如何用蒸餾法測定工業(yè)芳烴

1 范圍

GB/T 3146的本部分規(guī)定了用蒸餾法測定工業(yè)芳烴及相關(guān)物料餾程的方法.

本部分適用于工業(yè)芳烴及餾程較窄且在30℃?250℃之間相關(guān)物料的餾程測定。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過GB/T 3146的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文 件, 其隨后所有的修gai單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成 協(xié)議的各方研究是否可以使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本 部分。

GB/T 4756石油液體手工取樣法

GB/T 6536—1997石油產(chǎn)品蒸餾測定法

GB/T 8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

GB/T 16483化學(xué)品安全技術(shù)說明書 內(nèi)容和項(xiàng)目順序

ASTM D1078揮發(fā)性液態(tài)有機(jī)物蒸餾試驗(yàn)方法

ASTM E1溫度計(jì)的技術(shù)指標(biāo)

ASTM E220熱電偶比對校準(zhǔn)方法

3 術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于GB/T 3146的本部分。

3.1 初餾點(diǎn) initial boiling point

從冷凝管較低的一端滴下第一滴冷凝液的一瞬間觀察到的溫度計(jì)讀數(shù).。

注：溫度均以t表示。

[GB/T 6536—1997 中 3. 4]

3.2 分解點(diǎn) decomposition point

蒸餾燒瓶中液體開始呈現(xiàn)熱分解時(shí)的溫度計(jì)讀數(shù)。

注：熱分解時(shí)蒸餾燒瓶中出現(xiàn)煙霧,溫度發(fā)生波動(dòng)，即使調(diào)節(jié)，溫度仍明顯下降。

[GB/T 6536—1997 中 3.1]

3.3 干點(diǎn) dry point

蒸餾燒瓶中zui低點(diǎn)的最后一滴液體汽化時(shí)一瞬間所觀察到的溫度計(jì)讀數(shù)。在蒸餾燒瓶壁或溫度計(jì) 上的任何液滴或液膜則不予考慮.

[GB/T 6536—1997 中 3.2]

3.4 終餾點(diǎn) final boiling point

在試驗(yàn)過程中得到的溫度計(jì)最高讀數(shù)，通常是在蒸餾燒瓶底部全部液體都蒸發(fā)后才出現(xiàn)。

[GB/T 6536—1997 中 3. 3]

3.5 偏程 distillation range

通常等于終餾點(diǎn)的溫度減去初鐳點(diǎn)的溫度或干點(diǎn)的溫度減去初餾點(diǎn)的溫度。當(dāng)分解點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)，留 程范圍等于分解點(diǎn)的溫度減去初餾點(diǎn)的溫度。

4 方法概要

將100 mL工業(yè)芳危及相關(guān)物料以一定的蒸餾速度進(jìn)行蒸餾，記錄初像點(diǎn)、偶出體積為5%、10%、 95%及中間餾分（即10%?90%餾出液體積每增加10%時(shí)）和干點(diǎn)或分解點(diǎn)或終餾點(diǎn)的溫度計(jì)讀數(shù)。 報(bào)告經(jīng)修正后的溫度。

5 儀器

5.1 蒸餾燒瓶

體積為200 mL帶支管的耐熱玻璃蒸餾燒瓶，如圖1所示，規(guī)格如下：

    ——球體外徑,76 mm±mm；

    ——頸部內(nèi)徑,21 mm± 1 mm；

    ——燒瓶高度,179 mm±3 mm；

    ——燒瓶球體外底部到支管開口中心軸線高度,120 mm±3 mm.

    ——支管長度，100 mm±3 mm；

    ——支管外徑37 mm±0.5 mm；

    ——支管和頸部夾角，75°±3°。

                                                                            圖1  蒸餾燒瓶

5.2 溫度測量裝置

5.2.1  手動(dòng)蒸餾溫度計(jì):本部分中應(yīng)根據(jù)不同的被測物料選擇使用溶劑蒸餾溫度計(jì)或同等規(guī)格的溫度計(jì)。如果在產(chǎn)品規(guī)格中沒有zhi定溫度計(jì)，則按表1選擇能記錄被測物料全餾程并滿足表1最小分度值 要求的溫度計(jì)。表1中列出了幾種適用于測定工業(yè)芳烴餾程的溶劑蒸餾溫度計(jì)，同時(shí)滿足ASTM E1 標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)格要求.

表1工業(yè)芳烴蒸餾試鴕用溫度計(jì)

5.2.2自動(dòng)蒸餾溫度傳感器,溫度測量系統(tǒng)中使用的熱電偶或電阻溫度計(jì)（又稱溫度測量裝置）應(yīng)具有 和同等的玻璃水銀溫度計(jì)一樣的溫度滯后性和精度。這些溫度傳感器應(yīng)定期進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)方法按 ASTM E220進(jìn)行，或采用十進(jìn)位的精確電阻箱等類似方法進(jìn)行，另一種校準(zhǔn)方法是蒸餾純甲苯，將熱 電偶或電阻溫度計(jì)指示的溫度與玻璃水銀溫度計(jì)顯示的溫度進(jìn)行比較。在安裝新的自動(dòng)蒸餾儀時(shí)，應(yīng) 用已知譙程范圍大約為1℃的甲苯標(biāo)樣來校正此儀器的干點(diǎn)和情程范圍。在更換溫度測量設(shè)備時(shí)建議 使用此物質(zhì)來校正。也可以用已知慵程范圍和干點(diǎn)的其他物質(zhì)來校正,

5. 2.2.1自動(dòng)蒸餾溫度傳感器的定位裝置:將溫度傳感器通過一個(gè)密封裝置安裝到燒瓶頸部的中央位 置,不能使用中心帶孔的軟木塞或硅膠塞?？墒褂萌鐖D2所示的定位裝置。

                                                                      圖2  燒瓶頸部中心定位裝置

 5.2.2.2 本部分使用的測溫電路系統(tǒng)或算法，都應(yīng)有模擬玻璃水銀溫度計(jì)測溫滯后性的能力。為此, 應(yīng)用已知慵程范圍約為1℃的甲苯標(biāo)樣來校正算法和阻尼軟件.

5. 2. 2. 3 溫度傳感器也可放在能包覆傳感器末端的套中，通過調(diào)節(jié)熱質(zhì)量和導(dǎo)熱性，使其能與玻璃水 銀溫度計(jì)有一樣的測溫滯后性。

注1：甲苯標(biāo)樣為光譜純標(biāo)樣。

注2：在蒸餾過程中當(dāng)溫度迅速變化時(shí)，溫度計(jì)的溫度滯后能達(dá)3 S。

5.3  冷凝管和冷卻槽

5.3.1  手動(dòng)蒸餾冷凝管和冷卻槽

5.3.1.1手動(dòng)蒸餾冷凝管和冷卻槽的技術(shù)要求見GB/T 6536—1997附錄A。

5.3.1. 2 也可使用如下冷凝管:長度為600 mm?610 mm、內(nèi)徑為12 mm、標(biāo)準(zhǔn)壁厚約為1.25 mm,尾 端切掉一角并磨光的玻璃管。安裝在冷卻槽中且與冷卻水接觸長度至少380 mm.冷凝管與冷卻槽任 一邊之間的距離不小于19 mm,冷卻水應(yīng)保持在10 ℃?20 ℃之間，通過加冰或循環(huán)冷卻水保持冷卻 水的溫度。安裝好的冷卻槽應(yīng)使其中的冷凝管與垂直方向成75℃的夾角。

5.3.2 自動(dòng)蒸餾冷凝管和冷卻槽

技術(shù)要求見GB/T 6536—1997附錄A。

5.4 蒸餾接受器

5.4.1  手動(dòng)蒸饋接受器:帶刻度的圓柱形量筒，直徑均勻，帶有平的或鑄模的底座并且有上唇口，量筒 體積為100 mL,從0 mL?100 mL接收段刻度的長度為178 mm?203 mm。以1 mL為一刻線，每 5 mL刻一長線以示區(qū)別。從底部開始每10 mL予以標(biāo)注。接受器的高度為248 mm?260 mm、量程 范圍內(nèi)的刻度誤差不超過1 mL。底部1 mL處的刻度可以不刻。接受器的技術(shù)指標(biāo)見GB/T 6536— 1997附錄A。

5.4.2  自動(dòng)蒸餾接受器:除刻度值以外其他技術(shù)要求應(yīng)和儀器說明書的要求一致并符合本章所描述的 規(guī)格要求。

自動(dòng)蒸餾體積液位跟蹤器：自動(dòng)蒸餾儀體積液位跟蹤器或記錄器具有0.1 mL的分辨率，其精度范 圍不超過±lmL.儀器的校準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)儀器說明書的要求定期進(jìn)行。典型的校準(zhǔn)過程應(yīng)包括5 mL和 100 mL物料體積的接收量的驗(yàn)證。

5.5 蒸餾燒瓶支架

5.5.1  電加熱單元;此單元包含調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)加熱爐及其上方放置的燒瓶隔熱板位置，其調(diào)節(jié)系統(tǒng) 應(yīng)置于罩的外部。

5.5.2  蒸餾燒瓶支板:蒸餾燒瓶支板由中心開孔的陶瓷或其他耐熱材料構(gòu)成°苯和甲苯測定時(shí)選用φ25 mm,沸點(diǎn)高于甲革低于145 ℃時(shí)選用φ38 mm,更高沸點(diǎn)的物料選用φ50 mm。蒸餾燒瓶支板的尺 寸應(yīng)足以保證加熱蒸餾燒瓶的熱量僅來自其中心開孔，而使蒸餾燒瓶其他部位的受熱量減至最小。

警告:含石棉的材料不能用于制造蒸餾燒瓶支板。

5.6 加熱器

手動(dòng)蒸餾加熱器——電爐,能充分調(diào)節(jié)并能給出足夠的熱量以滿足物料所需的蒸餾速度。

警告:燒瓶過熱能引起錯(cuò)誤的結(jié)果見ASTM D1078儀器準(zhǔn)備部分。

6危害

本部分中使用的所有材料，在使用時(shí)，應(yīng)參考按照GB/T 16483列出的材料安全數(shù)據(jù)表，注意其使 用危害。

7取樣

7. 1取樣應(yīng)按照GB/T 16483規(guī)則的最新版本采取安全防范措施。按照GB/T 4756標(biāo)準(zhǔn)對用此方法 分析的芳短樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜雍吞幚怼?/p>

7.2試樣應(yīng)清澈透明無明水。將除去明水的試樣取100 mL小心倒入量筒中。當(dāng)樣品含水或樣品混 濁時(shí)，可過濾除去明水，用一張濾紙覆蓋在玻璃漏斗上,至少取200 mL試樣快速過濾（避免空氣對流 不允許脫去溶解水。但應(yīng)注意某些樣品尤其是苯能吸收微量的水,這將影響試驗(yàn)結(jié)果。因溶解水的存 在而導(dǎo)致蒸餾試驗(yàn)失敗時(shí)，則允許采用約定的方法脫水。

8儀器的安裝

8.1 手動(dòng)蒸餾儀

8.1.1 將一塊不起毛的布系在繩子或鐵絲上,使之通過冷凝管以除去其中的殘留液體。

& 1.2儀器安裝，將蒸餾燒瓶安裝在適當(dāng)孔徑的隔熱板上，燒瓶的支管用軟木塞或硅橡膠塞與冷凝管 緊密相聯(lián)，支管伸到冷凝管中的長度大約是50 mm.

8.1.3如圖3所示安裝溫度計(jì)，將溫度計(jì)穿過軟木塞或硅橡膠塞安裝在燒瓶的頸部，用垂線檢驗(yàn)，使感 溫泡位于燒瓶頸部的中央，并使溫度計(jì)感溫泡或中間泡的上邊緣與燒瓶頸部和支管交界處的zui低點(diǎn)在 同一水平線上D

8.2 自動(dòng)蒸餾儀

自動(dòng)蒸餾儀的安裝參閱儀器操作手冊。

注：中心定位器應(yīng)如5. 2. 2.1所述，見圖2。

8.3 在室溫下仔細(xì)量取100 mL試樣倒入蒸餾燒瓶中，量筒懸垂在燒瓶上的時(shí)間不少于15 s。在蒸餾 燒瓶安裝到儀器之前應(yīng)仔細(xì)檢查燒瓶中的試樣，防止試樣流入燒瓶支管。取樣量筒不必清洗，直接作為 接受器。

8.4 安裝燒瓶支管，用硅橡膠塞將支管和冷凝管緊密連接。在垂直方向調(diào)節(jié)燒瓶以便支管伸入冷凝管 的長度在25 mm?50 mm之間.升高并調(diào)節(jié)燒瓶支架使隔熱板緊貼在燒瓶的底部。

8.5 將取樣用的不經(jīng)干燥的量筒放在冷凝管的較低端，并使冷凝管的末端處于量筒的中央，且伸人量 筒中的長度至少25 mm.

9試驗(yàn)步驟

9.1 手動(dòng)蒸餾步驟

9-1.1按第8章所述連接蒸餾燒瓶與冷凝設(shè)備，按& 1所述將溫度計(jì)安裝到蒸餾燒瓶上。

9.1 -2緩慢地加熱蒸餾燒瓶，特別是在試樣開始沸騰后要使溫度計(jì)中水銀柱在第一滴餾出液餾出之前 充分膨脹°調(diào)整加熱速度以使蒸餾燒瓶壁上的冷凝蒸汽環(huán)從開始上升到支管較低端的時(shí)間不少于 90 s,最好接近120s從開始加熱到第一滴餾出液餾出的時(shí)間應(yīng)控制在5 min?10 min之間。避免加 熱速度變化過大。為了達(dá)到更好的操作水平，操作者應(yīng)不斷積累經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)蒸餾開始時(shí)，調(diào)節(jié)接受器使餾出液沿著接受器的內(nèi)壁流下防止餾出液飛濺造成損失，然后調(diào)節(jié)加熱速度，蒸餾速度控制在5 mL/min- 7 mL/min之間直至蒸干.測定餾程窄的苯、甲苯、二甲苯總恒出量應(yīng)不少于97%,測定餾程較寬的石 油產(chǎn)品和輕油時(shí)總餾出量應(yīng)不少于95%,否則應(yīng)重新試驗(yàn)。

9.2 .3當(dāng)?shù)谝坏勿s出液滴人接收量筒時(shí),讀取溫度計(jì)讀數(shù)作為初餾點(diǎn)，并記錄初餾點(diǎn)和回收體積分?jǐn)?shù)為5%、95%及從10%?90%餾分每10%回收體積分?jǐn)?shù)的溫度計(jì)讀數(shù)，體積分?jǐn)?shù)的讀數(shù)精確至1%。當(dāng) 蒸餾燒瓶中zui低點(diǎn)的最后一滴液體汽化一瞬間所觀察到的溫度計(jì)讀數(shù)，作為干點(diǎn)記錄。當(dāng)測定粗物料 時(shí)，分解點(diǎn)比干點(diǎn)更易觀察。蒸餾結(jié)束到達(dá)分解點(diǎn)時(shí)，溫度常常停止上升并開始下降。這種情況下，讀 取分解點(diǎn)的溫度作為觀察到的最高溫度。當(dāng)蒸餾燒瓶中充滿濃煙時(shí)，這種現(xiàn)象表示此時(shí)對應(yīng)的溫度為 分解點(diǎn)。如果出現(xiàn)這種狀況，記錄蒸餾燒瓶球部*充滿濃煙時(shí)的溫度。如果觀察到分解點(diǎn)而不是干 點(diǎn),則分解點(diǎn)的溫度也可作為最終結(jié)果報(bào)告。

9. 1.4 若需報(bào)告終餾點(diǎn)，應(yīng)觀察試驗(yàn)過程中溫度計(jì)的最高讀數(shù)，通常是在蒸餾燒瓶底部全部液體都蒸發(fā)后才會(huì)出現(xiàn)，讀取此溫度并作為終餾點(diǎn)記錄。

9. 1.5 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)隨時(shí)獲取和記錄溫度計(jì)的校準(zhǔn)值。

9.2 自動(dòng)蒸餾步驟

按照8.2所述將蒸餾燒瓶安裝到自動(dòng)蒸餾儀上。按照儀器說明書將測溫裝置安裝到蒸餾燒瓶上。

9.3 氣壓表讀數(shù)和氣壓表溫度

觀察的大氣壓應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行校準(zhǔn)并以0℃時(shí)的毫米汞柱報(bào)告。

10溫度校準(zhǔn)

10.1   溫度計(jì)本身的校準(zhǔn)值

在本部分中使用溫度計(jì)所觀察的溫度計(jì)讀數(shù)應(yīng)加上其校準(zhǔn)值。

10.2   大氣壓變化對溫度計(jì)的校準(zhǔn)值

觀察的溫度經(jīng)溫度計(jì)校準(zhǔn)后，再加大氣壓變化對溫度計(jì)的校準(zhǔn)值,根據(jù)式(1)計(jì)算大氣壓變化對溫 度計(jì)的校準(zhǔn)值或查附錄A。

C = [A + B X (760-p)] X (760-p)…………    ( 1 )

式中：

C一大氣壓對溫度計(jì)的校準(zhǔn)值,單位為攝氏度(℃)；

A,B——表2中的常數(shù)；

P——校準(zhǔn)到0 ℃時(shí)的大氣壓，單位為毫米汞柱(mmHg)。

10.3   聯(lián)合校準(zhǔn)

如果被測試樣的全餾程不超過2℃時(shí),也可以根據(jù)饋出體積50%時(shí)觀察的沸點(diǎn)溫度和表3中給出 的760 mmHg時(shí)的沸點(diǎn)溫度之差作為溫度計(jì)和大氣壓的聯(lián)合校準(zhǔn)。

注：當(dāng)報(bào)告的是校準(zhǔn)后的溫度時(shí)，備注應(yīng)說明所采用的溫度校準(zhǔn)類型。

表2大氣壓在600 mmHg?800 mmHg之間變化的校準(zhǔn)常數(shù) 

11報(bào)告

11.1   根據(jù)被測物料的產(chǎn)品規(guī)格報(bào)告結(jié)果，溫度結(jié)果報(bào)告精確到0.1℃；體積分?jǐn)?shù)報(bào)告精確至1%。

11.2   如果報(bào)告的方式?jīng)]有規(guī)定，則報(bào)告每一次觀察體積時(shí)對應(yīng)的溫度（校準(zhǔn)后），并報(bào)告殘留體積分 數(shù)，回收體積分?jǐn)?shù)及蒸餾損失體積分?jǐn)?shù)。

11.3   為了保持標(biāo)準(zhǔn)的一致性，觀察或計(jì)算的數(shù)值應(yīng)按GB/T 8170進(jìn)行取舍，其數(shù)值保留位數(shù)與產(chǎn)品 規(guī)格指標(biāo)一致。

12精密度和偏差 12.1手動(dòng)蒸餾方法的精密度

按下述規(guī)定判斷試驗(yàn)結(jié)果的可靠性（95%置信水平）：

12. 1. 1中間精密度

同一操作者測定所得兩個(gè)結(jié)果之差不應(yīng)超出下列數(shù)值：

—  —環(huán)己烷0.17℃；

—  —苯,0.16 ℃ ；

—  —甲苯,0.23℃

—  —二甲苯，0.26℃

12. 1.2再現(xiàn)性

兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別得出的單一試驗(yàn)結(jié)果之差不應(yīng)超出下列數(shù)值:

—  —苯,0.42℃

—  —甲苯,0.47℃；

—  —二甲苯,0.42℃

注：沒有足夠的數(shù)據(jù)確定環(huán)己烷的再現(xiàn)性。

12.2   自動(dòng)蒸餾法的精密度

按下述規(guī)定判斷試驗(yàn)結(jié)果的可靠性（95%置信水平）.

12.3   . 1中間精密度

同一操作者測定所得兩個(gè)結(jié)果之差不應(yīng)超出下列數(shù)值：

——甲苯：

1）初留點(diǎn)，0.238℃

2） 干點(diǎn)，0.230℃。

——二甲苯，

1）初餾點(diǎn)，0.409℃

2） 50%,0.239 ℃；

3）干點(diǎn)和終餾點(diǎn)，0. 264℃。

——甲酚：

1）初餾點(diǎn),0.681℃

2） 50%,0.423℃

3）干點(diǎn)，0.675℃。

12.2.2再現(xiàn)性

兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別得出的單一試驗(yàn)結(jié)果之差不應(yīng)超出下列數(shù)值：

——甲苯：

1）初餾點(diǎn)，0.581℃

2） 50%,0.156 ℃ ；

3）干點(diǎn),0.456℃

——二甲苯：

1）初餾點(diǎn)，0.964 ℃；

2） 50%,0.439 °C；

3）干點(diǎn)和終餾點(diǎn)，0.390℃。

注：沒有足夠的數(shù)據(jù)確定甲酚的再現(xiàn)性。

12.3偏差

本部分手動(dòng)和自動(dòng)蒸餾法沒有顯著性差異，甲苯或二甲苯在95%的置信水平時(shí)，T值差異也不 顯著。

注：本部分中自動(dòng)蒸餾法的數(shù)據(jù)是由帶有干點(diǎn)傳感器的自動(dòng)蒸餾儀（ADA）獲得的。因此本部分的精密度和偏差的 表述僅對帶有干點(diǎn)傳感器的自動(dòng)蒸餾儀是有效的。

13質(zhì)量控制

13.1  在更換溫度測量設(shè)備時(shí)建議使用已知僧程范圍約為1℃的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來校正儀器。或在更換溫度 測量設(shè)備時(shí)采用已知干點(diǎn)和餾程的物質(zhì)來校正儀器，此物質(zhì)也可用于進(jìn)行質(zhì)量控制/質(zhì)量保證（QC/ QA）測試。

13.2   如果實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)建立了 QC/QA程序并已確定了 QC/QA物質(zhì)，則也可以采用。