ASTM129 pot

TIÊU CHUẨN ASTM D 129 - 91 ( IP 61/84, ISO )
XÁC ĐỊNH HÀM LƯNG LƯU HUỲNH
TRONG DẦU THÔ & SẢN PHẨM
( PHƯƠNG PHÁP ĐỐT BOM )
1 PHẠM VI:
1.1. - Phương pháp kiểm tra này dùng để xác đònh hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm dầu
mỏ , kể cả dầu nhờn có pha phụ gia, và mỡ, là những chất không thể đốt cháy hoàn toàn
bằng phương pháp đốt đèn. Phương pháp này được ứng dụng cho bất kỳ sản phẩm dầu mỏ
nào có nhiệt độ bay hơi đủ thấp mà nó có thể cân chính xác được bằng một cái thuyền mẫu
hở và có chứa ít nhất 0.1% lưu huỳnh.
• GHI CHÚ SỐ 1 : Phương pháp kiểm tra này không áp dụng cho những mẫu chứa các
nguyên tố có thể tạo cặn, ngoại trừ muối Sun-phát Ba-ri ( BaSO
4
), không tan trong
Axit Clo-hy-dric loãng và gây trở ngại khi tạo tủa. Những nguyên tố ảnh hưởng này
bao gồm sắt, nhôm, can-xi, Si-lic,và chì mà thỉnh thoảng xuất hiện trong mỡ, phụ gia
dầu nhờn, hay dầu phụ gia. Những chất không tan trong axit khác như Si-lic, Disulphit
mo-lip-den, a-mi-ăng, mi-ca cũng gây trở ngại. Phương pháp này cũng không áp
dụng đối với dầu đã qua sử dụng có chứa các kim loại bò bào mòn, và chì hay si-li-cát
từ các tạp chất. Những mẫu bò loại trừ đó có thể phân tích theo tiêu chuẩn D 1552.
2 TÀI LIỆU THAM KHẢO :Tiêu chuẩn ASTM :
• ASTM D 1552 - Phương pháp xác đònh hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm dầu mỏ
( Phương pháp nhiệt độ cao )
3 TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP .
3.1 Mẫu bò oxy hóa bằng cách đốt cháy trong bom chòu áp có chứùa oxy. Lưu huỳnh, rửa
trong bom thành muối sul-phat được xác đònh bằng phương pháp trọng lượng dưới dạng tủa
sun-phat bari ( BaSO
4
).
3.2 Chú ý - Tuân thủ nghiêm ngặt tất cả các điều khoản được nêu ra dưới đây để ngăn
chặn việc bom gãy nổ, miễn là bom được thiết kế, sản xuất đúng quy cách với cơ khí chính

xác. Tuy nhiên bom nên kèm theo một tấm màng bảo vệ bằng thép không gỉ dày ít nhất 13 mm
hay phương tiện bảo vệ tương tự để đề phòng các trường hợp bất trắc có thể xày ra.
4 THIẾT BỊ & HÓA CHẤT:
4.1 Bom
3,4
, có dung tích nhỏ nhất là 300 mL, được sản xuất sao cho không bò hở ( xì ) trong
quá trình thử nghiệm và việc thu hồi chất lỏng trong bom có thể thực hiện một cách dễ
dàng. Mặt trong của bom phải được làm bằng thép không gỉ hay bất kỳ vật liệu nào khác
3
- Tiêu chuẩn để phân biệt các bom đốt oxy còn mới và đã dùng được mô tả trong Hướng dẫn E 144, Annual Book of
ASTM Standards, tập 14.02.
4
- Bom đạt chỉ tiêu kỹ thuật của tiêu chuẩn IP12 cũng có thể chấp nhận.
sao cho nó không ảnh hưởng đến quá trình cháy cũng như đến sản phẩm. Các linh kiện sử
dụng trong bom tháo lắp dễ dàng như vòng đệm hay dây dẫn cách điện phải chòu nhiệt và
chòu hóa chất cũng như không tham gia bất kỳ phản ứng nào có thể ảnh hưởng đến hàm
lượng lưu huỳnh của chất lỏng trong bom.
4.2 Chén đựng mẫu, bằng bạch kim, có đường kính ngoài của đáy là 24 mm, có đường kính
ngoài của miệng là 27 mm, cao 12 mm và cân nặng khoảng 10 - 11g.
4.3 Dây cháy, bằng bạch kim, xấp xỉ cỡ N
o
. 26 B & S, 27 SWG hay tương đương.
• GHI CHÚ SỐ 2 : Chú ý - Công tắc đánh lửa điện phải là dạng luôn hở trừ khi thao
tác viên giữ ở vò trí đóng mạch.
4.4 Bộ phận đánh lửa, có thể cung cấp một dòng điện vừa đủ để đánh lửa bấc vải hay dây
ni-lon mà không làm chảy dây. Dòng điện được lấy từ một máy giảm áp hay từ một nguồn
pin thích hợp.
4.5 Bấc vải cô-tôn hay chỉ may bằng ni-lon, màu trắng.
5 HÓA CHẤT & THUỐC THỬ :
5.1 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 Uỷ 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.
5.2 Độ sạch của nước - Ngoại trừ các chỉ đònh khác, tiêu chuẩn cho nước phải được hiểu là
nước cất hay nước có độ sạch tương tự.
5.3 Dung dòch Clo-rit Bari BaCl
2
( 85 g/L ) - Hòa tan 100g Clo-rit Bari ngậm nước
(BaCl
2
.2H
2
O) với nước cất rồi pha loãng đến 1 lít.
5.4 Nước Brôm ( bão hòa ).
5.5 Dung dòch Axit Clo-hy-dric HCl ( tỷ trọng 1.19 ) - Axit Clo-hy-dric HCl đậm đặc.
5.6 Oxy - đủ dư để đốt cháy hoàn toàn hợp chất lưu huỳnh và các chất khác , áp suất vào
khoảng 40 atm ( 41 kgf/cm
2
).
5.7 Dung dòch Cac-bo-nat Na-tri Na
2
CO
3
( 50 g/L ) - Hòa tan 135g Cac-bo-nat Na-tri ngậm
nước (Na
2
CO

3
.10H
2
O) với nước cất rồi pha loãng đến 1 lít.
5.8 Dầu trắng, USP, hay parafin lỏng, BP, hoặc tương tự.
6 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN:
6.1 Chuẩn bò bom và mẫu - Cắt một đoạn dây đốt dài cỡ 100 mm. Cuộn đoạn giữa ( khoảng
20mm ) và gắn hai đầu với các cực. Đặt cuộn dây sao cho nó nằm phía trên và một bên của
chén mẫu. Nhét vào giữa hai vòng của cuộn dây một nhúm bấc vải hay chỉ nilon với chiều
dài tương tự sao cho một đầu hướng về chén mẫu. Cho khoảng 5 mL dung dòch Na
2
CO
3
vào
bom ( Ghi chú số 3 ) và quay bom sao cho bề mặt trong của nó được thấm đều dung dòch.
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.
Đưa vào chén một lượng mẫu và dầu trắng ( Ghi chú số 5 & 6 ) như trong bảng dưới đây,
cân mẫu chính xác đến 0.2 mg ( khi dùng dầu trắng, khuấy hỗn hợp bằng một cây đũa thạch
anh ngắn và để lại cây đũa này trong chén trong suốt quá trình cháy ).
• GHI CHÚ SỐ 3 : Sau khi dùng bom để xác đònh hàm lượng lưu huỳnh nhiều lần, một lớp
mỏng có thể xuất hiện trên bề mặt trong của bom. Lớp bẩn này phải được loại bỏ bằng
cách đánh bóng bom theo đònh kỳ. Phương pháp tốt nhấ để thực hiện việc này là xoay
bom với một máy tiện khoảng 300 vòng/phút và đánh bòng bề mặt bên trong bằng giấy
nhám mòn cỡ N
o
.

2
0
hay tương đương, phủ một lớp dầu máy mỏng để tránh trầy xước,
rồi dùng một lớp bột nhão của o-xít crômic bột mài và nước. Qui trình này sẽ rửa bỏ
tất cả kể cả ở những chỗ lõm sâu và tạo một bề mặt láng bóng. Trước khi đem bom
dùng lại phải rửa sạch bằng xà-phòng và nước để loại bỏ dầu và bột nhão còn sót lại
trong quá trình đánh bóng.
• GHI CHÚ SỐ 4 : Chú ý - Không dùng quá 1.0 g tổng khối lượng của mẫu và dầu trắng
hay chất dễ cháy ít lưu huỳnh khác hoặc không quá 0.8 g ( nếu dùng bom IP12 ).
Hàm lượng lưu huỳnh, % Khối lượng mẫu, g Khối lượng dầu trắng, g
Dưới 5% 0.6 - 0.8 0.0
Trên 5% 0.3 - 0.4 0.3 - 0.4
GHI CHÚ SỐ 5 :Việc dùng khối lượng mẫu có chứa trên 20 mg Cl
-
có thể gây nên hiện tượng
ăn mòn bom. Để tránh điều này, đối với những mẫu có trên 2% Cl
-
, khối lượng mẫu phải tùy
vào hàm lượng Cl được cho trong bảng sau :
Hàm lượng Cl
-
, % Khối lượng mẫu, g Khối lượng dầu trắng, g
2 - 5 0.4 0.4
5 - 10 0.2 0.6
10 - 20 0.1 0.7
20 - 50 0.05 0.7
• GHI CHÚ SỐ 6 :Nếu mẫu không thể trộn lẫn với dầu trắng, có thể thay thế bằng một số
dung môi dễ cháy ít lưu huỳnh khác. Tuy nhiên, tổng khối lượng của mẫu và dung môi
không bay hơi không vượt quá 1.0 g hay không quá 0.8g ( nếu dùng bom IP12 ).
6.2 Thêm Oxy -Đặt chén mẫu vào đúng vò trí và sắp xếp búi vải hay chỉ ni-lon sao cho một

đầu nhúng chìm vào mẫu. Lắp bom và vặn chặn nắp. ( Chú ý - Xem Ghi chú số 7 ). Cho
oxy vào từ từ ( tránh tràn mẫu ra khỏi chén ) cho đến khi đạt được áp suất như trong bảng
dưới đây :
Dung tích của bom, mL Áp suất thấp nhất,
a
atm ( kgf/cm
2
)
Áp suất cao nhất,
a

atm ( kgf/cm
2
)
300 - 350 38 ( 39 ) 40 ( 41 )
350 - 400 35 ( 36 ) 37 ( 38 )
400 - 450 30 ( 31 ) 32 ( 33 )
450 - 500 27 ( 28 ) 29 ( 30 )
a
Áp suất thấp nhất để cung cấp đủ oxy cho quá trình cháy hoàn toàn và áp suất cao thể hiện yêu cầu an toàn.
a
• GHI CHÚ SỐ 7 : Chú ý - Không cho oxy vào hay đốt mẫu nếu bom bò rung, rơi, hay
nghiêng.
6.3 Đốt cháy - Ngâm bom trong bể nước lạnh. Nối hai cực với dòng điện. Đóng mạch để
đốt cháy mẫu ( Chú ý - Ghi chú số 8 ). Lấy bom ra khỏi bể sau khi ngâm ít nhất 10 phút.
Cho áp suất giảm đều trong khoảng không ít hơn 1 phút. Mở bom ra và kiểm tra bên trong.
Nếu thấy có vết dầu chưa cháy hay có muội bồ hóng, loại bỏ thí nghiệm và rửa sạch cẩn
thận bom trước khi sử dụng lại lần nữa ( Ghi chú số 3 ).
• GHI CHÚ SỐ 8 : Chú ý - Không đến gần bom ít nhất 20 giây sau khi đốt cháy.
6.4 Thu hồi dung dòch lưu huỳnh - Rửa qua bên trong bom, chén dầu, và bề mặt trong của

nắp bom bằng tia nước cất, và thu hồi dung dòch rửa vào một cốc dung tích 600 mL có đanh
dấu mức 75 mL. Rửa sạch bất kỳ chất lắng đọng nào trong bom. Rửa đế của các cực cho
đến khi dung dòch rửa trung tính với chất chỉ thò thích hợp. Cho thêm 10 mL nước Brôm bão
hòa vào dung dòch rửa trong cốc. ( Thể tích dung dòch rửa thường lớn hơn 300 mL ). Cho
chén mẫu vào một cái cốc có dung tích 50 mL. Cho vào chén 5 mL nước Brôm bão hòa, 2
mL HCl, và nước cất vừa đủ tràn miệng chén. Đun nóng toàn bộ cốc đến nhiệt độ thấp hơn
nhiệt độ bay hơi của nó khoảng 3 - 4 phút rồi đổ vào cốc có chứa dung dòch rửa bom. Rửa
kỹ chén mẫu và cốc 50 mL bằng nước cất. Rửa sạch toàn bộ chất lắng trong chén. Đổ dung
dòch rửa từ chén và cốc 50 mL và các chất lắng ( nếu có ) vào dung dòch rửa bom trong cốc
600 mL. Không nên lọc bất kỳ dung dòch rửa nào bởi vì việc lọc sẽ làm mất đi lưu huỳnh
trong các chất không tan.
6.5 Xác đònh hàm lượng lưu huỳnh - Làm bay hơi dung dòch rửa hỗn hợp đến 200 mL trên
một bếp nóng hay bất kỳ nguồn nhiệt nào khác. Điều chỉnh nhiệt để duy trì sự sôi chậm và
cho vào đó 10 mL dung dòch BaCl
2
, hoặc thành dòng hoặc nhỏ giọt. Khuấy dung dòch trong
khi đổ vào và sau đó 2 phút nữa. Đậy cốc bằng tấm kính đồng hồ có rãnh và tiếp tục cho sôi
từ từ cho đến khi dung dòch bay hơi còn gần 75 mL ngay tại thể tích đánh dấu trên cốc. Lấy
có6c ra khỏi bấp và để nguội khoảng 1 giờ trước khi lọc. Lọc lớp chất lỏng bề mặt qua giấy
lọc không tàn ( Ghi chú số 9 ). Rửa chất kết lắng bằng nước, đầu tiên gạn lắng sau đó qua
lọc, cho đến khi hết sạch Cl
-
. Cho giấy và chất kết lắng vào chén nung đã cân và sấy ( Ghi
chú số 10 ) với nguồn nhiệt thấp cho đến khi chất ẩm bốc hơi hoàn toàn. Hóa than hoàn
toàn giấy lọc mà không đốt nó cháy, rối cuối cùng đốt cháy bằng nhiệt đỏ rực cho đến khi
cặn có màu trắng. Sau khi đốt cháy hoàn toàn, để chén nguội ở nhiệt độ phòng rồi đem cân.
• GHI CHÚ SỐ 9 : - Một chén nung lọc bằng sứ đã cân ( dạng Selas ) có độ xốp khoảng 5 -
9
µ
m có thể thay thế cho giấy lọc. Trong trường hợp này chất kết lắng được rửa sạch

Cl
-
rồi đem nung đến trọng lượng không đổi ở nhiệt độ 500
±
25
o
C.
• GHI CHÚ SỐ 10 : - Dụng cụ thỏa mãn của việc nung nóng, hóa than, và đốt cháy giấy
cũng như chất kết lắng là đắt chén nung chứa giấy lọc còn ướt vào một lò nung nguội
và bật điện. Đun, hóa than, và đốt cháy thường xảy ra ở tốc độ mong muốn.
6.6 Mẫu trắng - Xác đònh mẫu trắng khi nào hóa chất mới, dầu trắng, hay chất dễ bắt
cháy lưu huỳnh thấp khác được đưa vào sử dụng. Khi xác đònh mẫu trắng, lấy 0.3 - 0.4g
và theo các trình tự thông thường.
7 TÍNH TOÁN :
Tính hàm lượng lưu huỳnh trong mẫu như sau :
Lưu huỳnh, %T.L = ( P - B ) x 13.73 / W
Trong đó : * P - lượng BaSO
4
thu được từ mẫu.
* B - lượng BaSO
4
thu được từ mẫu trắng.
* W - lượng mẫu sử dụng.
8 BÁO CÁO :
Kết quả được báo cáo chính xác đến 0.01%.
9 ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ ĐỘ LỆCH.
9.1 Độ chính xác của phương pháp thử này không được hiểu là đã đạt được theo hướng dẫn
hiện hành ( chẳng hạn như trong Báo cáo nghiên cứu Uỷ ban D-2 “ Cẩm nang về xác đònh
độ chính xác số liệu với các phương pháp ASTM cho sản phẩm dầu mỏ và dầu nhờn ”)
9.1.1 Độ lặp lại - Sai số giữa hai kết quả thử nghiệm 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:
9.1.2 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 :
H.L lưu huỳnh , %T.L Độ lặp lại Độ tái lập
0.1 - 0.5 0.04 0.05
0.5 - 1.0 0.06 0.09
1.0 - 1.5 0.08 0.15
1.5 - 2.0 0.12 0.25
2.0 - 5.0 0.18 0.27
• GHI CHÚ SỐ 11 : - Độ chính xác nêu ra ở bảng trên không áp dụng đối với mẫu có hơn
2% Cl
-
bởi vì giới hạnlượng mẫu cho vào đốt cháy bò sai.
• GHI CHÚ SỐ 12 : - Phương pháp này chỉ thử nghiệm đối với mẫu có hàm lượng lưu huỳnh
trong khoảng 0.1 - 5.0 %T.L.
• GHI CHÚ SỐ 13 : - Thông tin dưới đây về độ chính xác của phương pháp này được phát
triển bởi Viện Dầu mỏ ( London ) :
(a)- Kết quả của những lần thử nghiệm sau không sai nhiều hơn tổng sau :
Độ lặp lại Độ tái lập
0.016 x + 0.06 0.037 x + 0.13
Với x - các kết quả của những lần thử nghiệm sau.
9.2 Độ lệch - Kết quả đạt được trong một phòng thí nghiệm theo phương pháp thí nghiệm
ASTM D 29 trên hóa chất thử tiêu chuẩn NIST Nos. 1620A, 1621C, và 1662B nhận thấy
cao hơn 0.05 %T.L so với những giá trò chuẩn đã được công nhận.