膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及多環(huán)芳烴等是石油產(chǎn)品中形成殘?zhí)康闹饕镔|(zhì)。當(dāng)油品中含硫、氮、氧化合物較多時,殘?zhí)恐递^大,因此殘?zhí)恐凳鞘彤a(chǎn)品中膠質(zhì)、不穩(wěn)定化合物和多環(huán)芳烴含量的間接指標(biāo)。油品殘?zhí)坎粌H反映油品結(jié)焦的傾向性,而且能夠直接或間接反映重油輕質(zhì)化過程中的產(chǎn)品分布比率和加工損失,在評定油品質(zhì)量高低和優(yōu)化煉油工藝方面具有重要意義。通常情況下,烷烴只起分解反應(yīng),完全不參加聚合反應(yīng),所以不會形成殘?zhí)浚虼送ㄟ^殘?zhí)恐悼梢源致耘袛嗍彤a(chǎn)品的精制程度。
油品殘?zhí)渴菍⒂推贩湃霘執(zhí)繙y定儀中,在不通入空氣的條件下,加熱使其蒸發(fā)和分解,排出燃燒氣體后所剩余的焦黑色殘余物。目前測量殘?zhí)恐档姆椒ㄓ锌凳戏?(GB/T 268)、電爐法 (SH/T170)、蘭氏法 (SH/T 160) 和微量法 (GB/T 17144)等。康氏法是世界各國普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)方法;電爐法源于蘇聯(lián),使用的國家較少;蘭氏法的殘?zhí)繑?shù)據(jù)因與康氏殘?zhí)块g只存在近似關(guān)系,較少采用;微量法是近年來國內(nèi)外普遍采用的一種簡便高效的測定方法。石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀因其取樣量少、重復(fù)性和再現(xiàn)性好、工作效率高、勞動強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn),在石油化工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而由于殘?zhí)繙y定儀加熱溫度較高,一般需加熱至 500℃,超出普通溫度計測量范圍,而且石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀的爐腔為封閉空間,溫度計無法深入爐腔進(jìn)行測量,給該儀器的檢定或校準(zhǔn)帶來困難。在石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀樣品盤中均勻放置的 12 個樣品管,其自帶的溫度傳感探頭無法準(zhǔn)確感知每個區(qū)域的試驗(yàn)溫度,而且溫度傳感探頭拆卸安裝困難,因此使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對該儀器進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)能夠體現(xiàn)儀器的整機(jī)性能。此外,石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀試驗(yàn)過程較長,需要使用電子天平、干燥器等配套設(shè)備和工具,使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對儀器進(jìn)行檢定或校準(zhǔn),也能更好地反應(yīng)方法和人員操作過程中的問題。油品殘?zhí)繕?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制成功并上市幾年來,石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀的檢定或校準(zhǔn)仍無相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范,導(dǎo)致該儀器的性能無法評價,量值無法溯源,測量準(zhǔn)確性無法保證。筆者采用殘?zhí)恐禐?.03% 的油品殘?zhí)繕?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀進(jìn)行儀器校準(zhǔn),并對示值誤差測定結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評定。
1 儀器校準(zhǔn)條件
1.1 環(huán)境要求
環(huán)境溫度: 10~35℃;相對濕度:不大于 80% ;供電電壓: (220) V ;頻率: (50) Hz ;周圍無強(qiáng)烈震動,無強(qiáng)電、磁場干擾。
1.2 校準(zhǔn)用設(shè)備與試劑
石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀: T 171442 型,大連遠(yuǎn)東興儀器有限公司;電子天平: I 級,感量為 0.1 mg,瑞士梅特勒 托利多公司;油品殘?zhí)繕?biāo)準(zhǔn)物質(zhì):殘?zhí)恐禐?2.03%,擴(kuò)展不確定度為 0.08%(k=2),編號為 GBW(E) 110097,中國石化股份有限公司石油化工科學(xué)研究院;氮?dú)?、干燥器等?br/>
2 儀器校準(zhǔn)項目
2.1 示值誤差
天平開機(jī)預(yù)熱,石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀開機(jī)預(yù)熱。在 3 只樣品管中分別稱取油品殘?zhí)繕?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)( 殘?zhí)恐敌∮?1% 的油品殘?zhí)繕?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱取 1.5 g 左右,殘?zhí)恐禐?1%~5% 的油品殘?zhí)繕?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱取 0.5g 左右,殘?zhí)恐荡笥?5% 的油品殘?zhí)繕?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱取0.15 g 左右 ),記錄質(zhì)量。將其均勻地放置在樣品盤不同區(qū)域,在氮?dú)鈿夥罩校匆?guī)定的加熱程序升溫至500℃,使其在反應(yīng)過程中生成易揮發(fā)性物質(zhì),并由氮?dú)鈳ё?,留下炭質(zhì)型殘渣,于干燥器中冷卻,稱量殘渣質(zhì)量,以該炭質(zhì)型殘渣占原樣品的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)作為微量殘?zhí)恐?。?3 次測定結(jié)果的平均值作為測定值,該值與標(biāo)準(zhǔn)值之差為儀器的殘?zhí)渴局嫡`差。
X= X Xs (1)
式中: X示值誤差, % ;
X 3 次測量殘?zhí)康钠骄担?% ;
Xs標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)殘?zhí)恐担?%。
2.2 重復(fù)性
按照式 (2) 計算該儀器的重復(fù)性。
r=XmaxXmin (2)
式中:
r重復(fù)性, % ;
Xmax測量的最大殘?zhí)恐担?% ;
Xmin測量的最小殘?zhí)恐担?%。
3 儀器校準(zhǔn)實(shí)例
按照上述方法對大連遠(yuǎn)東興儀器有限公司生產(chǎn)的 T 171442 型石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀進(jìn)行儀器校準(zhǔn)。環(huán)境溫度為 21.6℃,相對濕度為 53%RH。
將天平與石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀開機(jī)預(yù)熱。用 3 只樣品管分別稱取 0.5 g 左右油品殘?zhí)繕?biāo)準(zhǔn)物質(zhì),并記錄質(zhì)量。將其每相隔 3 個孔放置于樣品支架上,合上爐蓋,以 600 mL/min 的流量氮?dú)獯祾?10 min ;氮?dú)饬髁拷禐?150 mL/min,將爐腔以10℃/min 升溫至 500℃,保持 15 min,停止加熱,再以 600 mL/min 氮?dú)獯祾呃鋮s,待溫度降至 250℃以下,取出樣品管,置于干燥器中冷卻,稱量殘渣質(zhì)量,計算殘?zhí)恐?,結(jié)果列于表 1。
5 結(jié)語
根據(jù)石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀的工作原理,結(jié)合實(shí)際測試工作需求,建立了一種針對石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀的校準(zhǔn)方法,實(shí)現(xiàn)了對石油產(chǎn)品微量殘?zhí)繙y定儀示值誤差、重復(fù)性的綜合評價,并對儀器校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行了不確定度評定。該方法可以準(zhǔn)確評價該類儀器的計量特性,為此類儀器校準(zhǔn)提供參考。