如何用蒸餾法測定工業(yè)芳烴

1 范圍

GB/T 3146的本部分規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 規范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)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（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據本部分達成 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數值修約規則與極限數值的表示和判定

GB/T 16483化學(xué)品安全技術(shù)說(shuō)明書(shū) 內容和項目順序

ASTM D1078揮發(fā)性液態(tài)有機物蒸餾試驗方法

ASTM E1溫度計的技術(shù)指標

ASTM E220熱電偶比對校準方法

3 術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)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(guān)察到的溫度計讀數.。

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(kāi)始呈現熱分解時(shí)的溫度計讀數。

注：熱分解時(shí)蒸餾燒瓶中出現煙霧,溫度發(fā)生波動(dòng)，即使調節，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(guān)察到的溫度計讀數。在蒸餾燒瓶壁或溫度計 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

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

[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。當分解點(diǎn)出現時(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)的溫度計讀數。 報告經(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，規格如下：

    ——球體外徑,76 mm±mm；

    ——頸部?jì)葟?span>,21 mm± 1 mm；

    ——燒瓶高度,179 mm±3 mm；

    ——燒瓶球體外底部到支管開(kāi)口中心軸線(xiàn)高度,120 mm±3 mm.

    ——支管長(cháng)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:本部分中應根據不同的被測物料選擇使用溶劑蒸餾溫度計或同等規格的溫度計。如果在產(chǎn)品規格中沒(méi)有zhi定溫度計，則按表1選擇能記錄被測物料全餾程并滿(mǎn)足表1最小分度值 要求的溫度計。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，同時(shí)滿(mǎn)足ASTM E1 標準中的規格要求.

表1工業(yè)芳烴蒸餾試鴕用溫度計

5.2.2自動(dòng)蒸餾溫度傳感器,溫度測量系統中使用的熱電偶或電阻溫度計（又稱(chēng)溫度測量裝置）應具有 和同等的玻璃水銀溫度計一樣的溫度滯后性和精度。這些溫度傳感器應定期進(jìn)行校準。校準方法按 ASTM E220進(jìn)行，或采用十進(jìn)位的精確電阻箱等類(lèi)似方法進(jìn)行，另一種校準方法是蒸餾純甲苯，將熱 電偶或電阻溫度計指示的溫度與玻璃水銀溫度計顯示的溫度進(jìn)行比較。在安裝新的自動(dòng)蒸餾儀時(shí)，應 用已知譙程范圍大約為1℃的甲苯標樣來(lái)校正此儀器的干點(diǎn)和情程范圍。在更換溫度測量設備時(shí)建議 使用此物質(zhì)來(lái)校正。也可以用已知慵程范圍和干點(diǎn)的其他物質(zhì)來(lái)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(guò)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或算法，都應有模擬玻璃水銀溫度計測溫滯后性的能力。為此, 應用已知慵程范圍約為1℃的甲苯標樣來(lái)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(guò)調節熱質(zhì)量和導熱性，使其能與玻璃水 銀溫度計有一樣的測溫滯后性。

注1：甲苯標樣為光譜純標樣。

注2：在蒸餾過(guò)程中當溫度迅速變化時(shí)，溫度計的溫度滯后能達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(jiàn)GB/T 6536—1997附錄A。

5.3.1. 2 也可使用如下冷凝管:長(cháng)度為600 mm?610 mm、內徑為12 mm、標準壁厚約為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(cháng)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,冷卻水應保持在10 ℃?20 ℃之間，通過(guò)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(jiàn)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(cháng)度為178 mm?203 mm。以1 mL為一刻線(xiàn)，每 5 mL刻一長(cháng)線(xiàn)以示區別。從底部開(kāi)始每10 mL予以標注。接受器的高度為248 mm?260 mm、量程 范圍內的刻度誤差不超過(guò)1 mL。底部1 mL處的刻度可以不刻。接受器的技術(shù)指標見(jiàn)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)要求應和儀器說(shuō)明書(shū)的要求一致并符合本章所描述的 規格要求。

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(guò)±lmL.儀器的校準應根據儀器說(shuō)明書(shū)的要求定期進(jìn)行。典型的校準過(guò)程應包括5 mL和 100 mL物料體積的接收量的驗證。

5.5 蒸餾燒瓶支架

5.5.1  電加熱單元;此單元包含調節系統，可調節加熱爐及其上方放置的燒瓶隔熱板位置，其調節系統 應置于罩的外部。

5.5.2  蒸餾燒瓶支板:蒸餾燒瓶支板由中心開(kāi)孔的陶瓷或其他耐熱材料構成°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 寸應足以保證加熱蒸餾燒瓶的熱量?jì)H來(lái)自其中心開(kāi)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,能充分調節并能給出足夠的熱量以滿(mǎn)足物料所需的蒸餾速度。

警告:燒瓶過(guò)熱能引起錯誤的結果見(jiàn)ASTM D1078儀器準備部分。

6危害

本部分中使用的所有材料，在使用時(shí)，應參考按照GB/T 16483列出的材料安全數據表，注意其使 用危害。

7取樣

7. 1取樣應按照GB/T 16483規則的最新版本采取安全防范措施。按照GB/T 4756標準對用此方法 分析的芳短樣品進(jìn)行適當的取樣和處理。

7.2試樣應清澈透明無(wú)明水。將除去明水的試樣取100 mL小心倒入量筒中。當樣品含水或樣品混 濁時(shí)，可過(guò)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(guò)濾（避免空氣對流 不允許脫去溶解水。但應注意某些樣品尤其是苯能吸收微量的水,這將影響試驗結果。因溶解水的存 在而導致蒸餾試驗失敗時(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(guò)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(cháng)度大約是50 mm.

8.1.3如圖3所示安裝溫度計，將溫度計穿過(guò)軟木塞或硅橡膠塞安裝在燒瓶的頸部，用垂線(xiàn)檢驗，使感 溫泡位于燒瓶頸部的中央，并使溫度計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(xiàn)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：中心定位器應如5. 2. 2.1所述，見(jiàn)圖2。

8.3 在室溫下仔細量取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仔細檢查燒瓶中的試樣，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。在垂直方向調節燒瓶以便支管伸入冷凝管 的長(cháng)度在25 mm?50 mm之間.升高并調節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(cháng)度至少25 mm.

9試驗步驟

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備，按& 1所述將溫度計安裝到蒸餾燒瓶上。

9.1 -2緩慢地加熱蒸餾燒瓶，特別是在試樣開(kāi)始沸騰后要使溫度計中水銀柱在第一滴餾出液餾出之前 充分膨脹°調整加熱速度以使蒸餾燒瓶壁上的冷凝蒸汽環(huán)從開(kāi)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(kāi)始加熱到第一滴餾出液餾出的時(shí)間應控制在5 min?10 min之間。避免加 熱速度變化過(guò)大。為了達到更好的操作水平，操作者應不斷積累經(jīng)驗。當蒸餾開(kāi)始時(shí)，調節接受器使餾出液沿著(zhù)接受器的內壁流下防止餾出液飛濺造成損失，然后調節加熱速度，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)總餾出量應不少于95%,否則應重新試驗。

9.2 .3當第一滴餾出液滴人接收量筒時(shí),讀取溫度計讀數作為初餾點(diǎn)，并記錄初餾點(diǎn)和回收體積分數為5%、95%及從10%?90%餾分每10%回收體積分數的溫度計讀數，體積分數的讀數精確至1%。當 蒸餾燒瓶中zui低點(diǎn)的最后一滴液體汽化一瞬間所觀(guān)察到的溫度計讀數，作為干點(diǎn)記錄。當測定粗物料 時(shí)，分解點(diǎn)比干點(diǎn)更易觀(guān)察。蒸餾結束到達分解點(diǎn)時(shí)，溫度常常停止上升并開(kāi)始下降。這種情況下，讀 取分解點(diǎn)的溫度作為觀(guān)察到的最高溫度。當蒸餾燒瓶中充滿(mǎn)濃煙時(shí)，這種現象表示此時(shí)對應的溫度為 分解點(diǎn)。如果出現這種狀況，記錄蒸餾燒瓶球部*充滿(mǎn)濃煙時(shí)的溫度。如果觀(guān)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果報告。

9. 1.4 若需報告終餾點(diǎn)，應觀(guān)察試驗過(guò)程中溫度計的最高讀數，通常是在蒸餾燒瓶底部全部液體都蒸發(fā)后才會(huì )出現，讀取此溫度并作為終餾點(diǎn)記錄。

9. 1.5 實(shí)驗室應隨時(shí)獲取和記錄溫度計的校準值。

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(shuō)明書(shū)將測溫裝置安裝到蒸餾燒瓶上。

9.3 氣壓表讀數和氣壓表溫度

觀(guān)察的大氣壓應按照標準表進(jìn)行校準并以0℃時(shí)的毫米汞柱報告。

10溫度校準

10.1   溫度計本身的校準值

在本部分中使用溫度計所觀(guān)察的溫度計讀數應加上其校準值。

10.2   大氣壓變化對溫度計的校準值

觀(guān)察的溫度經(jīng)溫度計校準后，再加大氣壓變化對溫度計的校準值,根據式(1)計算大氣壓變化對溫 度計的校準值或查附錄A。

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

式中：

C一大氣壓對溫度計的校準值,單位為攝氏度(℃)；

A,B——表2中的常數；

P——校準到0 ℃時(shí)的大氣壓，單位為毫米汞柱(mmHg)。

10.3   聯(lián)合校準

如果被測試樣的全餾程不超過(guò)2℃時(shí),也可以根據饋出體積50%時(shí)觀(guān)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和大氣壓的聯(lián)合校準。

注：當報告的是校準后的溫度時(shí)，備注應說(shuō)明所采用的溫度校準類(lèi)型。

表2大氣壓在600 mmHg?800 mmHg之間變化的校準常數 

11報告

11.1   根據被測物料的產(chǎn)品規格報告結果，溫度結果報告精確到0.1℃；體積分數報告精確至1%。

11.2   如果報告的方式?jīng)]有規定，則報告每一次觀(guān)察體積時(shí)對應的溫度（校準后），并報告殘留體積分 數，回收體積分數及蒸餾損失體積分數。

11.3   為了保持標準的一致性，觀(guān)察或計算的數值應按GB/T 8170進(jìn)行取舍，其數值保留位數與產(chǎn)品 規格指標一致。

12精密度和偏差 12.1手動(dòng)蒸餾方法的精密度

按下述規定判斷試驗結果的可靠性（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)結果之差不應超出下列數值：

—  —環(huán)己烷0.17℃；

—  —苯,0.16 ℃ ；

—  —甲苯,0.23℃

—  —二甲苯，0.26℃

12. 1.2再現性

兩個(gè)實(shí)驗室分別得出的單一試驗結果之差不應超出下列數值:

—  —苯,0.42℃

—  —甲苯,0.47℃；

—  —二甲苯,0.42℃

注：沒(méi)有足夠的數據確定環(huán)己烷的再現性。

12.2   自動(dòng)蒸餾法的精密度

按下述規定判斷試驗結果的可靠性（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)結果之差不應超出下列數值：

——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再現性

兩個(gè)實(shí)驗室分別得出的單一試驗結果之差不應超出下列數值：

——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(méi)有足夠的數據確定甲酚的再現性。

12.3偏差

本部分手動(dòng)和自動(dòng)蒸餾法沒(méi)有顯著(zhù)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(zhù)。

注：本部分中自動(dòng)蒸餾法的數據是由帶有干點(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  在更換溫度測量設備時(shí)建議使用已知僧程范圍約為1℃的標準物質(zhì)來(lái)校正儀器?；蛟诟鼡Q溫度 測量設備時(shí)采用已知干點(diǎn)和餾程的物質(zhì)來(lái)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。