CNS 15078-2007 Method of test for determination of the oxidation stability of middle distillate fuels《中质蒸馏燃油氧化稳定性测定法》.pdf

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1、1 印月965月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 75.160.20 K6114115078經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 965月14日 月日 (共7頁)中質蒸餾燃油氧化穩定性測定法 Method of test for determination of the oxidation stability of middle distillate fuels 1. 適用範圍：本標準規定在加速氧化條件下，測定中質蒸 餾燃油固有穩定性 (inherent stability)之方法。 1.1 本標準不適用於含殘餘油或顯著量源 自非石油成分之燃油。在本

2、標準之測試條件下，提供估測中質蒸餾燃油 (初沸點高於約 175 及 90 %(v/v)回收點在 370 以下 )儲存穩定性之基礎。 1.2 本標準無法預測實地儲存時，在一定 時間內所生成之不溶物數量。不溶物之生成量受特定條件影響，而這些條件變化太大，以致無法以本方法準確地估測。 備考： 本標準可能涉及有危險性的材料，操作和設備，本標準要旨不在強調有關使用它時的所有安全問題。使用者應建立適用之安全衛生之操作準則，並且在使用之前能決定規則範圍之應用性。對於特殊有害的聲明參閱各節備考。 2. 用語釋義 2.1 附著不溶物 (adherent insolubles)：在本標準測試條件下，加速 氧化過程

3、中所產生之不溶物質，其中當燃油沖洗出來後仍附著在玻璃器皿上之物質。 2.2 可濾不溶物 (filterable insolubles)：在本標準測試條件下，加速氧化過程中所產生之不溶物質，其中可以從沖洗出燃 油中過濾分離之物質。包括懸浮於燃油中之物質以及氧化槽及氧氣供氣管中容易以碳氫溶劑洗出之物質。 2.3 固有穩定性 (inherent stability)：當接觸空氣時 保持不變之性能，但不包含接觸其他環境因子如：水分、活性金屬表面及灰塵等。 2.4 總不溶物 (total insolubles)：附著不溶物及可濾不溶物之總和。 2.5 零時 (起始時間， zero time)：氧化槽開始

4、放置在加熱浴之時間。 3. 方法概要：經過濾之燃油試樣在 95 及通氧氣泡下老化 16 小時。老化後試樣冷卻至約室溫，再過濾得到可濾不溶物含量。附著不溶物用三溶劑 (TAM， trisolvent)(第4.4 節 )從氧化槽及關連的玻璃器皿中移出，將溶劑蒸發後可得到附著不溶物含量。附著不溶物含量及可濾不溶物含量之總和報告為總不溶物含量。 4. 試劑與材料：除非另有規定，所有試驗中都必須使用分析級化學品，其他等級新鮮蒸餾的試藥，只要確定該試劑有足夠的純度而不至於降低測定準確性者，亦可使用。水的純度須符合 CNS 3699化學分析用水第 3 節表 1 類型 A3 之規定。 備考：已發現使用商業級溶

5、劑，其不純物含量有可能影響測試結果。 4.1 丙酮 (CH3COCH3)：分析級。 2 CNS 15078, K 61141 4.2 甲苯 (C6H5CH3)：分析級。 4.3 甲醇 (CH3OH)：分析級。 4.4 三溶劑 (TAM， trisolvent)：同體積丙酮 (第 4.1 節 )、甲苯 (第 4.2 節 )及甲醇 (第 4.3節 )之混合溶液。 4.5 2,2,4 三甲基戊烷異辛烷， CH3C(CH3)2CH2CH(CH3)CH3：純度 99.5 %以上。 4.6 氧氣：如氧氣係經由工場管線供應， 則在加熱浴附近應加裝過濾器。使用適當之調節閥，調整氧氣供應。 5. 裝置：所有量測

6、裝置應依操作手冊之指示進行校正、驗證及定期檢查其性能以確保結果之一致性。 5.1 氧化槽：如圖 1 所示，由硼矽玻璃製造，包括測試管、冷凝器及氧氣供應管，槽中放置銅或鋼線圈。 備考： 本裝置亦可使用於 ISO 4263 Petroleum and related products Determination of the ageing behaviour of inhibited oils and fluids TOST test使用前如用於 ISO 4263，則應澈底清洗乾淨以確保無金屬殘存在內。為避免鉻污染及保護檢測人員遭受潛在傷害，不要使用鉻酸洗滌液清洗玻璃器皿。 5.2 加熱浴：含液體

7、介質，能恆溫控制使氧化槽內燃油之溫度控制在 (95.0 0.2) (參閱本節備考 2)。配備適當之攪拌裝置，可使浴槽內之溫度均勻一致。加熱浴槽之體積應足以容納所欲放置數目之氧化槽至深度約 350 mm。氧化進行時，浴槽構造應能遮蔽光線，避免試樣接觸光線。每一氧化槽最小約需 6 公升液體容量。 備考 1. 為使試樣溫 度維持在指定範圍內，通常加熱浴溫度需維持在 (95.595.8)之間。 2. 符合上述相同容量及控制要求之金屬塊式加熱浴亦適合使用。 3 CNS 15078, K 61141 圖 1 氧化槽 10 玻璃凝器7 35外部4530100氧氣供應管7 mm 硼矽玻璃管6 mm 硼矽玻璃管

8、3815 60 750單位：mm 5.3 流量計：能量測氧流量 (3.0 0.3)L/h。每一氧化槽使用一流量計。 5.4 過濾介質乾燥烘箱：能在 (80 2)蒸發溶劑，以乾燥過濾介質。 5.5 玻璃器皿乾燥烘箱：能在 (105 5)乾燥玻璃器皿。 5.6 過濾器組合：如圖 2 所示，能夾住過濾介質。 5.7 過濾介質：耐綸 (nylon)濾膜，直徑 47 mm，標稱孔徑 0.8 m。試樣製備過濾時只用一片濾膜，測定可濾不溶物時使用兩片質量匹配之濾膜。 備考：因容易使用，選用耐綸濾膜，但纖維素酯濾膜亦可使用。 5.8 蒸發器皿：用於測定附著不溶物 (第 9.5 節 )，包含由硼矽玻璃製造之高型

9、燒杯，體積 200 mL 或 100 mL(依採用之方法而定 )。 5.9 一般裝置：可精秤至 0.1 mg 之天平，可將蒸發器皿 (第 5.8 節 )中液體加熱至 135 之加熱板，乾燥器 (無乾燥劑 )，用於搬動濾膜之扁平端鉗子，及適當之 計時裝置。 4 CNS 15078, K 61141 圖 2 過濾器組合 過斗 膜支撐 6. 裝置準備 6.1 氧化槽以外其他玻璃器皿之準備：用三溶劑 (TAM)(第 4.4 節 )澈底清洗玻璃器皿，再用水，接著用微鹼性或中性洗潔劑洗滌。以 A3 級分析用水 (第 4 節 )沖洗三次，再用丙酮 (第 4.1 節 )沖洗去除水分，令其乾燥。 6.2 氧化槽

10、及其附件之準備：第 6.1 節之準備完成後，將氧化槽裝滿含洗潔劑之第 3級水 (第 4 節 )。將氧氣供應管放入氧化槽內，冷凝器置於氧氣供應管之上，浸泡最少 2 小時；清洗，倒乾，用自來水沖洗 5 次，再用 A3 級分析用水 (第 4 節 )沖洗三次。最後用丙酮 (第 4.1 節 )沖洗，倒乾丙酮，讓氧化槽及氧氣供應管乾燥。 6.3 蒸發燒杯之準備：清洗乾淨之蒸發器皿 (第 5.8 節 )置於烘箱 (第 5.5 節 )中乾燥 60分鐘。將燒杯放入乾燥器冷卻約 60 分鐘。精秤燒杯重量至 0.1 mg。 7. 取樣 7.1 除非另有其他取樣規定，否則取樣步驟應依循 CNS 1217石油及其產品之

11、取樣法或符合同等之國際標準取樣。 7.2 分取試樣時，樣品需先混合均勻及細 分，並應避免陽光照射。加速氧化測試前試樣之儲存、測試期間及測試後之冷卻階段，均應在暗處進行。 7.3 盛裝樣品之容器應為內襯環氧樹脂之 金屬製或類似材質之容器，容器應先以所取之樣品沖洗 2 次。如使用硼矽玻璃容器，則應經包覆或裝盒以遮蔽光線。勿使用軟 (鈉 )玻璃製容器或塑膠容器 (避免可能滲出可塑劑 )。 7.4 收樣後應儘快進行測定。 備考： 如樣品無法於一天內測試，則應以惰性氣體 (如不含氧之氮氣、氬氣或氦氣等 )覆蓋，並儲存在不高於 10 但不低於霧點之溫度。 8. 樣品製備 8.1 如收樣儲存於油槽、油桶或大

12、於 19 公升容器時，使用第 7.2 節之細分程序。 5 CNS 15078, K 61141 8.2 在用傾倒、吸管吸取或其他方式取實 驗室樣品前，應以搖動、滾動或其他方法澈底混合細分之較小樣品。 8.3 凡與樣品接觸之管件、取樣器、移液 管、燒杯或其他裝置設備等，在使用前以三溶劑 (TAM)(第 4.4 節 )洗淨，再以部分樣品沖洗。在混合均勻及酌取樣品量前，如樣品儲存溫度明顯低於 10 時，應先使樣品溫度回升至室溫，並檢視沒有出現未溶解之石蠟。 備考： 加熱使分離之石蠟重新溶解，也讓黏度降低至一程度使能有效混合。加熱時伴隨攪拌有助於石蠟再溶解。 9. 步驟 9.1 樣品過濾：將單片濾膜

13、(第 5.7 節 )放置在濾膜支撐上面，過濾漏斗夾在濾膜支撐之 上，如 圖 2 所示。以約 80 kPa 吸濾 (燒瓶內之絕對壓力約 20 kPa)。倒 入 400 mL燃油，經濾膜 (第 5.7 節 ) 吸濾入 500 mL 乾淨 (第 6.1 節 )之吸濾燒瓶。過濾完畢後，拋棄過濾介質。重複上述步驟，過濾每支樣品。同一濾 膜不可使用第二次，因第一次油樣留在濾膜上之過濾物可能會使第二次油樣濾出更多固體。 9.2 組裝氧化裝置：將一乾淨之氧氣供應管放入乾淨之氧化槽 (第 6.2 節 )中，並倒入(350 5)mL 經過濾之燃油。再儘快 (從量油樣體積算起絕不可超過 60 分鐘 )將氧化槽放入加

14、熱浴中 (第 5.2 節 )，並使氧化槽內之燃油液面低於加熱浴液體媒介之液面。在任何過渡期間，氧化槽均需 置於暗處。將一冷凝器放在氧氣供應管及氧化槽之上；冷凝器連接至冷卻水。 氧氣供應管經流量計接至氧氣供應，調整氧氣流量為 (3.0 0.3)L/h。確認樣品不會接觸光線。記 錄氧化槽放入加熱浴時間，做為零時 (第 2.5 節 )。讓氧化槽繼續放在加熱浴 (16.00 0.25)小時。記錄氧化槽放入加熱浴之順序。當測試樣品 之氧化槽數目少於加熱浴能容納之氧化槽數目時，多餘之氧化槽容量應放置內含 350 mL 穩定液體之氧化槽，但這些假試樣氧化槽不必接上氧氣供應管及冷凝器。 9.3 冷卻試樣：依照

15、原來放入加熱浴之順 序，從加熱浴中取出氧化槽；氧化槽開口處蓋上鋁箔或塑膠膜以避免污物或灰 塵掉入。記錄試樣取出時間，計算從零時(第 2.5 節 )起算之時間間隔。氧化槽放置在室溫及通風之暗處，但其溫度應高於燃油之霧點。試樣放置直到其溫度達到室溫為止，但放置時間不得超過 4 小時。 9.4 測定可濾不溶物量：使用一對質量匹配之濾膜 (第 5.7 節 )，參閱圖 2 組裝過濾裝置。以約 80 kPa 吸濾，倒入冷卻試樣過濾。試樣完全通過濾膜後，以三份個別的 (50 5)mL 之 2,2,4 三甲基戊烷 (第 4.5 節 )澈底沖洗氧化槽及氧氣供應管。所有之沖洗液均應過濾，過濾完成後拆開過濾裝置之上

16、部，另用 (50 5)mL 之 2,2,4三甲基戊烷沖洗與濾膜接觸之邊緣部分。丟棄濾液。濾膜在 80 乾燥 30 分鐘，再冷卻 30 分鐘。分別精秤上面 (試樣 )及下面 (空白 )濾膜至 0.1 mg。 備考： 使用一對質量匹配之濾膜，係假設通過上層濾膜之沈積物不會留在下層濾膜上而且空白校正只針對試樣 /溶劑之吸收。偶而，通過上層濾膜之物質會滯留在下層濾膜上。如果下層濾膜可看出沈積物，或下層濾膜質量增加超過 10 mg，則計算時應加入下層濾膜增加之質量。如濾膜嚴重阻6 CNS 15078, K 61141 塞，無法於 120 分鐘內過濾完成，則用另一組濾膜過濾剩餘燃油，並另用 (50 5)m

17、L 之 2,2,4 三甲基戊烷沖洗過濾介質及裝置。 9.5 測定附著不溶物量：在沖洗氧化槽及氧氣供應管 (第 9.4 節 )完畢後，用三份相同體積總體積 (755)mL之三溶劑 (第 4.4 節 )沖洗三次以溶解附著不溶物。檢視氧化槽及氧氣供應管是否有污漬或顏色。如有，則表示未完全溶解附著不溶物，此時應另以 25 mL 三溶劑第四次沖洗。沖洗之三溶劑蒐集於一個或多個已知空重之 100 mL 燒杯 (第 5.8 節 )，依 ISO 6246 Petroleum products Gum content of light and middle distillate fuels Jet evapor

18、ation method之規定在 160 以噴流空氣 (air jet)蒸發吹除三溶劑 (第 4.4 節 )。也可將沖洗溶劑蒐集於一已知空重之 200 mL 燒杯 (第 5.8 節 )，在排煙櫃內非常小心地 (特別同時蒸發多個燒杯時更應謹慎 )以 135 加熱板 (第 5.9 節 )蒸發溶劑。溶劑完全蒸發後，將燒杯放入乾燥器 (第 5.9 節 )冷卻 60 分鐘。為校正溶劑中所含不純物，在另一已知空重之燒杯，量入相同體之三溶劑 (第 4.4 節 )，以相同之程序蒸發、冷卻後作為空白燒杯。精秤燒杯至 0.1 mg。 10. 計算 10.1 可濾不溶物含量：依下式，計算可濾不溶物含量 A，單位 g

19、/m3： 35.012mmA= 式中，1m ：空白 (下層 )濾膜之重量， mg 2m ：試樣 (上層 )濾膜之重量， mg 10.2 附著不溶物含量：依下式，計算附著不溶物含量 B，單位 g/m3： ()()35.03546mmmmB= 式中， m3：空白燒杯之重量， mg m4：試樣燒杯之重量， mg m5：空白燒杯之最終重量， mg m6：試樣燒杯之最終重量， mg 10.3 總不溶物含量：依下式，計算總不溶物含量 C，單位 g/m3： BAC += 備考： 有些標準可能仍慣用 mg/100 mL 為單位。假使如此，則上述之結果應除以 10；或將第 10.1 節及第 10.2 節式中之除

20、數改為 3.5。 11. 結果表示 11.1 報告總不溶物含量 C 至最接近之 1 g/m3，以及使用之濾膜數 (第 9.4 節 )。報告亦可加入 (非強制性 )可濾不溶物含量 A 及附著不溶物含量 B 至最接近之 1 g/m3。 11.2 如氧化槽放置於熱水浴之時間不同於 (16 0.25)小時，則應報告實際放置時間。 12. 精密度：表 1 列出一些不同總不溶物含量之精密度計算結果例子。 備考：精密度數據適用於在測定附著不溶物含量程序中兩種可選用方法中之任一種。 12.1 重複性， r：同一操作員，使用同一套裝置、在相同條件下正確使用本標準方法對同一樣品進行檢驗，連續二次試驗結果之差異，長

21、期而言在 20 組測試中7 CNS 15078, K 61141 僅能有一組超出下式之 r： 25.0104.5 =cr 式中， C 為比較之二次總不溶物含量試驗結果之平均值， g/m312.2 再現性， R：不同的操作員，在不同的實驗室中使 用不同設備，對相同樣品進行檢驗，其兩個單獨且獨立的試驗結果之差異，在 20 組測試中僅能有一組超下式之 R： 25.0106.10 =cR 式中， C 為比較之二次總不溶物含量試驗結果之平均值， g/m3表 1 計算之精密度數據 總不溶物含量， g/m3重複性， r， g/m3再現性， R， g/m315 20 25 30 6.0 6.4 6.8 7.1

22、 11.7 12.6 13.3 14.0 13. 測定報告：須包括下列事項 試驗方法 試驗結果 試驗日期 完全鑑定試樣所需之必要資訊 可能會影響試驗結果之本標準未規定或視為選擇性之所有操作條件及任何情況 引用標準： CNS 1217 石油及其產品之取樣法 CNS 3699 化學分析用水 ISO 4263:2003 Petroleum and related products Determination of the ageing behaviour of inhibited oils and fluids TOST test ISO 6246:1995 Petroleum products Gum content of light and middle distillate fuels Jet evaporation method