)之差超過(guò)2.0,其余符合性均很好,對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
表1 2種方法定性分析的數(shù)據(jù)對(duì)比
(1)在三角瓶中加入規(guī)定用量的滴定劑,滴空白后稱(chēng)重準(zhǔn)至0.000 2 g,然后用冷卻后的1 mL注射器或冷卻后的移液管加入0.5~1 mL試樣稱(chēng)準(zhǔn)至0.000 2 g,注意汽油樣品一定要加到滴定劑的液面下注入并輕搖幾下;
(2)如果沿用SH/T0236石油產(chǎn)品溴值測(cè)定法中的用移液管加入0.5~5 mL試樣,用體積乘以密度來(lái)確定質(zhì)量,實(shí)際上引起了2項(xiàng)誤差。(1)密度測(cè)量過(guò)程引起的分析誤差;(2)移液管取樣過(guò)程中汽油揮發(fā)引起的分析誤差。從這里可以看出改進(jìn)的方法準(zhǔn)確性有很大提高,避免了2項(xiàng)誤差的來(lái)源,提高了最終計(jì)算結(jié)果的精密度[4]。
從方法的開(kāi)發(fā)過(guò)程可以簡(jiǎn)單劃分為3個(gè)階段。
(1)分析標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)階段,2組外報(bào)數(shù)據(jù)偏差較大;
(2)對(duì)溴值計(jì)算方法滴定終點(diǎn)的判定,將指示劑的濃度固定為0.5 g/L,同時(shí)針對(duì)GB/T255石油產(chǎn)品餾程測(cè)定法50%中餾點(diǎn)溫度較GB/T6536石油產(chǎn)品蒸餾測(cè)定法50%中餾點(diǎn)溫度高出4~6℃的系統(tǒng)性差距,對(duì)不飽和烴平均分子量進(jìn)行修訂,2組外報(bào)數(shù)據(jù)偏差較小,小于2.0%;
(3)熒光指示利法與溴值計(jì)算方法2組外報(bào)數(shù)都偏差較小,基本小于2.0%??梢哉J(rèn)為溴值計(jì)算方法能夠較好滿(mǎn)足連續(xù)生產(chǎn)要求,控制生產(chǎn)變化趨勢(shì)明顯而穩(wěn)定。
綜合計(jì)算結(jié)果,每個(gè)分析都會(huì)產(chǎn)生一定范圍的不確定度。并且它的綜合計(jì)算結(jié)果要比直接使用熒光指示劑法數(shù)據(jù)偏低約1.0%。綜合計(jì)算結(jié)果應(yīng)與溴值計(jì)算方法2組外報(bào)數(shù)據(jù)接近,說(shuō)明溴值計(jì)算方法能夠較好的滿(mǎn)足連續(xù)生產(chǎn)要求,控制生產(chǎn)變化趨勢(shì)明顯而穩(wěn)定[5]。
綜上所述,應(yīng)用溴值法快速測(cè)定汽油中的烯烴含量,具有準(zhǔn)確性高、分析速度快、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),能夠滿(mǎn)足企業(yè)連續(xù)大生產(chǎn)的要求,可以作為GB/T11132熒光指示劑法的替代和比對(duì)分析方法。