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

ГОСТ 29040-91
Группа Б19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР


БЕНЗИНЫ

Метод определения бензола и суммарного содержания ароматических углеводородов

Gasolines. Method of determination of benzene
and total aromatics

Дата введения 1992-07-01

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 N 998

3. Срок первой проверки - 1996 г.

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

  5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта, раздела
ГОСТ 1770-74	1.1
ГОСТ 2517-85	3
ГОСТ 2603-79	1.1
ГОСТ 9147-80	1.1
ГОСТ 9385-77	1.1
ГОСТ 12329-77	1.1
ГОСТ 18300-87	1.1
ГОСТ 20015-88	1.1
ТУ 6п-45-89	1.1
ТУ 6-05-06-1228	1.1
ТУ 6-09-659-77	1.1
ТУ 6-09-660-76	1.1
ТУ 6-09-779-76	1.1
ТУ 6-09-785-76	1.1
ТУ 6-09-786-76	1.1
ТУ 6-09-915-76	1.1
ТУ 6-09-3730-74	1.1
ТУ 6-09-4565-77	1.1
ТУ 6-09-4609-78	1.1
ТУ 38.101372-84	1.1

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

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;

-ксилол по ТУ 6-09-915;

- ксилол по ТУ 6-09-4565;

- 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 мкдм (1 мкл) с ценой деления 0,02 мкдм (0,02 мкл).

Секундомер с ценой деления не более 0,2 с.

Чашка фарфоровая по ГОСТ 9147.

Цилиндр на 100 см 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% составляют неподвижная фаза ГЦЭГ и 90%-ный твердый носитель хроматон N-AW-HMDS. В качестве растворителя используют хлороформ в количестве 100 см.

Для анализа бензинов с температурой кипения до 215 °С:

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

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 пли 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

Показатель	Значение
Скорость диаграммной ленты, мм/ч:
при работе с ГЦЭГ	600; 720
при работе с OV-275	240; 300
Объем пробы, мкдм (мкл)	1
Температура термостата колонки, °С:
при работе с ГЦЭГ	90-110
при работе с OV-275	150
Температура испарителя, °С	250
Температура детектора, °С	150
Ток детектора по теплопроводности, мА	150
Расход газа-носителя, см/мин	30-40
Расход газов для пламенно-ионизационного детектора, см/мин:
водород	30
воздух	300

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 приведенной хроматограмме (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
-ксилол	5-4
-ксилол	15-20
-ксилол	5-4
ароматический углеводород

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

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

, (1)

где - масса компонента в калибровочной смеси, г;

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

- площадь пика компонента в калибровочной смеси;

- 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).

Хроматограммы бензина АИ-92 и внутреннего стандарта (додекан)

Фаза ГЦЭГ

Фаза OV-275

1 - неароматические углеводороды; 2 - додекан; 2 - бензол; 3 - толуол; 4 - этилбензол,-, -ксилол; 5, 6 - -ксилол, ароматические углеводороды ; 7-13 - ароматические углеводороды
Черт.1

Массовую долю бензола () в процентах вычисляют по формуле

, (2)

где - площадь пика бензола;

- поправочный коэффициент бензола, равный 1;

- сумма площадей пиков с учетом поправочных коэффициентов.

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

, (3)

где - сумма площадей пиков с учетом поправочных коэффициентов;

- площадь пика насыщенных и олефиновых углеводородов;

- 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 () в процентах вычисляют по формуле

, (4)

где , - площади пиков бензола и внутреннего стандарта;

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

, - поправочные коэффициенты чувствительности бензола и внутреннего стандарта.

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

, (5)

где -плотность бензина по ГОСТ 3900, г/см;

- массовая доля бензола, %;

- плотность бензола, 0,879 г/см.
.
Суммарную объемную долю ароматических углеводородов () в процентах вычисляют по формуле

, (6)

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

, (7)

где , - 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 среднее арифметическое 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

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

Таблица 2

Номер пика на хроматограмме	Углеводороды	Плотность, г/см
2	Бензол	0,8790
3	Толуол	0,8670
4	Этилбензол, -,-ксилол	0,8640
5, 6	-ксилол, ароматические	0,8760
7-13	Ароматические	0,8676