ГОСТ Р 50837.1-95

ТОПЛИВА ОСТАТОЧНЫЕ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЯМОГОННОСТИ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВОЙ ДИСТИЛЛЯЦИИ
ПРИ ДАВЛЕНИИ 0,133 кПа (1 мм рт. ст.)

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 РАЗРАБОТАН Всероссийским научно-исследовательским институтом по переработке нефти

ВНЕСЕН Департаментом нефтепереработки Минтопэнерго РФ

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта Российской Федерации от 16.11.95 № 575

3 Настоящий стандарт разработан на основе ASTM D 1160 «Метод определения фракционного состава нефтепродуктов при остаточном давлении 0,133 кПа (1 мм рт. ст.)»

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ Р 50837.1-95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дата введения. 1996-07-01

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает метод определения общего вида кривой дистилляции остаточных топлив при давлении 0,133 кПа (1 мм рт. ст.)

2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ГОСТ 2517-85   Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб

ГОСТ 3900-85   Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности

ГОСТ 8682-93   Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Конусы взаимозаменяемые. Основные размеры, технические требования, методы испытаний и маркировка

3 СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Проба остаточного топлива перегоняется при давлении 133 Па (1 мм рт. ст.), при эффективности разделения, соответствующей одной теоретической тарелке.

На основе полученных данных строят кривую разгонки в координатах объем дистиллята - температура кипения.

4 АППАРАТУРА

4.1 Аппарат для проведения дистилляции остаточных топлив, обеспечивающий эффективность разделения, соответствующую одной теоретической тарелке (рисунок 1). Составные части аппарата приведены в 4.1.1 - 4.1.14

4.1.1 Сферическая колба вместимостью 500 см³ из боросиликатного стекла с карманом для термометра или термопары (рисунок 2).

4.1.2 Конусы взаимозаменяемые по ГОСТ 8682.

1 - потенциометр; 2 - переходник для термопары; 3 - нагреватель; 4 - насос; 5 - термостат

Рисунок 1 - Комплект аппаратуры для вакуумной дистилляции

4.1.3 Колонка из боросиликатного стекла (рисунок 3), помещаемая в сосуд Дьюара.

4.1.4 Холодильник из боросиликатного стекла с муфтой для термопары (рисунок 4).

4.1.5 Приемник продукта из боросиликатного стекла вместимостью 200 см³ с ценой деления 2 см³, начиная от низа, и длинными отметками через каждые 20 см³ (рисунок 5).

4.1.6 Термопара железоконстантановая в тонкой оболочке для измерения температуры паров (рисунок 6). Центральная линия стержня термопары устанавливается коаксиально с центральной линией колонки. Нижний конец термопары должен быть немного ниже верхнего уровня пароотводной трубки (рисунок 4). Термопара удерживается в требуемом положении с помощью пробки с отверстием. Входное отверстие пробки смазывают эпоксидной смолой. После затвердевания эпоксидной смолы термопару вставляют в пробку и нагревают пробку с термопарой, чтобы смола затекла в отверстие между ними.

4.1.7 Приспособление для конденсатора из боросиликатного стекла (рисунок 7).

4.1.8 Нагреватель колбы для дистилляции, снабженный разъемной кварцевой рубашкой (рисунок 2).

1 - теплоизоляционный материал; 2 - нагреватель; 3 - карман термопары

Рисунок 2 - Колба для дистилляции

4.1.9 Потенциометр, обеспечивающий измерение температуры от 0 до 370 °С с ценой деления 0,5 °С, предназначенный для записи показаний термопары.

4.1.10 Термометр или термопара для колбы, обеспечивающие измерение температур от 5 до 400 °С с точностью до 3 °С.

4.1.11 Вакуумметр или любой другой аппарат, обеспечивающий измерение абсолютного давления от 0,665 кПа (5 мм рт. ст.) и ниже с точностью (±0,665 · 10^-2) кПа (±0,05 мм рт. ст.) и от 0,665 до 6,65 кПа (от 5 до 50 мм рт. ст.) с точностью ±1 % измеряемой величины. Систему измерения давления подсоединяют к боковому отводу дистилляционной колонки после полной сборки аппарата. Соединение должно быть внутренним диаметром не менее 7 мм и максимально коротким.

4.1.12 Система для регулирования абсолютного давления от 1,33 кПа (10 мм рт. ст.) и выше с точностью до ±1 %, а более низкого давления - с точностью ±(1,33 · 10^-2) кПа (±0,1 мм рт. ст.). Систему регулирования давления подсоединяют к верху холодильника трубкой диаметром 10 мм, когда аппарат уже собран. Соединение должно быть максимально коротким и по возможности большого внутреннего диаметра.

Рисунок 3 - Колонка с вакуумной рубашкой

1 - термопара; 2 - конус 14/20; 3 - переходная муфта: 4 - конус 19/38

Рисунок 4 - Установка термопары

Рисунок 5 - Приемник

1 - конус 14/20

Рисунок 6 - Термопара

1 - приемник; 2 - конденсаторная трубка; 3 - отметка уровня 10 см³ отгона; 4 - крючок; 5 - пружина

Рисунок 7 - Приспособление для конденсатора

4.1.13 Экран безопасности, который отделяет оператора от дистилляционной установки.

4.1.14 Охлаждающая циркуляционная система, обеспечивающая охлаждение холодильника и приемника до температуры (32 - 78) ± 3 °С.

4.2 Подготовка аппаратуры

4.2.1 Блок термопара - потенциометр калибруется сравнением с работой стандартного термометра, опускаемого в баню с жидкостью. В качестве калибровочных точек используют температуры 0, 38, 93, 149, 204, 260 и 315 °С. Если необходимо, по показаниям потенциометра строят кривую с точностью до 0,5 °С.

Примечание - В качестве стандарта может быть использован платиновый термометр сопротивления или сертифицированный стеклянный ртутный термометр, а также может быть откалиброванная термопара при точности измерений потенциометра ±0,02 мВ.

4.2.2 После сбора установки проверяют предварительно откалиброванную систему измерения давления и блок «термопара - потенциометр». Общая проверка оборудования включает в себя проверку системы поддержания вакуума путем анализа остаточного топлива с известными характеристиками при двух и более давлениях.

5 ОТБОР ПРОБ

Отбор проб - по ГОСТ 2517.

При необходимости пробу перед взвешиванием обезвоживают. Для этого 300 см³ пробы нагревают до 82 °С, добавляют 10 - 15 г хлористого кальция (размер частиц 8 - 12 меш), энергично перемешивают 10 - 15 мин. Затем смесь охлаждают без перемешивания и отделяют пробу декантацией.

6 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

6.1 Температуру охлаждающей смеси холодильника устанавливают не менее чем на 28 °С ниже самой низкой температуры паров, которая будет зафиксирована в методе.

Примечание - Для большинства проб подходит температура 60 °С.

6.2 Определяют относительную плотность пробы при температуре приемника с помощью ареометра по ГОСТ 3900 или любым другим способом с такой же точностью.

6.3 Зная плотность, определяют при температуре приемника эквивалентную 200 см³ массу пробы с погрешностью до 0,1 г. Эту массу пробы вносят в дистилляционную колбу.

6.4 Сферические соединения дистилляционной аппаратуры смазывают подходящей смазкой, используя минимально необходимое количество смазки. В карман дистилляционной колбы устанавливают термометр или термопару, укрепляя их стеклянной ватой.

Устанавливают колбу в теплоизоляционной рубашке на нагреватель и подсоединяют к сферическому шлифу аппарата. Соединение зажимают пружинным зажимом.

Примечание - В качестве смазки используют силиконовую высоковакуумную смазку. Излишки смазки на сферическом соединении могут быть причиной вспенивания пробы при дистилляции.

6.5 Включают вакуумный насос и смотрят, не возникает ли вспенивание содержимого колбы. Если проба вспенивается, слегка повышают давление в аппарате, пока пена не спадет. Растворенный газ может быть удален мягким обогревом.

6.6 Вакууммируют аппаратуру до достижения в системе давления 0,133 кПа (1 мм рт. ст.). Невозможность достижения нужного давления в системе говорит об утечке. Впускают воздух в систему и вновь смазывают все соединения. Если это не дает результата, проверяют всю систему.

6.7 Включают нагреватель и по возможности быстро нагревают колбу, избегая вскипания пробы. Как только пары и рефлюкс появятся на соединении между колбой и колонкой, регулируют скорость нагрева так, чтобы скорость дистилляции была от 6 до 8 см³/мин.

6.8 Отмечают давление в системе измерительного устройства одновременно с записью показаний термометра.

6.9 Записывают температуру пара и наблюдаемое давление для уже собранных в приемник следующих фракций (% объемных долей): н. к., 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 и к. к.

Если температура жидкости достигает 400 °С или пар достигает максимальной температуры до ожидаемого конца кипения, то записывают показание температуры пара на время прекращения дистилляции. В этом случае записывают общий отогнанный объем.

Примечание - При достижении температуры нагрева 400 °С максимальная температура паров является результатом дистилляции либо результатом крекинга. Последнее происходит, когда скорость нагрева увеличивается, а температура паров остается постоянной или несколько падает. Дымление (появление облака легких паров) и существенное увеличение давления в системе - признак крекинга. При появлении крекинга следует прекратить разгонку.

6.10 Опускают нагреватель колбы на несколько сантиметров и охлаждают колбу и нагреватель слабым потоком воздуха. Если необходимо размонтировать аппаратуру, не дожидаясь ее охлаждения ниже 93 °С, в колбу для восстановления давления подают азот или двуокись углерода. Двуокись углерода используют только при условии, что не применяют ловушки с жидким азотом.

Примечание - Восстановление давления с помощью воздуха может привести к взрыву из-за контакта горячих паров с воздухом.

7 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

7.1 Температуру, отмеченную при разных объемах дистилляции при давлении 0,133 кПа (1 мм рт. ст.), приводят к температуре, соответствующей атмосферному давлению (таблица 1).

7.2 На основании полученных данных строят график зависимости объемной доли фракций от температуры.

При получении пологой графической зависимости исследуемый продукт относят к прямогонному.

8 ТОЧНОСТЬ МЕТОДА

8.1 Сходимость

Расхождение между двумя результатами определения, полученными одним и тем же исполнителем на одной и той же аппаратуре в постоянно действующих условиях, на идентичном исследуемом материале при нормальном и правильном выполнении испытания, может превышать значения, приведенные в таблицах 2 и 3, только в одном случае из двадцати.

8.2 Воспроизводимость

Расхождение между двумя результатами испытаний, полученными разными исполнителями, работающими в различных лабораториях на идентичном исследуемом материале при нормальном и правильном выполнении испытания, может превышать значения, приведенные в таблицах 2 и 3, только в одном случае из двадцати.

Пример расчета воспроизводимости метода приведен в приложении А.

Пологая кривая дистилляции является одним из критериев прямогонности.

Таблица 1

Примечание - Пример пользования таблицей 1: температура кипения нефтепродукта с температурой испарения 37,5 °С лежит на пересечении значений 35 °С (по вертикали) и 2,5 °С (по горизонтали) и составляет 199 °С.

Таблица 2

Таблица 3

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ МЕТОДА

Требуется оценить воспроизводимость (R, °С) при объемной доле отгона 30 %.

По графику находят температуры:

40 % отгона 443 °С;

30 % отгона 427 °С;

20 % отгона 409 °С.

Рассчитывают:

По таблице 2 находят воспроизводимость для температур 5 - 50 % отгона при средней скорости дистилляции 1,5 и 2,0 °C/V %.

для °C/V % = 1,5 составляет 13 °С;

для °C/V % = 2,0 составляет 16 °С.

Воспроизводимость при средней скорости дистилляции составляет:

СОДЕРЖАНИЕ