ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

БИТУМЫ НЕФТЯНЫЕ Методы определения содержания парафина

СТ РК 1230-2003

(DIN EN 12606-1:2000, MOD)

Издание официальное

Комитет по стандартизации, метрологии и сертификации Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан (Госстандарт)

Астана

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Казахстанский дорожный научно-исследовательский институт» (ОАО «КаздорНИИ»)

ВНЕСЕН Комитетом автомобильных дорог и строительства инфраструктурного комплекса Министерства транспорта и коммуникаций Республики Казахстан

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Комитета по стандартизации, метрологии и сертификации Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан от 19 декабря 2003г. № 514

3    Настоящий стандарт модифицирован относительно национального стандарта Германии DIN EN 12606-1:2000 «Битумы и битумные вяжущие материалы Определение содержания твердого парафина Часть 1 Метод с применением перегонки» путем изменения наименования и структуры стандарта, объяснение которым даны в дополнительном приложении.

Настоящий стандарт соответствует Д1Ы EN 12606-1:2000, в части определения твердого парафина методом перегонки

4 СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Комитета по стандартизации, метрологии и сертификации Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан

CT РК 1230-2003

10.5    Помещение, в котором производится работа с битумами, битумными вяжущими и растворителями, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.

10.6    При работе с битумами, битумными вяжущими и растворителями следует соблюдать общие требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004

При загорании небольших количеств битума или растворителей их следует тушить песком, кошмой или пенным огнетушителем. Развившиеся пожары следует тушить пенной струей. Допускается использовать иные методы, предусмотренные в установленном порядке уполномоченными органами в области пожарной безопасности

Дополнительное приложение

(справочное)

Изменение наименования и структуры государственного стандарта модифицированного относительно примененного национального стандарта Германии Таблица

Сравнение наименовании

Наименование: «Битумы и битумные Наименование: Битумы нефтяные. Методы вяжущие материалы Определение определения содержания парафина содержания твердого парафина Часть 1 Метод с применением перегонки»

⁾ Наименование настоящего стандарта изменено в связи с тем, что в республике определяется только содержание парафина в нефтяных битумах, а также в связи с тем, что стандарт содержит два метода определения парафина: применяемый в Республике Казахстан и предусмотренный национальным стандартом Германии Сравнение структуры стандартов

Национальное предисловие Предисловие

1    Область применения

2    Нормативные ссылки

3    Термины и определения

4    Принцип

5    Реактивы и материалы

6    Аппаратура

7 Пробоотбор

8 Процедура

9 Вычисление

10 Выражение результатов

11 Точность

12 Акт об испытании

Содержание

1    Область применения    1

2    Нормативные ссылки    1

3    Определения    2

4    Средства измерений, испытаний, контроля    и вспомогательные устройства    2

5    Порядок подготовки к проведению    испытаний    5

6    Порядок проведения испытаний    5

6.1    Метод 1. Определение содержания твердого парафина с применением    5

пеяре гонки

6.2    Метод 2. Определение содержания твердого парафина с применением    6

хроматографического разделения

7    Правила обработки результатов испытаний    7

8    Пределы допускаемой погрешности испытаний    8

9    Правила оформления результатов испытаний    8

10    Требования безопасности    8

Дополнительное приложение. Изменение наименования и структуры государствен- 10

CT PR* 1230-2003

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

БИТУМЫ НЕФТЯНЫЕ Методы определения содержания парафина

Дата введения 2005.01.01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на нефтяные битумы и устанавливает методы определения содержания твердого парафина: метод перегонки и хромотографнческого разделения

Сущность метода перегонки заключается в установлении содержания твердого парафина в дистилляте, полученном при заданном процессе перегонки, с последующей кристаллизацией парафинов из смеси диэтнлового эфира (в тексте эфир) и этилового спирта (1:1) при снижении температуры до минус 20 °С.

Сущность метода хроматографического разделения заключается в предварительном осаждении гептаном или нзооктаном асфальтенов из растворенного в толуоле битума, адсорбции смолистых веществ оксидом алюминия и выделении парафинов из десорбированной фракции вымораживанием при минус 20 °С из ацетон-толуольной смеси 1:2.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

CT РК 1.5-2000 Государственная система стандартизации Республики Казахстан. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов

СТ РК 2.4-2000 Поверка средств измерений Организация и порядок проведения

СТ РК 2.30-2001 Порядок проведения метрологической аттестации средств измерений.

ГОСТ 8 010-99 ГСП Методики выполнения измерений.

ГОСТ 12.1 004-91 ССБТ Пожарная безопасность Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ Вредные вещества Классификация и общие требования безопасности.

ГОСТ 12.1.014-79 ССБТ Воздух рабочей зоны Метод измерения концентраций вредных веществ индикаторными трубками

ГОСТ 400-80 Термометры стеклянные для испытаний нефтепродуктов. Технические условия

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки Общие технические условия.

ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты Методы отбора проб

ГОСТ 2603-79 Ацетон Технические условия.

ГОСТ 3134-78 Уайт-спирит. Технические условия.

ГОСТ 4095-75 Изооктан технический Технические условия.

ГОСТ 5556-81. Вата медицинская гигроскопическая Технические условия

ГОСТ 5789-78 Толуол. Технические условия

ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия.

Издание официальное

CT РК 1230-2003

ГОСТ 8136-85 Оксид алюминия активный. Технические условия

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые Технические условия.

ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная Технические условия.

ГОСТ 12162-77 Двуокись углерода твердая. Технические условия

ГОСТ 17299-78 Спирт этиловый технический. Технические условия

ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 25828-83 Гептан нормальный эталонный. Технические условия.

ГОСТ 28084-89 Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия

ИСО 4793-80 Фильтры лабораторные спекшиеся (пористые). Класс пористости. Классификация и обозначение.

3    Определения

В настоящем стандарте применяется термин с соответствующим определением.

Твердый парафин: Смесь углеводородов, полученная в ходе заданного процесса, кристаллизующаяся из смеси эфира и этанола (1:1) или из смеси ацетона и толуола (1:2) при снижении температуры до минус 20 °С и имеющая диапазон плавления выше 25 °С.

4    Средства измерений, испытаний, контроля и вспомогательные устройства

4 1 Посуда и лабораторное оборудование по ГОСТ 25336:

-    колбы-Кн-1-250 или Кн-2-250, Кн-1-500 или Кн-2-500;

-    стаканы Н-1-250;

-    воронки В-75 или В-100;

-    воронка фильтрующая ВФ-1-32-ПОР40 или ВФ-1-40-ПОР40,

-    колба Бунзена с тубусом 1-500;

-    стаканчики для взвешивания СВ;

-    холодильник ХПТ или ХШ или ХСН.

-    дефлегматор;

-    эксикатор 2-250;

-    насос водоструйный или любой насос, создающий разряжение;

-    соединительные элементы, предназначенные для сборки различных лабораторных приборов, аппаратов и установок;

-    промывалка;

-    стеклянная пластинка;

-    стеклянная палочка

4.2    Цилиндры мерные вместимостью 50 см'\ 100 см³ по ГОСТ 1770.

4.3    Чашки фарфоровые по ГОСТ 9147.

4.4    Сито с металлической сеткой № 07 по ГОСТ 6613 или другие сита с аналогичными размерами сетки.

4.5    Плитка электрическая с закрытой спиралью

4.6    Шкаф сушильный, диапазон автоматического поддержания температуры 50-350 °С с погрешностью ±2 °С.

4.7    Муфельная печь с диапазоном нагрева до 800 °С.

4.8    Термометры стеклянные типа ТИН-3 диапазон измерения от минус 38 °С до плюс 50 °С, с ценой деления шкалы 1 °С; термометр ТПК, диапазон измерения от 0 °С доЗОО °С с ценой деления 5 °С; термометр типа ТН-4 от 0 °С до 150 °С с ценой деления 1 °С по ГОСТ 400

CT РК 1230-2003

4.9    Весы лабораторные аналитические с погрешностью взвешивания не более 0.0002 г и наибольшим пределом взвешивания 200 г и весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 0.01 г по ГОСТ 24104;

4.10    Перегонная установка (рисунок 1). в которую входят основные элементы:

-    перегонная круглодонная колба с пробковой заглушкой для разгонки нефтепродуктов типа КРН вместимостью 100 см³ из термостойкого стекла группы ТС с размерами, указанными на рисунке 2;

-    колбонагреватель или газовая горелка, обеспечивающие нагрев до 450 °С;

-    коническая колба вместимостью 100 см³. предназначенная для приема дистиллята, оснащенная рассверленной пробковой заглушкой с непрерывной вертикальной канавкой на внешней поверхности:

-    баня для охлаждения.

4.11    Фильтровальное устройство согласно рисунка 3:

-    фильтровальная воронка из спеченного стекла, пористостью Р16 по ИСО 4793;

-    промежуточная деталь (резиновая или неопреновая пробка) для установки фильтровальной воронки в колбу с тубусом.

-    беззольный фильтр марки «белая лента» или фильтр из фильтровальной бумаги по ГОСТ 12026.

1    Перегонная колба с термометром

2    Колбонагреватель

3    Коническая колба для приема дистиллята

4    Ьаня для охлаждения

Рисунок I - Схема перегонной установки

CT РК 1230-2003

4 12 Промышленная холодильная камера с диапазоном рабочих температур от минус 35 до 0 °С, предельное отклонение температуры от заданной не превышает + 1 °С или другое устройство, обеспечивающее охлаждение до минус 25 °С.

4.13    Секундомер с точностью измерения до 0,1 с.

4.14    Пинцет.

4.15    Колонка адсорбционная - высота (700+10) мм. внутренний диаметр (30+2) мм. в верхней части колонки - шаровой резервуар с внутренним диаметром (80+2) мм, в нижней части колонки - кран.

4    16 При контроле применяются следующие реактивы:

-    ацетон по ГОСТ 2603;

-    спирт этиловый поГОСТ 17299;

-    толуол по ГОСТ 5789;

-    изооктан по ГОСТ 4095;

-    гептан по ГОСТ 25828;

-    оксид алюминия по ГОСТ 8136;

-    уайт-спирит по ГОСТ 3134;

-    диэтиловый эфир по действующей нормативной документации;

-    твердая углекислота по ГОСТ 12162;

-    жидкости охлаждающие низкозамерзающие по ГОСТ 28084;

-    газ инертный

5    Порядок подготовки к проведению испытаний

5.1    Отбор проб производят в соответствии с ГОСТ 2517. Масса объединенной пробы битума должна быть достаточной для проведения испытания, но не менее 500 г.

5.2    Пробу нагревают на электроплитке закрытого типа, перемешивая стеклянной палочкой, избегая местного перегрева, до разжижения и удаления следов воды.

Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через металлическое сито и тщательно перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.

5.3    Оксид алюминия прокаливают в муфельной печи в фарфоровых чашках 12 часов при температуре от 500 до 600 °С. Прокаленный оксид алюминия хранят в эксикаторе. Отработанный оксид алюминия повторно не используется из-за сложности регенерации.

5.4    В нижнюю часть адсорбционной колонки помещают тампон из гигроскопической ваты и небольшими порциями насыпают (150+1,0) г оксида алюминия, прокаленного и охлажденного до комнатной температуры в эксикаторе.

5.5    Средства измерений, применяемые для контроля должны быть поверены по СТ РК 2.4 и (или) пройти метрологическую аттестацию по СТ РК 2.30.

6    Порядок проведения испытаний

6.1    Метод 1. Определение содержания твердого парафина с применением перегоняй

6.1.1    В предварительно взвешенную перегонную колбу берут навеску битума массой от 20 до 25 г (т,) и взвешивают с точностью до третьего десятичного знака

6.1.2    Перегонную колбу соединяют с предварительно взвешенной колбой для приема дистиллята. Для регулирования давления при перегонке отводящая трубка перегонной колбы снабжается рассверленной пробковой заглушкой с непрерывной вертикальной канавкой на внешней поверхности.

6.1.3    Температурный режим перегонки регулируют таким образом, чтобы за каждые 10 секунд из конца отводящей трубки перегонной колбы в приемник дистиллята падало (15+5) капель дистиллята. Нагрев колбы с битумом необходимо продолжать пока

CT PR' 1230-2003

интенсивность перегонки не замедлится и из отводящей трубки за 10 секунд не упадет ни одной капли.

Примечания:

1.    Для обеспечения равномерного нагрев;! перегони) ю колбу необходимо обмотать асбестовым шнуром.

2.    Процесс перегонки должен быть наглядным н поддаваться проверке

6.14 Дистиллят, содержащийся в приемнике, охлаждают в эксикаторе до температуры окружающей среды и взвешивают с точностью до четвертого десятичного знака (масса дистиллята - ш_л).

6.1.5    В предварительно взвешенные конические колбы с притертыми пробками вместимостью 100 см' отбирают две параллельные пробы дистиллята в количестве от 2 до 4 г (по разности масс - ш_с).

6.1.6    Осаждение парафина проводят из смеси (50+2) см* днэтилового эфира и этилового спирта (1:1) с последующим охлаждением до температуры минус (20+1) °С в течение 1 часа в холодильной камере. Одновременно при этой же температуре охлаждают промывочную жидкость в количестве 50 см* (смесь эфира и этилового спирта (1:1).

6.1.7    Кашицу кристаллов, возникших при температуре минус (20+1)°С, фильтруют через охлажденное фильтровальное устройство, подсоединенное к водоструйному насосу. Колбу промывают охлажденной промывочной жидкостью. Кристаллы на фильтре промывают смесью эфира и спирта (1:1) при температуре минус (20+1) °С.

6.1.8    По завершению фильтрования фильтр помещают в воронку, расположенную над фарфоровой чашкой, которая была взвешена с точностью до 0,5 мг. Сырой осадок твердого парафина растворяют путем осторожного опрыскивания его нагретым до 70 °С уайт-спиритом. Подобным образом растворяют твердый парафин, который мог прилипнуть к термометру или стенкам колбы Раствор»ггель удаляют

6.1.9    Осадок сушат в течение (15+1) минут при температуре (125+5) °С в сушильном шкафу, затем дают ему остыть Если очищенный твердый парафин остыл, но не затвердел, добавляют приблизительно 15 см' ацетона. Твердый парафин растворяют путем умеренного нагрева и осторожного вращения выпарной чашки Раствор ацетона и твердого парафина охлаждают в ванне с водой при температуре (15+1) °С и отфильтровывают твердый парафин, который выкристаллизовался из раствора Выпарную чашку, термометр и фильтр несколько раз промывают ацетоном, доведенным до температуры (15+1) °С из промывалки. Общий объем промывочной жидкости должен составлять (30+1) см .

6.1.10    Парафин перекрпсталлизовывают из уайт-спирита, сушат в течение (15+1) мин при температуре (125+5) ®С в сушильном шкафу и после охлаждения в эксикаторе, определяют массу с точностью до 0,5 мг (масса т,).

6.1.11    Если конечная масса парафина выходит за предел диапазона от 65 до 85 мг. то результат считается непригодным, испытание повторяют с подходящей исходной массой этого же дистиллята (масса ш_с).

Если исходная масса дистиллята, которая требуется для получения конечной массы парафина от 65 до 85 мг, составляет менее 2 г или более 4 г, то этот факт должен быть отмечен в акте испытаний.

6.2 Метод 2. Определение содержания твердого парафина с применением хроматографического разделения

6.2.1    В предварительно взвешенный стакан вместимостью 250 см'⁴ помещают 5-6 г битума, взвешенного с погрешностью не более 0,01 г.

Навеску испытуемого битума растворяют в (5-10) см⁴ толуола при подогреве на водяной бане и перемешивании стеклянной палочкой.

6.2.2    Для осаждения асфальтенов к навеске битума прибавляют 40-кратное количество по объему изооктана или гептана, и, накрыв стакан стеклянной пластинкой, помещают его в темное место на 24 часа

CT Рк* 1230-2003

6.2.3    Отстоявшийся раствор осторожно, без перемешивания фильтруют через двойной фильтр «белая лента». Осадок переносят на фильтр, ополаскивают колбу, в которой проводилось осаждение асфальтенов, небольшим количеством раствор»ггеля в несколько приемов Асфальтены на фильтре промывают подогретым до (50+1) °С растворителем до полного исчезновения масляного пятна на фильтровальной бумаге после испарения растворителя

6.2.4    Из колбы с фильтратом на водяной бане отгоняют большую часть растворителя до получения от 20 до 30 см' концентрата. При этом используют холодильник, дефлегматор и инертный газ.

6.2.5J3 адсорбционную колонку, заполненную оксидом алюминия, наливают от 100 до 120 см' растворителя для смачивания адсорбента Когда оксид алюминия полностью впитает растворитель, в колонку помешают концентрат фильтрата Колбу, в которой находился фильтрат, 2-3 раза промывают по 10-15 см³ растворителя, который также наливают в колонку. Когда адсорбент впитает фильтрат, в колонку выливают 500 см^-изооктана или гептана, включая растворитель, израсходованный на промывку колбы из-под фильтрата.

Скорость истечения раствора поддерживают краном в нижней части колонки в пределах 1,5-3 см³/мнн.

6.2.6    Из колбы с десорбированным раствором на водяной бане отгоняют растворитель, используя холодильник и дефлегматор.

6.2.7    Остаток в колбе растворяют в 50 см³ ацетон-толуольной смеси (1:2) при нагревании до (50+1) °С на водяной бане. Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры, а затем колбу с раствором помещают на 1 ч в морозильную камеру или доведенную до минус (20+1) °С баню.

В этой же камере или бане охлаждают 50 см³ ацетон-толуол ьной смеси. Одновременно в морозильной камере при минус (20+1) °С в течение 10 мин охлаждают фильтровальное устройство (п 4 12).

6.2.8    По истечении 1 ч охлажденный раствор продукта фильтруют при минус (20+1) °С через пористый стеклянный фильтр, в который вложен бумажный фильтр, используя водоструйный насос. Парафин со стенок колбы смывают на фильтр в несколько приемов охлажденной ацетон - толуольной смесью Парафин на фильтре промывают 50 см охлажденной смеси.

6.2.9    После окончания фильтрования парафин с фильтра смывают толуолом, нагретым до 60 °С, в предварительно взвешенную коническую колбу вместимостью 100 см³. Толуол от парафина отгоняют на водяной бане.

6.2.10    Колбу с парафином доводят до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре от 105 до 110 °С и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.

Примечание - Для охлаждения до температуры минус (20+2) °С можно нсполыовать охлаждающие

смеси.

7 Правила обработки результатов испытаний

Метод 1.

7.1 Содержание твердого парафина (X), в процентах по массе, определяют по формуле:

m _п • гп о

X = —----100, (1)

m в • m _е

где, шц - исходная масса битума, г; тд - масса дистиллята, г; т_с - исходная масса дистиллята, г; т_а - масса твердого парафина, г.

1

   Раздел «Содержание» включен в стандарт согласно CT РК 1.5

2

   Раздел 2 «Нормативные ссылки» изменен в связи с введением ссылок на государственные и межгосударственные стандарты в соответствии с СТ РК 1.5, в том числе гармонизируемые с международными стандартами

3

⁴¹ Принцип метода описан в разделе «Область применения».

4

   Подготовку проб к испытанию и средств измерений проводят в соответствии с действующим в республике ГОСТ 2517.

5

   В настоящем стандарте представлено два метода определения содержания твердого парафина, позволяющие применяя отечественное и импортное оборудование, внесенное в настоящий стандарт получать идентичные результаты испытаний.

'* Раздел «Требования безопасности» предусмотрен в соответствии с ГОСТ 8.010 в объеме, необходимом для обеспечения безопасности работ в испытательных лабораториях._

УДК 665.59.001.4    МКС 93.080.20

Ключевые слова: Битумы нефтяные, твердые парафины, метод хроматографического разделения, вымораживание