(高清版)GBT 23801-2021 中間餾分油中脂肪酸甲酯含量的測定 紅外光譜法

GB/T23801—2021代替GB/T23801—2009中間餾分油中脂肪酸甲酯含量的測定紅外光譜法Infraredspectrometry2021-10-11發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T23801—2009《中間餾分油中脂肪酸甲酯含量的測定紅外光譜法》,與GB/T23801—2009相比，除結構調(diào)整和編輯性改動外，主要技術變化如下：a)將范圍中“FAME體積分數(shù)約為1.7%～22.7%”,更改為：“FAME體積分數(shù)約為0.05%~50%”(見第1章，2009年版的第1章);b)增加了規(guī)范性引用文件GB/T27867和GB25199—2017,取消了引用文件EN14103:2003和GB/T20828(見第2章，2009年版的第2章);c)增加了“術語和定義”一章(見第3章);d)補充和更改了方法概要內(nèi)容(見第4章，2009年版的第3章);e)更改了試劑和材料的內(nèi)容(見第5章，2009年版的第4章);f)增加和補充了紅外光譜儀技術參數(shù)和樣品池材料內(nèi)容(見第6章，2009年版的第5章);g)細化和補充了試驗步驟部分內(nèi)容(見第8章，2009年版的第7章);h)更改和增加了計算內(nèi)容(見第9章，2009年版的第8章);i)補充了結果表示內(nèi)容(見第10章，2009年版的第9章);j)重新規(guī)定了精密度(見第11章，2009年版的第10章);k)增加了資料性附錄“光程和稀釋倍數(shù)參考”,并對圖示進行了相應修改(見附錄A)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國石油產(chǎn)品和潤滑劑標準化技術委員會(SAC/TC280)提出并歸口。本文件起草單位：中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院、中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院、深圳市計量質(zhì)量檢測研究院、云南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院。本文件于2009年首次發(fā)布，本次為第一次修訂。1中間餾分油中脂肪酸甲酯含量的測定紅外光譜法警示——使用本文件的人員應有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本文件的使用可能涉及到某些有危險的材料、設備和操作，本文件并未指出所有可能的安全問題。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關法規(guī)規(guī)定的條件。1范圍本文件描述了采用紅外光譜法測定中間餾分油中脂肪酸甲酯(FAME)體積分數(shù)的方法。本文件適用于含有符合GB25199—2017附錄C要求的FAME樣品的測定。適用于測定FAME體積分數(shù)為0.05%～50%的中間餾分油樣品。對于FAME體積分數(shù)超過50%的樣品也可稀釋后采用本方法進行測定，但其精密度未經(jīng)考察。如果含有酯類和含羰基化合物等干擾組分，則測定的結果可能偏高。注：如質(zhì)量濃度(g/L)轉化為體積分數(shù)，F(xiàn)AME的密度采用固定值883.0kg/m3。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T4756石油液體手工取樣法GB25199—2017B5柴油GB/T27867石油液體管線自動取樣法3術語和定義本文件沒有需要界定的術語和定義。4方法概要測量試樣的紅外光譜，必要時將試樣用不含F(xiàn)AME的溶劑稀釋到合適的濃度，讀取1745cm-1±5cm-1范圍內(nèi)酯基譜帶的最大吸光度值，根據(jù)建立的校準曲線計算試樣中FAME的含量?？赏ㄟ^FAME的密度(883.0kg/m3)將質(zhì)量濃度(g/L)換算成體積分數(shù)(%)。不同試樣FAME的濃度范圍宜選擇不同的測量范圍及對應的稀釋倍數(shù)。宜盡量選擇不需稀釋直接進樣的測量方式，如范圍A中的試樣采用長光程樣品池或范圍B中的試樣采用短光程樣品池。為獲得良好的測量精密度，試樣中FAME的濃度越低，越需要嚴格控制測量過程。5試劑和材料所有試驗用的化學試劑除另有說明外，純度均不低于99%。25.1校準用FAME:符合GB25199—2017附錄C的要求，F(xiàn)AME質(zhì)量分數(shù)不小于96.5%。5.2不含F(xiàn)AME的溶劑：可作為樣品稀釋溶劑或紅外光譜背景測量的參比溶劑，可采用中間餾分溶劑。該溶劑應與待測樣品有良好的互溶性，又不會使光譜的測量變形。不含F(xiàn)AME溶劑是指中間餾分溶劑在FAME典型的酯基譜帶處沒有吸收譜帶。6.1紅外光譜儀色散或干涉型，波數(shù)范圍4000cm-1～400cm-',吸光度單位在0.1AU～1.1AU之間，光譜分辨率優(yōu)于2cm-1,波長準確性優(yōu)于0.1cm-1,波長精密度優(yōu)于0.01cm-',信噪比優(yōu)于10000:1。等材料均可使用。在潮濕地區(qū)建議采用ZnSe材料的樣品池。樣品池的光程可根據(jù)測量樣品的濃度范圍進行選擇。樣品池的選擇應避免出現(xiàn)光干涉而影響測量結果。示例：FAME質(zhì)量濃度為3g/L(體積分數(shù)為0.34%)的溶液采用光程為0.5mm的樣品池測量時，在1745cm-'附近的最大吸光度值約為0.4AU。按照GB/T4756或GB/T27867取樣，采集的樣品如不能及時測量應密封后置于陰涼避光處保存。8試驗步驟8.1準備工作8.1.1樣品池的選擇與處理8.1.1.1選擇合適的樣品池光程以保證樣品測量獲得最佳的吸光度值。為使測量誤差最小，吸光度最佳的取值范圍約為0.1AU～1.1AU,吸光度應始終在線性檢測范圍內(nèi)。根據(jù)范圍A、范圍B、范圍C、范圍D選擇樣品池光程(見8.1.3)。范圍A:采用長光程樣品池測量，樣品無需稀釋；范圍B:采用短光程樣品池測量，樣品無需稀釋；范圍C:樣品稀釋到合適濃度，采用短光程樣品池測量；范圍D:樣品采用高于范圍C的稀釋倍數(shù)稀釋到合適濃度，采用短光程樣品池測量。8.1.1.2樣品池的光程應當準確測量，在保證其他測量參數(shù)不變的情況下，針對不同的樣品池建立其對應的校準曲線。校準曲線在不同的樣品池間不可混用，即校準曲線的建立與樣品的測量應用同一樣品池完成。8.1.1.3對水敏感的樣品池材料，因長時間使用光程會發(fā)生改變，故樣品池光程需在每次使用前用已知濃度的FAME試樣校驗一次，如果樣品池光程發(fā)生了改變，校準曲線也應重新校準。8.1.2樣品池的清洗8.1.2.1每次測量完樣品后，樣品池都應仔細進行清洗。清洗步驟如下：首先用5mL正戊烷沖洗2次，3GB/T23801—2021用5mL無水乙醇沖洗1次，再用5mL正戊烷沖洗1次，并以適當方式干燥樣品池。注：如樣品池清洗不干凈，極有可能帶來樣品的污染，特別是在測量完濃度高的FAME樣品后再測量濃度低的FAME樣品。8.1.2.2測量中間餾分油范圍A中的FAME時也可只用環(huán)己烷清洗樣品池。8.1.2.3在無法確認樣品池是否清潔時，可采用不含F(xiàn)AME的溶劑測量光譜以檢查樣品池是否干凈。清潔后的樣品池在1745cm-'附近應沒有吸收譜帶。8.1.3樣品池光程的選擇體積分數(shù)約為0.05%～1%,建議采用0.5mm光程樣品池。體積分數(shù)約為0.5%～3%,建議采用0.1mm光程樣品池。體積分數(shù)約為3%～20%,按1:5稀釋樣品，采用0.1mm光程樣品池。8.1.3.4范圍D:FAME體積分數(shù)約為20%～50%,按1:10稀釋樣品，采用0.1mm光程樣品池。注：FAME體積分數(shù)=3%時采用范圍B測定；FAME體積分數(shù)=20%時采用范圍C測定。8.2校準8.2.1總則校準與測量過程應保證儀器測量參數(shù)和樣品池的一致性。FAME含量越低，其吸光度值越小，此時對光譜背景的測量越嚴格。特別是測量范圍A的樣品時，可采用參比溶劑為背景測量。8.2.2校準溶液的準備8.2.2.1根據(jù)范圍A、范圍B、的濃度范圍準備校準溶液，每個校準溶液都應單獨稱量配制。8.2.2.2在每個濃度范圍內(nèi)，用于建立校準曲線的一組已知濃度的校準溶液不應少于5個。具體配制方法是準確稱量校準用FAME置入容量瓶中，用不含F(xiàn)AME的溶劑稀釋至刻度。注：本方法是通過紅外光譜測量碳數(shù)為Cg～C?的脂肪酸甲酯C=O的吸收譜帶來計算FAME含量，測量結果的準確性與待測樣品與校準溶液間碳鏈的匹配性或分子量的一致性有關。如果測量樣品中脂肪酸甲脂的碳鏈較短，而校準溶液的碳鏈較長，則測量結果可能偏高，反之亦然。因此，為減小偏差校準溶液采用的FAME宜與待測樣品的FAME的平均分子量相近。8.2.2.3不含F(xiàn)AME的溶劑可作為校準曲線的一個附加點，其含量賦值為0。為避免誤差傳導，該附加點不能用稀釋的方法制備。8.2.2.4校準曲線函數(shù)見式(1)。式中：Eo——校準后的吸光度值；X——FAME質(zhì)量濃度，單位為克每升(g/L)?；谛嗜芤篎AME的質(zhì)量濃度X;和紅外光譜測量的吸光度值E;,通過線性回歸建立校準曲E;=aX;+b………(2)式中：E;——校準溶液i的吸光度值；X;——校準溶液i的FAME質(zhì)量濃度，單位為克每升(g/L);a,b——回歸系數(shù)，分別為斜率和截距。4GB/T23801—20218.3定量分析8.3.1試樣制備根據(jù)樣品中FAME含量范圍，樣品可用不含F(xiàn)AME的溶劑或柴油稀釋，稀釋倍數(shù)可參考附錄A中的表A.1,以得到最佳的吸光度值。根據(jù)稀釋倍數(shù)，用移液管準確量取一定體積的樣品置入容量瓶中，然后用不含F(xiàn)AME的溶劑或柴油稀釋至刻度。8.3.2紅外光譜測量8.3.2.1一般規(guī)則儀器除需要符合規(guī)定的技術指標外，為控制噪音信號，獲得良好的信噪比，譜圖測量時掃描次數(shù)不應少于16次。校準溶液與試樣的測量參數(shù)應完全保持一致。8.3.2.2背景與參比光譜對于每一個校準溶液，光譜測量時都應測量其對應的背景光譜作為參比光譜，以便對測量的光譜進行補償。當測量范圍A中的試樣時，可用參比溶劑光譜作為參比光譜。8.3.2.3光譜測量8.3.2.3.1在測量校準溶液的光譜時，為最大程度的減少測量干擾，首先進行背景光譜的測量，然后按濃度從小到大依次完成各試樣的測量。測量前，樣品池應清洗干凈。8.3.2.3.2進樣時如樣品池出現(xiàn)溢出現(xiàn)象，應用溶劑將樣品池清洗擦拭干凈。8.3.2.3.3樣品池和稀釋倍數(shù)的選擇根據(jù)測定試樣中FAME的濃度而定，如果不清楚試樣的濃度范圍，可先測量其紅外光譜，根據(jù)樣品在1745cm-'處吸光度值對試樣中FAME的含量做初步判斷。8.3.2.3.4測量未知試樣光譜時，與校準溶液一樣，也應進行背景或參比光譜的補償。8.3.2.4吸光度值和校準吸光度值的測量首先在1670cm-1和1820cm-1之間劃切線確定測量基線，然后量取FAME在1745cm-1附近的最大吸收峰到基線的垂直距離確定吸光度值Em(見圖A.3)。為獲得良好的基線定位和信噪比，背景的測量與補償、樣品池的抗干涉都非常重要。計算時應考慮稀釋倍數(shù)，用式(3)將稀釋倍數(shù)和吸光值Em換算為校準吸光度值E。式中：Vvr——稀釋后試樣的體積，單位為毫升(mL);Vsy——稀釋前試樣的體積，單位為毫升(mL)。如試樣沒有稀釋，則稀釋因子為1,Vv/Vsy的賦值均為1?！ⅲ号c直接測量吸光度值E落在檢測器響應的線性范圍內(nèi)的試樣不同，如果測量高濃度FAME試樣，根據(jù)公式(3)對未稀釋試樣進行歸一化可能會導致Em值顯著升高。9計算9.1以質(zhì)量濃度(g/L)為單位FAME含量的計算根據(jù)式(4)計算試樣中FAME含量Xs。5GB/T23801—2021……(4)式中：a——校準曲線回歸方程中的斜率；b——校準曲線回歸方程中的截距；Xs——試樣中FAME的質(zhì)量濃度，單位為克每升(g/L)。9.2質(zhì)量濃度與體積分數(shù)之間的換算根據(jù)測量的質(zhì)量濃度Xs(g/L)和FAME的密度883.0kg/m3(15℃),按式(5)計算試樣的體積分數(shù)Ys(%)。10結果表示報告試樣的FAME體積分數(shù)(%),范圍A和范圍B修約至0.01%,范圍C和范圍D修約至0.1%。11精密度11.1概述按下述規(guī)定判斷試驗結果的可靠性(95%的置信水平)。同一操作者，在同一實驗室，使用同一儀器，按照相同的方法，對同一試樣重復兩次測定結果的差值不應超過表1中所列重復性數(shù)值。不同操作者，在不同實驗室，使用不同的儀器，按照相同的方法，對同一試樣分別進行測定得到的兩個單一、獨立的試驗結果之差不應超過表1中所列再現(xiàn)性數(shù)值。表1重復性和再現(xiàn)性測量范圍重復性，r再現(xiàn)性，R范圍A:體積分數(shù)0.05%～1%0.0126X?+0.00790.0499X?+0.0231范圍B:體積分數(shù)0.5%～3%0.0126X?+0.00790.0499X?+0.02310.0166X?-0.01950.0793X?-0.04130.0032X?+0.41870.0632X?-0.0036注1:X?是重復兩次測定結果的平均值；X?是兩個單一、獨立試驗結果的平均值。612試驗報告報告至少包含下列信息：a)對本文件的引用；b)樣品類型和名稱；試驗結果(見第10章);c)由協(xié)議或其他原因造成的與規(guī)定步驟的偏差；d)采用測試方法的范圍(范圍A、范圍B、范圍C或范圍D);e)試驗日期。7(資料性)光程和稀釋倍數(shù)參考表A.1提供了樣品池光程和稀釋倍數(shù)選擇的參考信息。表A.1中的所有值都為近似參考值。單元格中的帶底紋數(shù)字表示本試驗方法推測的FAME濃度對應的吸光度值。應注意線性范圍，最好選擇中等范圍的吸光度值以獲得最佳的測量結果。在初步試驗的基礎上，應選擇樣品池和稀釋倍數(shù)的最佳組合。由于樣品池材料不同這些近似值會有不同。圖A.1、圖A.2和圖A.3分別給出了不同F(xiàn)AME含量的紅外光譜圖。圖A.1是不含F(xiàn)AME的柴油紅外光譜圖；圖A.2是含F(xiàn)AME體積分數(shù)約為5%的柴油紅外光譜圖；圖A.3是含F(xiàn)AME體積分數(shù)約為4%的柴油，采用0.5mmCaF?樣品池測量，經(jīng)過基線校準后的紅外光譜圖。表A.1光程及稀釋倍數(shù)選擇的估算值FAME,FAME(體積分數(shù))%吸光度稀釋樣品池光程/mm樣品池光程/mm樣品池光程/mm樣品池光程/mm0.050.0090.0010.0030.001———————0.0040.0050.0120.0060.0010.01 ———— —0.090.0100.0230.0120.0020.010.010.220.0250.0560.0290.0060.030.01—0.010.010.440.050.120.0590.0120.060.030.010.020.01——0.01—0.880.1000.230.120.0230.120.060.010.050.020.012.210.250.590.290.0590.290.150.030.120.060.010.030.014.420.500.590.120.590.290.060.230.120.020.060.010.018.832.330.230.580.120.470.230.050.120.020.010.350.880.180.700.350.070.180.030.022.004.672.330.472.330.230.930.470.090.230.050.0222.082.502.920.582.920.290.58