ASTM4294_ham luong S,pp huynh quang tia X ppsx

TIÊU CHUẨN ASTM D 4294 - 90 XÁC ĐỊNH HÀM LƯNG LƯU HUỲNH TRONG SẢN PHẨM DẦU ( PHƯƠNG PHÁP PHỔ HUỲNH QUANG TIA X PHÂN TÁN NĂNG LƯNG ) 1 PHẠM VI: 1.1. - Phương pháp kiểm tra này dùng để xác đònh hàm lượng lưu huỳnh trong các hydrocacbon như naph-ta, sản phẩm sáng, fuel oil, cặn, dầu nhờn gốc và xăng không chì. Khoảng nồng độ từ 0.05 - 5.0% trọng lượng ( %T.L ). 1.2 Tiêu chuẩn này bao hàm cả các hóa chất độc, vận hành và trang thiết bò. Tiêu chuẩn này không đề cập đến các vấn đề an toàn ( nếu có ) liên quan khi dùng nó. Trách nhiệm của người sử dụng tiêu chuẩn này là phải thiết lập các biện pháp về an toàn và sức khỏe thích hợp và xác đònh phạm vi áp dụng của những khiếm khuyết này trước khi sử dụng. Các điều khoản phòng ngừa cụ thể, xin xem Mục số 7. 1.3 Kết quả theo hệ đơn vò SI được xem như tiêu chuẩn. Đơn vò nồng độ thường dùng là phần trăm trọng lượng lưu huỳnh. 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO :Tiêu chuẩn ASTM : • ASTM D 4057 - Hướng dẫn lấy mẫu dầu và sản phẩm dầu bằng phương pháp thủ công. • ASTM D 4177 - Phương pháp lấy mẫu dầu và sản phẩm dầu tự động. 3 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP . Mẫu được đặt trong một chùm tia X. Năng lượng kích hoạt có thể xuất phát từ một nguồn phóng xạ hay một ống tia X. Tổng hợp bức xạ đặc thù tia X bò kích hoạt được đo và giá trò tổng số được so sánh với những trò giá từ nhjững mẫu hiệu chuẩn trước đó để có được hàm lượng lưu huỳnh (%T.L). Cần có ba nhóm mẫu hiệu chỉnh nối các khoảng nồng độ lưu huỳnh từ 0.05 - 5%T.L. 4 Ý NGHĨA VÀ CÔNG DỤNG: Tính chất của nhiều loại sản phẩm dầu có liên quan tới hàm lượng lưu huỳnh tổng số. Nhận biết về hàm lượng lưu huỳnh rất cần thiết cho mục đích vận hành. Cũng có nhiều qui đònh của nhà nước, chính phủ và các tổ chức khác hạn đònh hàm lượng lưu huỳnh có trong một số nhiên liệu. 5 NHIỄU CHẤT : Những mẫu có chứa các phụ gia kim loại nặng, alkyl chì, v.v có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Các nguyên tố như Si-lic, Phos-pho, Can-xi, Ka-li, và các loại ha-lo-gen gây nhiễu nếu nồng độ của chúng lớn hơn vài trăm mg/kg. Tham khảo hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bò về những số liệu gây nhiễu đặc thù. Các chất sử dụng khi khảo sát xác đònh độ chính xác có chứa đến 250 mg/kg va-na-di, 50 mg/kg ni-ken, và 15 mg/kg sắt không nhận thấy độ lệch. 6 THIẾT BỊ : 6.1 Thiết bò phân tích huỳnh quang tia X phát tán năng lượng - Thiết bò phân tích huỳnh quang tia X phát tán năng lượng có thể dùng được nếu kết cấu của nó là tập hợp, tối thiểu nhất, các linh kiện sau đây và nếu kết quả nhận được từ máy cho thấy sự tương đồng với mẫu cần làm. Các linh kiện kết cấu tối thiểu gồm : 6.1.1 Bộ nguồn kích hoạt tia X, với năng lượng tương thích khoảng trên 2.5 KeV. 6.1.2 Cốc mẫu lưu động, trang bò những cửa sổ màng mỏng plas-tic trong suốt có thể tháo ráp được và độ sâu của mẫu ít nhất 3mm. 6.1.3 Đầu dò tia X, với độ nhạy cao khoảng 2.3 KeV. 6.1.4 Bộ lọc, hay các phương tiện khác có thể phân biệt rõ bức xạ K α của lưu huỳnh với các tia X khác. 6.1.5 Điều hòa tín hiệu điện tử, kể cả các chức năng đo xung và phân tích chiều cao của xung. 6.1.6 Màn hình hay máy in, có thể ghi nhận số đo, % lưu huỳnh hay cả hai. • GHI CHÚ SỐ 1 : Chú ý - Thêm vào các chú ý khác, nếu nguồn phóng xạ khác được sử dụng, nó phải được bao bọc cẩn thận theo yêu cầu tiêu chuẩn quốc tế và hơn nữa không có bất kỳ mối nguy hiểm nào. Tuy nhiên, việc chú ý đến nguồn chỉ được thao tác bởi một nhân viên thành thạo và đã được huấn luyện kỹ càng và được trang bò những kỹ thuật bảo vệ chuẩn mực. 6.2 Cân phân tích, Có thể cân chính xác đến 0.1 mg. • GHI CHÚ SỐ 2 : Vận hành các thiết bò phân tích sử dụng nguồn phát tia X phải tuân thủ nghiêm ngặt theo hướng dẫn an toàn cuả nhà sản xuất. 7 HÓA CHẤTVÀ THUỐC THỬ: 7.1 Độ tinh khiết của hóa chất - Hóa chất đạt mức độ thuốc thử được dùng trong tất cả các thí nghiệm. Ngoại trừ những chỉ đònh khác, cố gắng sao cho tất cả hóa chất đều đạt các chỉ tiêu kỹ thuật của Ủy Ban Hóa Chất Phân Tích thuộc Hội Hóa Học Hoa Kỳ 5 .Các cấp độ khác cũng có thể dùng khi cung cấp các bằng chứng cho rằng hóa chất đạt độ tinh khiết cao đủ để có thể dùng chúng mà không giảm tính chính xác của phép thửû. 7.2 Di-n-Butyl Sulphid, hàm lượng lưu huỳnh 21.91 %T.L • GHI CHÚ SỐ 3 : Di-n-Butyl Sulphid là chất dộc và dễ cháy. 7.3 Dầu trắng, mức độ thuốc thử ACS hay có ít hơn 20 mg/kg lưu huỳnh . 5 - Reagent Chemicals, American Chemical Society Specifications, Hội Hóa học Hoa kỳ, Washington, DC. Những đề nghò về kiểm đònh chất thữ mà Hội Hóa học Hoa kỳ không đưa ra, có thể tham khảo Analar Standards for Laboratory Chemicals, BDH Ltd., Poole, Dorset, U.K và United States Phamacopeia and National Formulary, U.S. Pharmaceutical Convention, Inc. ( USPC ), Rocville, MD. 8 CHUẨN BỊ ỐNG MẪU: Rửa sạch và sấy khô các ống đã sữ dụng. Các cốc mẫu đã bỏ đi không nên dùng lại. Vật liệu cửa sổ thường là các màng mỏng bằng polyester hay polycarbonate dày 6µm. Việc rờ vào màng mỏng hạn chế tối đa để ngăn ngừa các chất bẩn bám vào. Phục hồi của sổ thật cần thiết cho mỗi lần đo mẫu. • GHI CHÚ SỐ 4 : Chú ý - Các mẫu chứa hàm lượng aromatic cao có khả năng hòa tan các màng bằng polycarbonate. 9 CHUẨN HÓA: 9.1 Chuẩn bò chất chuẩn : 9.1.1 Tạo các mẫu chuẩn gốc bằng cách cân các thành phần riêng rẽ ( chứ không pha loãng từ một nồng độ ) ở ba nồng độ : 5.0 ,2.5 và 1.0 %T.L lưu huỳnh.Hl lưu huỳnh chính xác trong mỗi mẫu chuẩn được lấy đến 3 chữ số thập phân. 9.1.2 Cân chính xác một lượng dầu trắng tương ứng, theo bảng 01, vào một bình chứa thích hợp cổ hẹp rồi cân tiếp một lượng tương ứng Di-n-butyl sulphid. Khuấy đều ( nên dùng khuấy từ ) ở nhiệt độ phòng. Bảng 01 - THÀNH PHẦN CỦA CÁC CHUẨN GỐC HL LƯU HUỲNH %T.L KHỐI LƯNG DẦU TRẮNG, ( g ) KHỐI LƯNG Di-n-butyl sulphid , ( g ) 5 2.5 1.0 48.6 44.7 47.7 14.4 5.7 2.3 9.1.3 Tạo các mẫu hiệu chuẩn theo 03 khoảng bằng cách pha loãng các mẫu chuẩn gốc với dầu trắng ( Bảng 02 ) Bảng 02 - CÁC MẪU HIỆU CHUẨN DÃY LƯU HUỲNH %T.L NỒNG ĐỘ LƯU HUỲNH %T.L 1 2 3 0.05 - 1.0 1.0 - 2.5 2.5 - 5.0 0.0 A 1.0 B 2.0 C 0.1 1.5 3.0 0.5 2.0 4.0 1.0 2.5 5.0 A - Dầu trắng được giả đònh chứa 0.0 %T.L lưu huỳnh. B - Có thể dùng chuẩn 1.0 %T.L lưu huỳnh từ dãy 1. C - Có thể dùng chuẩn 2.0 %T.L lưu huỳnh từ dãy 2. 9.1.4 Chuẩn bò các chuẩn như đã nói ở trên và pha loãng thích hợp để cho ba đồ thò hiệu chuẩn kết nối cả 03 dãy này. Có thể sử dụng một máy tính kết nối với máy phân tích nếu như có sẵn một đường cong hiệu chuẩn nhiều điểm. 9.2 Các mẫu hiệu chuẩn được công nhận. 9.2.1 Các mẫu hiệu chuẩn đã được một tổ chức tiêu chuẩn có tư cách pháp nhân công nhận có thể sử dụng khi áp dụng cho các mẫu đáng lưu ý. Các chuẩn này bao gồm các chất chuẩn tiêu chuẩn ( SRM ) được điều chế và công nhận bởi Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ quốc gia (NIST), và mẫu chuẩn lưu huỳnh trong cặn dầu F.O được cong nhận bởi Viện Dầu khí Nhật Bản ( JPI ). 9.2.2 NIST chứng nhận các chất dùng trong nghiên cứu phương pháp thử nghiệm này được đặt tên như 1620, 1621, 1622, 1623 và 1624, và có hàm lượng lưu huỳnh trong khoảng từ 0.2 - 4.5%T.L 9.2.3 Lưu giữ các chất chuẩn - Lưu giữ các chất chuẩn trong các lọ thủy tinh tối màu ở nơi mát và tối cho đến khi có nhuu cầu sử dụng. Khi có bất kỳ loại cặn bẩn hay có sự thay đổi nào về nồng độ được phát hiện, phải hủy ngay mẫu chuẩn. 10 CHUẨN BỊ THIẾT BỊ : Lắp đặt thiết bò theo chỉ dẫn của nhà sản xuất. Bất kỳ khi nào thiết bò được sử dụng phải đảm bảo tính ổn đònh tốt nhất. 11 LẤY MẪU : lấy mẫu thử nghiệm tuân thủ theo Tiêu chuẩn ASTM D 4057 hay ASTM D 4177. Nếu mẫu thử không được dùng ngay, thì trộn kỹ trong bình chứa trước khi lấy một phần để phân tích. 12 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN: 12.1 Chuẩn bò ống đựng mẫu và rót đầy mẫu ( tối thiểu 3mm). Để trống khoảng không vừa đủ , hoặc nếu cần, dùng một ống có lỗ hở để tránh tràn mẫu ra cửa sổ khi phân tích mẫu dễ bay hơi. • GHI CHÚ SỐ 4 : Cẩn thận - Tránh làm đổ chất lỏng dễ cháy bên trong thiết bò phân tích. 12.2 Các mẫu chuẩn - Lấy 4 lần đọc trên mỗi mẫu chuẩn sử dụng thời gian đo đã đưa ra cho mỗi thiết bò ( thời gian đo thông dụng có thể chấp nhận trong khoảng 50 - 300 giây ). Lập lại trình tự ngay sử dụng các phần mẫu và ống đo sạch. Từ các số liệu thu được tính lần đọc trung bình cho mỗi kết quả hàm lượng lưu huỳnh. Dựng một đồ thò hiệu chuẩn cho các kết quả trung bình này. Có thể sử dụng một máy tính kết nối với máy phân tích nếu như đã có sẵn một đường cong hiệu chuẩn nhiều điểm. 12.3 Phân tích mẫu - Trước khi rót vào ống mẫu, cần đun nóng các mẫu có đọ6 nhớt cao để có thể rót dễ dàng hơn. Đổ mẫu cho đến độ sâu cần thiết và chắc chắn rằng không có bất kỳ bọt khí nào giữa cửa sổ và chất lỏng. Lấy hai số đo liên tiếp nhau trong khoảng thời gian đo đã cho của thiết bò trên cùng một mẫu. Tính số đo trung bình cho mẫu đó. 13 TÍNH TOÁN : Nồng độ lưu huỳnh trong mẫu được ghi nhận từ đường cong hiệu chuẩn sử dụng các số đo trung bình cho mỗi loại dầu. Báo cáo kết quả với 02 số lẻ. Nếu máy phân tích được kết nối với một máy tính và có sẵn đường cong hiệu chuẩn nhiều điểm tự động, các giá trò nồng độ được tính tóan và ghi kết quả. 14 BÁO CÁO : Báo cáo các kết quả này như là hàm lượng lưu huỳnh tổng số với đơn vò %T.L, và ghi chú rằng các kết quả đạt được theo phương pháp phân tích ASTM D 4294. 15 ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ ĐỘ LỆCH. 15.1 Độ chính xác của phương pháp này đạt được bởi kiểm tra thống kê các kết quả kiểm nghiệm liên phòng thí nghiệm như sau : 15.1.1 Độ lặp lại - Sai số giữa những kết quả thử nghiệm thành công đạt được bởi cùng một thao tác viên với cùng một dụng cụ ở điều kiện thao tác như nhau trên cùng một mẫu, sau cùng,với điều kiện thao tác chính xác và tuân thủ theo phương pháp thử, vượt quá những giá trò dưới đây chỉ một trong 20 lần thử nghiệm ( Xem Bảng 03 ). Độ lặp lại = 0.029 ( S + 0.6 ) Với S - giá trò trung bình của hai kết quả, %T.L 151.2 Độ tái lập - Sai số giữa hai kết quả độc lập đạt được bởi những kỹ thuật viên khác nhau ở những phòng thí nghiệm khác nhau trên cùng một mẫu, sau cùng, với điều kiện thao tác chính xác và tuân thủ theo phương pháp thử , vượt quá những giá trò dưới đây chỉ một trong 20 lần thử nghiệm ( Xem Bảng 03 ). Độ tái lập = 0.063 ( S + 0.6 ) Với S - giá trò trung bình của hai kết quả, %T.L Bảng 03 - ĐỘ LẶP LẠI VÀ ĐỘ TÁI LẬP Giá trò trung bình của hai kết quả, %T.L hàm lượng lưu huỳnh Độ lặp lại %T.L Độ tái lập %T.L 0.5 0.03 0.07 1.0 0.05 0.10 2.0 0.08 0.16 3.0 0.10 0.23 4.0 0.13 0.29 5.0 0.16 0.35 12.2 Độ lệch - Không có độ lệch nào được phát hiện trong độ tái lập của phương pháp thử nghiệm này khi xác đònh trong một đợt kiểm tra liên phòng thí nghiệm có dùng các các chất chuẩn được NIST công nhận. . PHƯƠNG PHÁP . Mẫu được đặt trong một chùm tia X. Năng lượng kích hoạt có thể xuất phát từ một nguồn phóng x hay một ống tia X. Tổng hợp bức x đặc thù tia X bò kích hoạt được đo và giá trò tổng. ASTM D 4294 - 90 X C ĐỊNH HÀM LƯNG LƯU HUỲNH TRONG SẢN PHẨM DẦU ( PHƯƠNG PHÁP PHỔ HUỲNH QUANG TIA X PHÂN TÁN NĂNG LƯNG ) 1 PHẠM VI: 1.1. - Phương pháp kiểm tra này dùng để x c đònh hàm lượng. khi khảo sát x c đònh độ chính x c có chứa đến 250 mg/kg va-na-di, 50 mg/kg ni-ken, và 15 mg/kg sắt không nhận thấy độ lệch. 6 THIẾT BỊ : 6.1 Thiết bò phân tích huỳnh quang tia X phát tán năng