TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8147:2009 (EN 14078 : 2003) VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ DẠNG LỎNG – XÁC ĐỊNH ESTE METYL AXIT BÉO (FAME) TRONG PHẦN CẤT GIỮA – PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8147 : 2009

EN 14078 : 2003

SẢN PHẨM DẦU MỎ DẠNG LỎNG – XÁC ĐỊNH ESTE METYL AXIT BÉO (FAME) TRONG PHẦN CẤT GIỮA – PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI

Liquid petroleum products – Determination of fatty acid methyl esters (FAME) in middle distillates – Infrared spectroscopy method

Lời nói đầu

TCVN 8147 : 2009 hoàn toàn tương đương với EN 14078 : 2003.

TCVN 8147 : 2009 do Tiểu ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC28/SC2 Sản phẩm dầu mỏ – Phương pháp thử biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

SẢN PHẨM DẦU MỎ DẠNG LỎNG – XÁC ĐỊNH ESTE METYL AXIT BÉO (FAME) TRONG PHẦN CẤT GIỮA – PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI

Liquid petroleum products – Determination of fatty acid methyl esters (FAME) in middle distillates – Infrared spectroscopy method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng este metyl axit béo (FAME) trong dải từ 1,7 % thể tích đến 22,7 % thể tích trong nhiên liệu điêzen hoặc nhiên liệu đốt dân dụng bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại. Về nguyên tắc có thể áp dụng tiêu chuẩn này để xác định các hàm lượng khác của FAME ngoài phạm vi trên, tuy nhiên hiện nay không có sẵn các dữ liệu về độ chụm đối với các kết quả trong dải đo.

Phương pháp này áp dụng cho các mẫu có chứa FAME phù hợp với TCVN 7717 hoặc EN 14213. Phương pháp chỉ cho kết quả định lượng tin cậy khi các mẫu không có lượng đáng kể của các thành phần khác gây cản trở, đặc biệt là este có các dải hấp thụ trong vùng phổ sử dụng để xác định hàm lượng FAME. Nếu có mặt các thành phần gây cản trở, phương pháp sẽ cho các kết quả có giá trị cao hơn.

CHÚ THÍCH 1: Nếu có mặt các thành phần gây cản trở, thì trong các trường hợp có nghi ngờ hoặc tranh chấp cần ghi lại toàn bộ phổ hồng ngoại và so sánh chúng với phổ của các mẫu có hàm lượng FAME đã biết.

CHÚ THÍCH 2: Trong tiêu chuẩn này sử dụng thuật ngữ “% thể tích” để biểu thị phần thể tích của nhiên liệu.

CHÚ THÍCH 3: Chấp nhận khối lượng riêng không đổi của FAME bằng 880,0 kg/m³ để chuyển đổi g/L sang % thể tích.

CẢNH BÁO – Việc sử dụng tiêu chuẩn này có thể liên quan đến các thao tác, thiết bị và các vật liệu có tính nguy hiểm. Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các vấn đề liên quan đến an toàn khi sử dụng. Người sử dụng tiêu chuẩn có trách nhiệm thiết lập các nguyên tắc về an toàn và bảo vệ sức khỏe cũng như khả năng áp dụng phù hợp với các giới hạn quy định trước khi đưa vào sử dụng.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6022 (ISO 3171) Chất lỏng dầu mỏ – Lấy mẫu tự động trong đường ống.

TCVN 6777 (ASTM D 4057) 1) Sản phẩm dầu mỏ – Phương pháp lấy mẫu thủ công.

TCVN 7717 Nhiên liệu điêzen sinh học gốc (B100) – Yêu cầu kỹ thuật.

EN 14213 Heating fuels – Fatty acid methyl esters (FAME) – Requirements and test methods [Nhiên liệu đốt – Este metyl axit béo (FAME) – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử].

EN 14214 Automative fuels – Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines – Requirements and test methods [Nhiên liệu động cơ – Este metyl axit béo (FAME) dùng cho động cơ điêzen – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử].

3. Nguyên tắc

Ghi lại phổ hấp thụ hồng ngoại của phần mẫu thử đã pha loãng thích hợp với cyclohexan. Đo độ hấp thụ tại pic cực đại của dải hấp thụ điển hình đối với este ở khoảng 1745 cm^-1 ± 5 cm^-1. Sau đó tính hàm lượng FAME bằng hàm hiệu chuẩn tạo ra từ các dung dịch tiêu chuẩn đã biết hàm lượng FAME.

4. Thuốc thử và vật liệu

4.1. FAME để hiệu chuẩn

FAME theo quy định trong EN 14214 hoặc EN 14213.

4.2. Cyclohexan, > 99,5 % thể tích

5. Thiết bị và dụng cụ

5.1. Thiết bị quang phổ hồng ngoại, loại tán sắc hoặc loại giao thoa, có khả năng vận hành trong dải số sóng từ 400 cm^-1 đến 4000 cm^-1 với hấp thụ tuyến tính trong dải hấp thụ từ 0,1 đến 1,1 đơn vị hấp thụ, và có độ phân giải tối thiểu là 4 cm^-1.

5.2. Cuvet đo, làm bằng KBr hoặc NaCI hoặc CaF₂, với độ dài quang học đã biết chính xác

VÍ DỤ: Một dung dịch có nồng độ FAME là 3 g/L (0,34 % thể tích) sẽ cho độ hấp thụ khoảng 0,4 tại pic cực đại ở khoảng 1745 cm^-1 khi sử dụng cuvet đo với độ dài quang học là 0,5 mm.

6. Lấy mẫu

Nếu không có quy định khác, các mẫu thử sẽ được lấy theo TCVN 6022 (ISO 3171) hoặc TCVN 6777 (ASTM D 4057).

7. Cách tiến hành

7.1. Quy định chung

Do tính nhớt của dung dịch FAME, nên việc rửa sạch cuvet đo là rất quan trọng. Cuvet đo được rửa sạch hoàn toàn bằng cách sục rửa nhiều lần với cyclohexan. Cuvet đo được coi là đủ sạch khi phổ IR ghi được của cuvet đo đã đổ đầy cyclohexan phù hợp hoàn toàn với phổ tiêu chuẩn của cyclohexan.

7.2. Hiệu chuẩn

7.2.1. Chuẩn bị dung dịch hiệu chuẩn

Chuẩn bị một bộ ít nhất năm dung dịch hiệu chuẩn đã biết chính xác nồng độ FAME (4.1) trong cyclohexan (4.2) bằng cách cân FAME trong bình định mức thích hợp và đổ đầy clyclohexan đến vạch mức. Nồng độ FAME danh nghĩa cho bộ năm dung dịch hiệu chuẩn này sẽ được chọn sao cho độ hấp thụ tại pic cực đại ở khoảng 1 745 cm^-1 nằm trong dải từ 0,1 đến 1,1 đơn vị hấp thụ.

VÍ DỤ: Với cuvet đo có độ dài quang học danh nghĩa là 0,5 mm (xem thêm 5.2), các dung dịch hiệu chuẩn là: 1, 2, 4, 6 và 10 g/L.

Điều quan trọng là phải sự dụng tất cả các cuvet đo giống nhau để hiệu chuẩn và đo.

7.2.2. Phép đo phổ

Phép đo phổ được tiến hành như nhau cho các dung dịch hiệu chuẩn và cho các mẫu thử. Phần mẫu thử hoặc dung dịch hiệu chuẩn được đổ đầy vào cuvet đo và phổ IR sẽ được ghi đè lên phổ của cyclohexan (4.2). Sau đó đo độ hấp thụ tại pic cực đại ở khoảng 1745 cm^-1, sử dụng đường nền từ 1670 cm^-1 đến 1820 cm^-1 (Hình 1).

CHÚ THÍCH: Phải rất cẩn thận để thực hiện chính xác phép đo so với cyclohexan. Các dải hấp thụ IR của cyclohecxan phải được bù trực tiếp về mặt quang học (thiết bị tia kép), hoặc tính trừ đi (thiết bị tia đơn).

CHÚ DẪN

y  Độ hấp thụ

Hình 1 – Phổ đặc trưng cho FAME trong nhiên liệu điêzen pha loãng trong cyclohexan (chiều dài cuvet 0,5 mm, nồng độ 44 g/L sau khi pha loãng 1:10 thể tích)

7.2.3. Hàm hiệu chuẩn

Sử dụng phép đo độ hấp thụ đối với bộ dung dịch hiệu chuẩn của FAME (xem 7.2.1), hàm hiệu chuẩn được tính bằng phép hồi quy tuyến tính hoặc bằng cách vẽ đồ thị, sử dụng độ hấp thụ A là biến phụ thuộc, và nồng độ q là biến độc lập. Hàm hiệu chuẩn đối với độ dài đường quang tiêu chuẩn của cuvet bằng 1 cm, được tính theo công thức sau:

A/L = a* q + b

trong đó

A là độ hấp thụ đo được, tính bằng đơn vị của độ hấp thụ;

L là chiều dài đường quang thực của cuvet sử dụng, tính bằng cm;

q là nồng độ của FAME, tính bằng g/L;

a là độ dốc của đường hồi quy;

b là phần chắn y của đường hồi quy.

CHÚ THÍCH: Nên lặp lại quy trình hiệu chuẩn khi hệ số tương quan (R²) đối với đường hồi quy dưới 0,99.

7.3. Phân tích định lượng

7.3.1. Chuẩn bị mẫu

Phân tích các mẫu FAME có trong phần cất giữa sau khi đã pha loãng thích hợp với cyclohexan. Nếu độ hấp thụ đo được không nằm trong dải hấp thụ hiệu chuẩn, thì phải làm lại mẫu mới với tỷ lệ pha loãng phù hợp. Đối với các hàm lượng FAME dưới khoảng 100 g/L (11,4 % thể tích), tỷ lệ pha loãng ít nhất bằng 1:10 (thể tích). Đối với FAME có hàm lượng trên 100 g/L (11,4 % thể tích) và dưới 200 g/L (22,7 % thể tích), áp dụng tỷ lệ pha loãng ít nhất bằng 1:20 (thể tích).

CHÚ THÍCH 1: Đối với FAME có hàm lượng trên 200 g/L (22,7 % thể tích), áp dụng tỷ lệ pha loãng đủ để đưa độ hấp thụ vào trong dải hấp thụ quy dịnh của việc hiệu chuẩn.

CHÚ THÍCH 2: Các tỷ lệ pha loãng nêu trên là dựa trên cơ sở độ dài đường quang danh nghĩa của cuvet đo bằng 0,5 mm.

7.3.2. Phép đo phổ

Phép đo phổ được thực hiện cho dung dịch thử theo 7.2.2. Quan trọng là phải đảm bảo rằng tất cả các cuvet đo và hiệu chuẩn là giống nhau.

Vì việc làm sạch cuvet đo là rất quan trọng do vậy phải ghi lại phổ IR của cuvet chứa đầy cyclohexan giữa các lần đo mẫu để kiểm tra độ sạch của cuvet đối với từng mẫu (xem 7.1).

8. Tính kết quả

Hàm lượng FAME, Q, tính theo công thức sau:

trong đó

Q là hàm lượng FAME tính theo % thể tích;

X là hệ số pha loãng (tức là X = 10 khi pha loãng 1:10);

a là độ dốc của đường hồi quy;

b là phần chắn y của đường hồi quy;

A là độ hấp thụ đo được theo 7.3.2;

L là độ dài đường quang của cuvet đo, cm;

d là khối lượng riêng của FAME (d = 880,0 kg/m³) ở nhiệt độ 20 °C, kg/m³.

9. Biểu thị kết quả

Báo cáo hàm lượng FAME có trong mẫu, Q, theo % thể tích, làm tròn đến 0,1.

10. Độ chụm

10.1. Độ lặp lại

Chênh lệch giữa hai kết quả thử, thu được do cùng một thí nghiệm viên tiến hành trên cùng một thiết bị thử, dưới cùng một điều kiện, trên cùng vật liệu thử, trong một thời gian dài với thao tác chính xác như phương pháp thử đã quy định, chỉ một trong hai mươi trường hợp được phép vượt quá 0,3 % thể tích.

10.2. Độ tái tập

Chênh lệch giữa hai kết quả thử đơn lẻ và độc lập, thu được do các thí nghiệm viên khác nhau tiến hành theo cùng một phương pháp thử, trên cùng vật liệu thử, ở các phòng thử nghiệm khác nhau, trong một thời gian dài với thao tác chuẩn xác như phương pháp thử đã quy định, đối với các nồng độ nhỏ hơn hoặc bằng 11,4 % thể tích, chỉ một trong 20 kết quả được vượt 0,9 % thể tích, tính theo giá trị tuyệt đối. Đối với các nồng độ lớn hơn 11,4 % thể tích, nhưng nhỏ hơn 22,7 % thể tích, chỉ một trong 20 kết quả được vượt 1,4 % thể tích, tính theo giá trị tuyệt đối.

11. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Tất cả các thông tin cần thiết để nhận dạng đầy đủ mẫu thử;

c) Kết quả của phép thử;

d) Các sai khác theo thỏa thuận, nếu không phải áp dụng theo quy trình xác định;

e) Ngày tháng tiến hành thử nghiệm.