ГОСТ 29040-91 Бензины. Метод определения бензола и суммарного содержания ароматических углеводородов

ГОСТ 29040-91

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

БЕНЗИНЫ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БЕНЗОЛА
И СУММАРНОГО СОДЕРЖАНИЯ
АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.07.92

Настоящий стандарт устанавливает газохроматографический метод определения бензола от 1,0 % до 10,0 % и суммарного содержания ароматических углеводородов в автомобильных бензинах.

Сущность метода заключается в хроматографическом разделении углеводородов бензина на высокополярной селективной неподвижной фазе, обеспечивающей элюирование бензола после насыщенных и олефиновых углеводородов и определении бензола и суммарного содержания ароматических углеводородов.

Продолжительность определения - 10 - 20 мин.

1. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

Хроматограф ЛХМ-80 или аналогичного типа с детектором по теплопроводности или пламенно-ионизационным, интегратором и колонкой из нержавеющей стали длиной 3 м и внутренним диаметром 3 мм. Газовое питание хроматографа осуществляется согласно инструкции, прилагаемой к прибору.

Твердые носители:

- хроматон N-AW-HMDS (0,20 - 0,25 мм), цветохром ДМДХС или аналогичный носитель, обработанный кислотой;

- хромосорб PAW (0,15-0,18 мм).

Неподвижная фаза:

- 1, 2, 3, 4, 5, 6-гексакис-бета (цианэтокси) гексан (ГЦЭГ);

- нитрилсиликон (OV-275).

Растворители:

- хлороформ, ч, по ГОСТ 20015;

- ацетон, ч, по ГОСТ 2603;

- спирт этиловый, 1 сорт, по ГОСТ 18300;

- петролейный эфир.

Эталоны для хроматографии, х.ч.:

- бензол по ТУ 6-09-779;

- толуол по ТУ 6-09-786;

- этилбензол по ГОСТ 9385;

- о-ксилол по ТУ 6-09-915;

- м-ксилол по ТУ 6-09-4565;

- n-ксилол по ТУ 6-09-4609;

- нонан по ТУ 6-09-660;

- декан по ТУ 6-09-659;

- додекан по ТУ 6-09-3730;

-1, 2, 4-триметилбензол по ТУ 6-09-785;

- 1, 3, 5-триметилбензол по ТУ 6п-45 или ТУ 6-05-06-1228;

- алкилбензин (алкилат) по ТУ 38.101372 или бензин деароматизированный по ГОСТ 12329.

Микрошприц объемом 1 мкдм³ (1 мкл) с ценой деления 0,02 мкдм³ (0,02 мкл).

Секундомер с ценой деления не более 0,2 с.

Чашка фарфоровая по ГОСТ 9147.

Цилиндр на 100 см³ по ГОСТ 1770.

Линейка измерительная с ценой деления шкалы не более 0,01 см.

Лупа измерительная с ценой деления шкалы не более 0,01 см.

Баня водяная любого типа.

Весы лабораторные 2-го класса точности с пределом взвешивания 200 г.

Допускается применять аппаратуру по классу точности и реактивы по квалификации не ниже указанных в настоящем стандарте.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Приготовление насадки для колонки

Насадку готовят в зависимости от анализируемого бензина.

Для анализа бензинов с температурой кипения до 205 °С:

насадку готовят в количестве (10,0 ± 0,5) г, из которых 10 % составляет неподвижная фаза ГЦЭГ и 90 % - твердый носитель хроматон N-AW-HMDS. В качестве растворителя используют хлороформ в количестве 100 см³.

Для анализа бензинов с температурой кипения до 215 °С:

насадку готовят в количестве (17,0 ± 0,5) г, из которых 30 % составляет неподвижная фаза OV-275 и 70 % - твердый носитель хромосорб PAW. В качестве растворителя используют ацетон в количестве 100 см³.

Насадку готовят в вытяжном шкафу на водяной бане при постоянном осторожном перемешивании до полного удаления растворителя.

2.2. Подготовка хроматографической колонки и заполнение ее насадкой осуществляются в соответствии с инструкцией к хроматографу.

2.3. Колонку присоединяют к испарителю хроматографа и термостатируют в потоке газа-носителя от 50 °С при программировании температуры со скоростью 2 °С/мин до 140 °С с неподвижной фазой ГЦЭГ или 160 °С с неподвижной фазой OV-275. Выдерживают при максимальной температуре 3 ч. Затем термостат охлаждают и соединяют колонку с детектором.

3. ОТБОР ПРОБ

Отбор проб - по ГОСТ 2517.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Включение хроматографа, установку заданных параметров, настройку электрических блоков и регистратора проводят согласно инструкции, прилагаемой к прибору.

4.2. Оптимальные условия проведения испытания бензина приведены в табл. 1.

Таблица 1

При использовании хроматографов других типов или других твердых носителей допускается изменять условия проведения анализа бензинов, указанные в табл. 1, но при этом бензол должен элюироваться после додекана, а четкость разделения углеводородов должна быть не хуже чем на приведенных хроматограммах (черт. 1).

Хроматограммы бензина АИ-92 и внутреннего стандарта (додекан)

Фаза ГЦЭГ                                             Фаза OV-275

1 - неароматические углеводороды; 2а - додекан; 2 - бензол; 3 - толуол; 4 - этилбензол, n-, м-ксилол; 5, 6 - о-ксилол, ароматические углеводороды C₉; 7 - 13 - ароматические углеводороды С₉- С₁₀

Черт. 1

4.3. Хроматограммы рассчитывают с помощью интегратора или ручным способом.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Определение поправочных коэффициентов

5.1.1. Для установления поправочных коэффициентов чувствительности детектора к углеводородам относительно стандарта (бензола), поправочный коэффициент для которого принимается равным 1, готовят три - пять калибровочных смесей, имитирующих анализируемый бензин. Например, готовят смесь следующего состава в процентах (по массе):

- алкилат (или бензин деароматизированный)                        50 - 45

- нонан                                                                                            4 - 5

- декан                                                                                             1 - 2

- бензол                                                                                           5 - 2

- толуол                                                                                          7 - 10

- этилбензол                                                                                   3 - 4

- n-ксилол                                                                                       5 - 4

- м-ксилол                                                                                    15 - 20

- о-ксилол                                                                                       5 - 4

- ароматический углеводород С₉                                              100-ΣС_i,

где ΣС_i - сумма массовых долей предыдущих компонентов в смеси, %.

Анализ смеси проводят при условиях, указанных в табл. 1. Поправочный коэффициент чувствительности детектора к углеводороду (K_i) вычисляют по формуле

                                                               (1)

где m_i - масса компонента в калибровочной смеси, г;

т_ст - масса компонента в калибровочной смеси, выбранного в качестве стандарта (бензол), г;

S_i - площадь пика компонента в калибровочной смеси;

S_ст - площадь пика компонента в калибровочной смеси, выбранного в качестве стандарта.

5.2. Хроматограмму бензина рассчитывают методом внутренней нормализации (сумма площадей всех пиков на хроматограмме принимается равной 100 % с учетом поправочных коэффициентов).

Массовую долю бензола (X) в процентах вычисляют по формуле

                                                    (2)

где S₂ - площадь пика бензола;

K₂ - поправочный коэффициент бензола, равный 1;

 - сумма площадей пиков с учетом поправочных коэффициентов.

Суммарную массовую долю ароматических углеводородов (X_a) в процентах вычисляют по формуле

                                       (3)

где  - сумма площадей пиков с учетом поправочных коэффициентов;

S₁ - площадь пика насыщенных и олефиновых углеводородов;

K₁ - поправочный коэффициент чувствительности для насыщенных и олефиновых углеводородов.

5.3. При определении массовой доли только бензола в бензине можно использовать метод внутреннего стандарта.

В качестве внутреннего стандарта рекомендуется использовать додекан в количестве 3 % - 5 %.

Массовую долю бензола (X_i) в процентах вычисляют по формуле

                                                  (4)

где S_i, S_ст - площади пиков бензола и внутреннего стандарта;

R - отношение массы внутреннего стандарта к массе анализируемой смеси (без стандарта);

K_i, K_ст - поправочные коэффициенты чувствительности бензола и внутреннего стандарта.

5.4. Объемную долю бензола (X') в процентах вычисляют по формуле

                                                                 (5)

где ρ₁ - плотность бензина по ГОСТ 3900, г/см³;

X - массовая доля бензола, %;

ρ₂ - плотность бензола, 0,879 г/см³.

Суммарную объемную долю ароматических углеводородов (Х'_а) в процентах вычисляют по формуле

                                                               (6)

где ρ_а - плотность ароматических углеводородов, рассчитанная согласно составу анализируемого бензина по формуле

                                                             (7)

где X_i, ρ_i - массовая доля и плотность индивидуальных ароматических углеводородов и групп ароматических углеводородов, элюируемых одним пиком на хроматограмме и рассчитанных на основании индивидуального углеводородного состава бензина риформинга.

Плотности индивидуальных ароматических углеводородов и групп ароматических углеводородов, идентифицированные на хроматограмме, приведены в приложении.

5.5. За результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов двух последовательных определений и округляют до десятичного знака.

6. ТОЧНОСТЬ МЕТОДА

6.1. Сходимость

Два результата определений, полученные одним исполнителем, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает значения, приведенного на черт. 2 для большего результата для массовой доли бензола и 1 % - для суммарной массовой доли ароматических углеводородов.

Черт. 2

6.2. Воспроизводимость

Два результата испытаний, полученные в двух разных лабораториях, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 0,4 % для массовой доли бензола и 2 % - для суммарной массовой доли ароматических углеводородов.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

ПЛОТНОСТЬ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫХ НА ХРОМАТОГРАММЕ

Таблица 2

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической и нефтеперерабатывающей промышленности

РАЗРАБОТЧИКИ

Е.М. Никоноров, д-р техн. наук; В.В. Булатников, канд. техн. наук; В.Д. Милованов, канд. техн. наук; С.А. Леонтьева, д-р хим. наук; Г.И. Москвина, канд. техн. наук; Л.А. Садовникова, канд. техн. наук; В.А. Квасова, канд. хим. наук; О.М. Лукашина; Н.М. Королева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 26.06.91 № 998

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2004 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ... 1 2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ... 2 3. ОТБОР ПРОБ. 2 4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ.. 2 5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ.. 3 6. ТОЧНОСТЬ МЕТОДА.. 4 ПРИЛОЖЕНИЕ.. 5 ПЛОТНОСТЬ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫХ НА ХРОМАТОГРАММЕ. 5 ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ. 5