ГОСТ 19932-99 Нефтепродукты. Определение коксуемности методом Конрадсона

ГОСТ19932-99

(ИСО6615-93)

НЕФТЕПРОДУКТЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЕКОКСУЕМОСТИ МЕТОДОМ КОНРАДСОНА

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

Предисловие

1РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации МТК 31 «Нефтяные топлива исмазочные материалы»

ВНЕСЕНГосстандартом России

2ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Межгосударственным Советом по стандартизации,метрологии и сертификации постановлением (протокол № 15-99 от 28 мая 1999 г.)

Запринятие проголосовали:

3 Настоящий стандартсодержит полный аутентичный текст международного стандарта ИСО 6615-93«Нефтепродукты. Определение коксуемости. Метод Конрадсона» с дополнительнымитребованиями, отражающими потребности экономики страны

4 ПостановлениемГосударственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологииот 21 сентября 1999 г. № 299-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 19932-99введен в действие непосредственно в качестве государственного стандартаРоссийской Федерации с 1 января 2001 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ19932-74

СОДЕРЖАНИЕ

ГОСТ 19932-99

(ИСО6615-93)

НЕФТЕПРОДУКТЫ

Определениекоксуемости методом Конрадсона

Дата введения 2001-01-01

1 Назначение иобласть применения

1.1 Настоящийстандарт устанавливает метод определения массовой доли коксового остатка поКонрадсону от 0,01 до 30,0 %, образовавшегося после выпаривания и пиролизаотносительно нелетучих нефтепродуктов, которые частично подвергаются разложениюв процессе перегонки при атмосферном давлении.

Коксовый остатокхарактеризует склонность нефтепродукта к коксообразованию.

При испытаниинефтепродуктов, содержащих золу, определяемую по ГОСТ 28583, ГОСТ 1461, [1], получают завышенные значениякоксового остатка.

Примечания

1 Термин «коксовый остаток»обозначает углеродистый остаток, образующийся при перегонке и пиролизенефтепродукта. Остаток в основном состоит из углерода, который в дальнейшемможет быть подвергнут пиролизу.

2 Значения, полученные по этомуметоду, численно отличаются от значений, полученных по ГОСТ8852 [2]. Не найдены удовлетворительные корреляционныеданные между результатами, полученными по этим методам для всех испытуемыхпродуктов, так как испытание на коксовый остаток применяется к широкому рядунефтепродуктов.

Коксовый остаток по методуКонрадсона применяется для исследования и характеристики тяжелых остатков сустановок коксования, которые нельзя анализировать по методу [2].

Метод [3] (микрометод) по точности результатов аналогичен настоящемустандарту и может заменить его и ГОСТ8852 [2].

3 Коксуемость дистиллятного иостаточного котельного топлив служит приблизительной оценкой склонности топливобразовывать отложения в определенных условиях.

4 Присутствие алкилнитрата вдистиллятных топливах или золообразующих присадок как в дистиллятных, так иостаточных топливах дает коксовый остаток, который выше соответствующегококсового остатка топлива без присадок. Эти значения не коррелируют сосклонностью топлива к образованию отложений.

5 Коксуемость базовых смазочныхмасел может характеризовать склонность масла образовывать отложения в камерахсгорания, и (или) относительный химический состав масел с аналогичнойвязкостью.

Большинство товарных смазочныхмасел содержат золообразующие присадки, зола которых увеличивает массу остатка,поэтому коксовый остаток для этой цели использовать нельзя.

6 Значениемкоксуемости газойля руководствуются при производстве газа.

Дополнительныетребования, отражающие потребности экономики страны, выделены курсивом.

2 Нормативные ссылки

В настоящемстандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ1461-75 Нефть и нефтепродукты. Метод определения зольности

ГОСТ1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы,пробирки. Технические условия

ГОСТ2177-82 Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава

ГОСТ 2517-85Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб

ГОСТ8852-74 Нефтепродукты. Метод определения коксуемости на аппарате типа ЛКН

ГОСТ9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ13830-97 Соль поваренная пищевая. Общие технические условия

ГОСТ25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основныепараметры и размеры

ГОСТ28583-90 Нефтепродукты. Определение содержания золы

3 Сущность метода

3.1 Взвешенную массунефтепродукта помещают в тигель и подвергают выпариванию и пиролизунефтепродукта. Остаток подвергают реакциям распада и коксования при интенсивномнагревании, затем тигель с углеродистым остатком охлаждают в эксикаторе ивзвешивают. За результат испытания принимают оставшийся остаток в процентах.

3.2 Для легкихпродуктов (90 % (по объему) перегоняется при температуре ниже 370 °С) испытаниеможно проводить на 10 %-ном (по объему) остатке от перегонки, как указано вприложении А.

4 Аппаратура иматериалы

Аппарат дляопределения коксуемости (рисунок 1).Составные части аппарата приведены в 4.1- 4.6.

4.1 Фарфоровый тигель 6, полностью покрытый глазурью, или кварцевый тигель вместимостью(30 ± 1) см³.

4.2 Внутренний стальной тигель Скидмора 5 с крышкой вместимостью(73,5 ± 8,5) см³. Тигель снабжен крышкой с двумя горизонтальнымиотверстиями 3 диаметром6,5 мм без выпускных трубок. Отверстия должны быть чистыми.

4.3 Наружный тигель 4из листового железа толщиной 0,8 мм. Тигель снабжен крышкой.

На дно тиглянасыпают приблизительно 25 см³ сухого песка, слой котороговыравнивают перед каждым испытанием так, чтобы после установки внутреннеготигля Скидмора с крышкой крышка внешнего тигля (с песком) закрывалась.

4.4 Подставка 7 треугольной формы из чистой нихромовой проволокидиаметром (2,15 ± 0,15) мм таких размеров, чтобы после установки дно тигля скрышкой находилось на одном уровне с нижней частью асбестовой или полойметаллической подставки (4.6).

4.5 Кожух 2 излистового железа, снабженный верхней вытяжной трубой. Вытяжная труба сперпендикулярными сторонами прикрепляется конусовидной деталью к нижней частиконуса. Кожух можно изготавливать из одного куска металла.

Для указаниявысоты пламени над вытяжной трубой используют мостик 1 из стальной или нихромовой проволокидиаметром 3 мм.

4.6 Подставка 8 круглой или квадратной формы изкерамического термостойкого блока, огнеупорного кольца или полого ящика излистового металла.

Подставка имеетв центре сквозное отверстие, представляющее собой перевернутый конус. Стенкиотверстия закрыты металлом. При применении огнеупорного кольца из твердогожаропрочного материала металлические стенки не обязательны.

4.7 Горелка 10 Меккера или другая газовая горелка.

4.8 Аппарат дляопределения коксуемости нефтепродуктов [4].

Допускается применять аппараты другой конструкции, обеспечивающиенеобходимую точность результатов.

4.9 Тигли низкие фарфоровые № 4по ГОСТ9147.

1 - мостик; 2 - кожух; 3 - горизонтальные отверстия; 4 - наружный стальной тигель; 5 - внутренний стальной тигель Скидмора;6 - фарфоровый или кварцевыйтигель; 7 - треугольник (подставка); 8- подставка (изолятор); 9 -сухой песок 25 см³; 10- горелка Меккера или любая другая газовая горелка

Рисунок 1 -Аппарат для определения коксуемости по Конрадсону

4.10 Емкость для охлаждения или эксикаторпо ГОСТ25336, или соответствующий сосуд, не содержащийосушающего агента.

4.11 Щипцы тигельные или пинцет никелированный.

4.12 Секундомер не ниже 2-го классаточности, часы любой марки.

4.13 Аппарат для разгонки нефтепродуктовтипа АРНС по нормативной документации илиаппарат другого типа, обеспечивающий необходимуюточность результатов.

4.14 Термометр типа ТН-7 [5] или любой другойтермометр с ценой деления не более 1°С.

4.15 Цилиндры измерительные 1-50, 3-50,1-100, 3-100 по ГОСТ1770.

4.16 Колбы КРН-100ТС и КН-2-50ТХСпо ГОСТ25336.

4.17 Соль поваренная пищевая по ГОСТ13830 или другое твердое обезвоживающее вещество.

4.18 Песок, предварительно прокаленный вмуфельной печи при 650 °С в течение2 ч.

4.19 Весы лабораторные общего назначения2-го класса точности с пределом взвешивания200 г.

4.20 Шарики стеклянные диаметром 2,5мм.

5 Подготовка киспытанию

5.1 Отбор иподготовка проб - по ГОСТ 2517,[6, 7].

5.2 Чистый фарфоровыйтигель прокаливают в течение 2 ч нагорелке или в муфельной печи при (800± 50) °С, затем охлаждают 1 - 2мин на воздухе и 1 ч в эксикатореи взвешивают с погрешностью не более 0,0002г.

Прокаливание, охлаждение и взвешивание повторяют дотех пор, пока расхождения между двумяпоследовательными взвешиваниями не будут превышать0,0005 г.

5.3 Пробуиспытуемого нефтепродукта тщательно перемешивают в течение 5 мин встряхиваниемв склянке, заполненной неболее ³/₄объема.

Вязкие ипарафинистые продукты предварительно нагревают до температуры 50 - 60 °С.

5.4 При содержании воды в нефтепродуктеболее 0,5 % пробу нефтепродукта обезвоживаютфильтрованием через прокаленную поваренную сольили другое твердое обезвоживающее вещество.

6 Проведение испытания

6.1 В кварцевый или фарфоровый тигель, доведенный предварительнодо постоянной массы (5.2), помещают два стеклянных шарика. Нагревают тигель дотемпературы не ниже 110 °С, охлаждают и взвешивают с точностью 0,0001 г до техпор, пока расхождение между последовательными взвешиваниями не будет превышать0,0005 г. Массу для испытания (таблица 1) взвешивают сточностью 0,005 г. Тигель с пробой помещают в центр тигля Скидмора (4.2).

Таблица 1 - Масса испытуемого образца

Выравнивают песокв большом наружном стальном тигле (4.3)и устанавливают на него тигель Скидмора точно в центр. Закрывают крышкамивнутренний тигель Скидмора и наружный стальной тигель. Крышка наружного тигля должнаобеспечивать выход паров, образующихся при нагревании нефтепродуктов.

6.2 На подставкуили кольцо помещают проволочный треугольник (4.4), на треугольник кладут изолятор (4.6), в центр которого помещают комплект тиглей. Комплектнакрывают кожухом (колпаком) (4.5), обеспечивающим равномерное распределение тепла.Аппарат ставят в вытяжной шкаф, в которомне должно быть сильной тяги воздуха.

6.3 Под днонаружного тигля подставляют горелку и отмечаютвремя. Нагревают тигли высоким сильным пламенем таким образом,чтобы период от начала нагревания до начала воспламенения паров продолжался (10± 1,5) мин (более быстрая перегонка вызывает вспенивание или слишком высокоепламя). Пламя горелки должно быть высоким и некоптящим. При появлении дыма надвытяжной трубой передвигают и наклоняют горелку так, чтобы пламясосредоточилось на одной стороне тигля и вызвало воспламенение паров. Когдапары загорелись, нагревание временно прекращают, горелку удаляют, и затем передее установкой регулируют скорость нагрева так, чтобы пары равномерно горели надвытяжной трубой, но не выше проволочного мостика (50 мм). Если пламя неподнимается выше трубы, нагревание можно увеличить. Для нефтепродуктов скоксуемостью до 1 % период горения должен продолжаться (13 ± 1) мин, при коксуемости выше 1 %- (17 ± 4) мин.

При невозможностиодновременного выполнения требований к пламени паров и времени горения наиболееважно соблюдать время горения.

Примечания

1 При испытании нефтепродуктамассой 5 г или 3 г невозможно точно отрегулировать время от начала нагреваниядо начала воспламенения паров в пределах, указанных в 6.3. Тем не менее, результаты считают обоснованными.

2 Если прииспытании проба пенится и пена выходит через край тигля или после сжиганияполучается коксовый остаток, вздутый до края тигля и больше, или полоса нагарапоявляется на внешней стороне тигля, то массу нефтепродукта уменьшают в двараза.

6.4 Когда горение паров прекратится и образование синего дыма ненаблюдается, вновь увеличивают пламя горелки и прокаливают дно и нижнюю частьстального тигля до красного цвета, затем еще в течение 7 мин. Общаяпродолжительность нагрева должна быть (30± 2) мин, включая нагревание, воспламенение и горение.

6.5 Послепрокаливания горелку удаляют, через 3 мин снимают колпак и крышку с тигляСкидмора (с внутреннего тигля),через 15 мин переносят фарфоровый тигель в эксикатор, охлаждают 30 - 40мин, исследуют ивзвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.

Примечание - Если коксовый остаток имеетнеобычный вид или строение, например шелушение, расслоение (перегрев), слипание(недогрев) или остаток выходит за ободок тигля (выплескивание), испытаниеследует повторить.

7 Обработкарезультатов

7.1 Коксуемостьнефтепродукта или 10 %-ного остатка при разгонке, %, вычисляют по формуле

                                                     (1)

где m₁ - масса пустоготигля с двумя стеклянными шариками, г;

m₂ - масса тигля собразцом, г;

m₃ - масса тигля сдвумя стеклянными шариками и остатком, г.

8 Выражение результатов

8.1 Результат,полученный по данному методу, записывается как «коксуемость по Конрадсону» или«коксовый остаток по Конрадсону» (10 %-ный остаток при разгонке).

8.2 Результатзаписывают с точностью 0,01 % при коксуемости до 9,99 % и 0,1 % при коксуемостиот 10,0 до 30,0 %.

8.3 За результатиспытания принимают среднее арифметическое результатов двух определений.

9 Точность метода.

9.1 Точностьметода представлена на рисунке 2.

1 - сходимость; 2 - воспроизводимость

Рисунок 2 -Точностные характеристики

9.2 Сходимость r

Расхождениемежду двумя последовательными результатами испытания, полученными одним и темже исполнителем на одной и той же аппаратуре при постоянно действующих условияхна идентичном исследуемом материале при нормальном и правильном выполненииметода испытания может превышать значение, приведенное на рисунке 2, только в одном случае из двадцати.

lgr = -0,89205 + 0,84723 lgX + 0,08688(lgX)²,

где X - среднее арифметическое результатов, %.

9.3 Воспроизводимость R

Расхождениемежду двумя единичными и независимыми результатами испытаний, полученнымиразличными исполнителями, работающими в разных лабораториях, на идентичномисследуемом материале при нормальном и правильном выполнении метода испытания,может превышать значение, приведенное на рисунке 2, только в одном случае из двадцати:

lgR = -0,51571 + 0,67632lgХ + 0,05628(lgX)²,

где X - среднее арифметическое результатов, %.

10 Протоколиспытания

Протоколиспытания (запись результатов испытаний) должен содержать данные:

- тип иидентификацию испытуемого продукта;

- ссылку на этотстандарт;

- результатиспытания (раздел 8);

- любоеотклонение по соглашению или по другим документам от указанной методики;

- датуиспытания.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Методика получения 10 %-ного (по объему) остатка от разгонки

При определении коксовогоостатка нефтепродуктов с коксуемостью менее 0,05 % (до 0,10 %) (например дизельныхтоплив) берут 10 %-ный остаток.

А.1 Аппаратура

А.1.1 Колба дляразгонки из боросиликатного стекла вместимостью 250 см³ и толщинойстенки (1 ± 0,15) мм (рисунок А.1) и по ГОСТ 2477,вместимостью 125 см³.

А.1.2 Цилиндрмерный, градуированный, вместимостью 200 см³ и толщиной стенки (2 ±0,25) мм (рисунок А.2). Форма основанияпроизвольная, цилиндр должен стоять на поверхности с углом наклона 15°, неопрокидываясь. Края цилиндра должны быть оплавлены огнем.

Рисунок А.1 -Колба для перегонки вместимостью 250 см³

Рисунок А.2 -Мерный цилиндр вместимостью 200 см³

Цилиндр по ГОСТ1770 вместимостью 100 см³ с ценой деления 1 см³.

А.1.3 Аппаратурадля разгонки по ГОСТ 2177, [8].

Примечания

1 Рекомендуется применять термометрыдля высоких температур [8].

2 Если известно, что будетполучено достаточное количество остатка при разгонке для выхода коксовогоостатка массой 0,005 г, можно использовать колбу вместимостью 125 см³.В этом случае дляперегонки берут 100 см² нефтепродуктаи отгоняют 89 см³дистиллята, после этогонагрев прекращают. Дают стечь 1 см²дистиллята до уровня 90 см³, чтосоставляет 90 % отгона. Дистиллят, отгоняющийсясвыше 90 см³,собирают в коническуюколбу, туда же сливают без потерь теплыйостаток из перегонной колбы.

Для каждогоопределения проводят перегонку не менее двухраз по 100 см³ нефтепродукта, собираяостатки в одну коническую колбу. Собранныйостаток тщательно перемешивают и для анализаберут (10,0 ± 0,5) г смеси. Испытаниепроводят по 6.1 - 6.4 настоящегостандарта.

А.2 Проведение испытания

А.2.1 Заливают вколбу (200 ± 1) см³ образца при температуре от 13 до 18 °С.

Температуруохлаждающей бани поддерживают от 0 до 4 °С. Если дистиллят низкозастывающий и может затвердевать в трубкеконденсатора, температуру охлаждающей бани повышают во время разгонки дотемпературы, при которой сохраняется конденсация, а дистиллят остается текучим,но не более 60 °С.

Цилиндр, вкотором измерялся образец, без очистки применяют в качестве приемника иустанавливают так, чтобы кончик конденсатора не касался стенки цилиндра.

Вставляют вгорлышко колбы плотно подогнанную пробку с термометром или без него (см. А.1.3).

А.2.2 Равномернонагревают колбу с такой скоростью, чтобы первая капля конденсата упала иззмеевика через 10 - 15 мин от начала нагрева.

После паденияпервой капли передвигают измерительный цилиндр так, чтобы конец трубкиконденсатора касался стенки цилиндра. Регулируют нагрев так, чтобы разгонкапроходила равномерно со скоростью 8 - 10 см³ в 1 мин.

Когда будетсобрано (178 ± 1) см³ дистиллята, нагрев прекращают и даютвозможность стечь конденсату в цилиндр до 180 см³ дистиллята (90 %отгона).

А.2.3 Заменяютприемный цилиндр маленькой колбой до стекания последних капель в колбу.Добавляют в эту колбу все еще теплый остаток и хорошо смешивают. Содержимоеколбы является 10 %-ным остатком от разгонки первоначального продукта (безпотерь от испарения).

А.2.4 Теплыйсвободно текущий остаток от разгонки массой (10 ± 0,5) г заливают впредварительно взвешенный тигель для определения коксового остатка. Послеохлаждения взвешивают оставшуюся массу с точностью до 0,005 г и проводятиспытания в соответствии с разделом 6настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(рекомендуемое)

Библиография

[1] ИСО 6245-82 Нефтепродукты.Определение содержания золы

[2] ИСО 4262-78 Нефтепродукты. Определение коксового остатка.Метод Ремсботтола

[3] ИСО 10370-93 Нефтепродукты. Определение коксового остатка.Микрометод

[4] ТУ 38 110477-88 Аппараты для определения коксуемостинефтепродуктов. Технические условия

[5] ТУ 92 887019-90 Термометры стеклянные для определениянефтепродуктов

[6] ИСО 3170-75 Нефтепродукты. Жидкие углеводороды. Ручной отборпроб

[7] ИСО 3171-75 Нефтепродукты. Жидкие углеводороды. Автоматическийспособ отбора проб из трубопровода

[8]ИСО 3405-88 Нефтепродукты. Определение фракционного состава