一、微量法(熱重分析法,GB/T 17144-1997)
原理
基于熱重分析技術,通過程序控制加熱溫度,使樣品在惰性氣體(如氮氣)氛圍中逐步升溫,經(jīng)歷蒸發(fā)、裂解、縮合等過程,最終殘留的碳質殘渣即為殘?zhí)俊x器通過實時監(jiān)測樣品質量隨溫度的變化,計算出殘?zhí)亢俊?/p>
操作步驟
樣品稱量:稱取約 1~2 克樣品(精確至 0.1mg),置于專用石英坩堝中。
加熱程序:
低溫階段(室溫~150℃):蒸發(fā)樣品中的輕組分(如溶劑)。
中溫階段(150~500℃):樣品裂解生成揮發(fā)性物質,剩余物質開始縮合。
高溫階段(500~600℃):殘渣碳化,形成穩(wěn)定殘?zhí)俊?/p>
數(shù)據(jù)處理:根據(jù)加熱前后樣品質量差,計算殘?zhí)堪俜直龋ㄒ再|量分數(shù)表示)。
特點
優(yōu)勢:
自動化程度高,無需人工值守,操作簡便。
樣品用量少(僅需 1~2 克),適用于貴重或微量樣品。
分析速度快,單次測試約 30~60 分鐘。
測量范圍廣(0.01%~100%),精度高(相對誤差≤5%)。
適用范圍:
石油產(chǎn)品(如潤滑油、燃料油、蠟油、渣油等)。
化工產(chǎn)品(如瀝青、焦炭、高分子材料熱穩(wěn)定性評估)。
可替代傳統(tǒng)康氏法(適用于殘?zhí)亢浚?.1% 的樣品)。
二、康氏法(康拉德遜殘?zhí)繙y定法,GB/T 268-1987)
原理
基于傳統(tǒng)蒸發(fā) - 碳化法,將樣品在無空氣通入的條件下加熱,使其蒸發(fā)和分解,最終殘留的焦狀殘渣經(jīng)高溫煅燒后,稱量得到殘?zhí)亢俊?/p>
操作步驟
樣品預處理:稱取約 10 克樣品(精確至 0.5 克),置于康氏殘?zhí)繜恐小?/p>
加熱碳化:
在砂浴中加熱燒瓶,使樣品蒸發(fā)并形成殘渣。
殘渣在高溫(700℃左右)下進一步碳化,生成殘?zhí)俊?/p>
煅燒與稱量:將殘渣轉移至坩堝中,在高溫爐中煅燒至恒重,計算殘?zhí)抠|量分數(shù)。
特點
優(yōu)勢:
經(jīng)典方法,適用于殘?zhí)亢枯^高(>1%)的樣品,如渣油、瀝青等。
設備結構簡單,成本較低。
局限性:
人工操作繁瑣,需全程監(jiān)控加熱過程,耗時較長(單次測試約 2~3 小時)。
樣品用量大,對低殘?zhí)繕悠罚ǎ?.1%)誤差較大。
適用范圍:
石油煉制行業(yè)(評估重油、渣油的結焦傾向)。
潤滑油生產(chǎn)(判斷添加劑或基礎油的熱穩(wěn)定性)。
兩種方法的對比與選擇
項目微量法(熱重法)康氏法
原理熱重分析,程序控溫蒸發(fā) - 碳化 - 煅燒
樣品用量1~2 克約 10 克
分析時間30~60 分鐘2~3 小時
殘?zhí)糠秶?span style="white-space:pre">0.01%~100%>1%
自動化程度高(自動控溫、數(shù)據(jù)采集)低(人工操作)
精度高(相對誤差≤5%)較低(尤其對低殘?zhí)繕悠罚?/p>
適用場景微量樣品、高精度需求、快速分析高殘?zhí)繕悠贰鹘y(tǒng)工藝驗證
選擇建議
優(yōu)先選微量法:若樣品量少、需快速檢測或殘?zhí)亢枯^低(如汽油、柴油添加劑),或需自動化分析。
選康氏法:若樣品殘?zhí)亢扛撸ㄈ缭汀r青),且對設備成本敏感,或需符合傳統(tǒng)工藝標準。
注意事項
方法標準:微量法遵循 GB/T 17144,康氏法遵循 GB/T 268,需根據(jù)行業(yè)標準選擇合適方法。
樣品代表性:取樣時需確保均勻,避免輕組分揮發(fā)或雜質干擾。
儀器維護:微量法需定期校準溫控系統(tǒng)和天平,康氏法需清潔燒瓶和坩堝,避免殘留污染。
通過合理選擇測定方法,可準確評估石油產(chǎn)品的殘?zhí)刻匦裕瑸樯a(chǎn)工藝優(yōu)化、質量控制及設備運行維護提供關鍵數(shù)據(jù)支持。
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