IP346试验方法 中文版(稠环芳烃)

未使用过的润滑油基础油及不含沥青质的石油产品馏份油中多环芳烃的测定——二甲亚砜富集、折光指数法IP 346/921 方法范围1.1本方法详细说明了不含添加剂的润滑油基础油中多环芳烃(PCA)的测定。

样品中小于300℃以下的馏份不能超过5％。

多环芳烃的测定范围为1～15w％。

本方法也应用于PCA超过此范围的不含添加剂的润滑油基础油及其它不含沥青质的石油馏份油，但精密度未被确定。

2 定义2.1 多环芳烃属芳烃，含硫和氮化合物，含有三个或三个以上的芳环，芳环上会带有烷基及环烷基取代基。

3 原理1如果需要，将待测样品称重，将切割过的样品用环己烷稀释并在23±2℃用二甲亚砜萃取两次。

将萃取物合并，用盐水稀释，并再用环己烷萃取两次。

将环己烷萃取物洗涤并将溶剂蒸干后，将多环芳烃残留物称重并测其折光指数，通过折光指数确定芳烃度。

2.4 装置4.1 蒸发皿——用抗溶剂材料制成。

4.2 干燥箱——用于烘干玻璃器皿。

4.3 漏斗——直径约60 mm 。

4.4 折光仪——阿贝折光仪，测定范围1.30－1.71，测定温度25～80℃。

4.5 旋转蒸发仪——配有水浴或油浴，旋转蒸发仪可与大气相通，可与水真空泵或油真空泵相通。

4.6 烧瓶——50ml、250ml和1000ml的圆底烧瓶，带有玻璃钩的磨口接口连接，以便用弹簧钩固定。

4.7 Vigreux 蒸馏柱——500 mm 。

4.8 回流头4.8.1 快速调配“贝壳形”蒸汽分配器。

4.8.2 Kontes/Martin 形液体分配器。

4.9 回流比控制快速调配定时器。

4.10 螺线形管。

4.11 真空测定表。

4.12 分液漏斗——球形，250 ml 和1000 ml 容积，具有圆形玻璃塞及具有自锁及润滑性的聚四氟乙烯活栓。

4.13 McLeod 表。

4.14 球泡计数器。

4.15 热浴——水浴可升至80℃。

油浴可升至110℃。

5试剂和材料5.1 棉絮——脱脂棉，医药级。

5.2 环己烷——分析纯。

5.3 二甲亚砜（DMSO）——分析纯，无色透明，纯度不低于99.5％，水含量不超过0.1％。

DMSO应储存在密封性好的黑色玻璃瓶中，并用聚四氟乙烯旋转塞盖好。

因为它极具吸湿性，应避免过度暴露在空气中。

而且应避免与金属接触（如：铜），因为在大气中DMSO就可与金属进行反应。

5.4 DMSO用环己烷预平衡——在不高于21℃的环境下，将900 ml的DMSO和70 ml的环己烷在分液漏斗中振荡，待下层溶液透明后，放出储存在密封性好的黑色玻璃瓶中，并用聚四氟乙烯旋转塞盖好。

5.5 折叠滤纸——直径125 mm。

5.6 玻璃球——直径2～3 mm ，用做防瀑材料。

5.7 脱脂玻璃毛。

5.8 戊烷。

5.9 氮气——压缩氮气，化学纯，氧气含量不超过10ml/m3。

5.10 氯化钠——分析纯。

氯化钠溶液（4%，w/w）——将80g的氯化钠溶解在2千克的蒸馏水中。

硫酸钠——无水，分析纯。

甲苯——分析纯。

注意：①为防止油及溶剂渗透到皮肤里，需戴防护手套。

而且必须穿上工作服并戴上防护眼镜。

在通风柜中操作，最好在一个单独的实验室中仅做此项工作。

在摘手套之前，用戊烷将附着在手套上的油擦去。

②在实验过程中注意个人及实验室卫生。

如：避免溢出及泄漏样品及其富集物，不要打碎玻璃器皿。

③将用过环己烷、二甲亚砜、称重后及测完折光指数的多环芳烃收集到专门的储存容器中，满后将其安全处理。

6样品6.1 样品需按标准的手工取样法取出。

6.2 不能用塑料瓶储存样品，因油中的挥发性物质会透过塑料瓶壁弥散出去。

7样品的准备7.1 测定样品真实的沸点范围，如果样品：a）在100kPa，300℃以下的组分不超过5％，则样品不需预处理；b) 在100kPa，300℃以下的组分在5％～95％之间，按7.2蒸馏切割样品，用蒸馏的残余物进行实验。

c) 在100kPa，300℃以下的组分超过95％，就不必做PCA的富集实验了。

7.2 样品的实验室减压切割步骤7.2.1称250g样品于1000ml圆底烧瓶中，圆底烧瓶装有一只滴管用于通氮气。

将带有分馏头、回流比控制器的500mm分馏柱及适合的接收器与圆底烧瓶连接好，将整个蒸馏系统与带有真空测试装置的真空仪（麦氏真空仪）连接好。

7.2.2加热前用化学纯的氮气以15 L/h的流量吹扫10分钟以赶走油中的溶解氧。

7.2.3 降低氮气流速，使分馏装置的压力保持在2kPa下。

维持一个非常合适的氮气流速，防止爆沸（约每秒钟有一个气泡通过气泡流量计）。

开始加热蒸馏瓶底部。

蒸馏开始后，当冷凝物达到接收量桶时，调整加热功率，使冷凝物均匀流出，防止飞溅。

7.2.4 设置回流比为1:1（例如：2s关、2s开）并开始接收馏出物。

7.2.5 当顶部温度在100kPa下已达到280℃时，将回流比调至2:1（4s 关、4s开），继续收集馏出物直至顶部温度在100kPa下达到310℃。

注1——7.2.6 让系统进行全回流，关上蒸馏瓶底的加热装置，让蒸馏瓶里的油样在真空条件下冷却至50～70℃。

增加氮气的吹扫速率，直至达到大气压。

将蒸馏系统与大气接通，卸下蒸馏瓶。

7.2.7 将馏出物与残留物称重（总体损失不能超过5g）。

7.3 如果需要，检测一下蒸馏残余物在100kPa，300℃以下的组分不超过5％。

7.4 将准备实验的样品搅匀，如果样品粘稠及含蜡量高，将样品最大加热到90℃，如果所加热的样品含有任何固体物质，则需过滤。

7.5 按IP71方法测定100℃运动粘度。

8 实验仪器的准备8.1 为避免在实验中将外来物质带入，不要用油脂来润滑活栓及连接处，用聚四氟乙烯材质的活栓及套管来替代。

8.2 分液漏斗在使用前用含1.5％m/m的实验室用于洗涤玻璃仪器的洗涤剂的水溶液浸泡一夜，以除去玻璃仪器上的油脂及粘稠物，冲洗干净，再用去离子水洗后，在70～80℃烘干。

8.3 蒸馏装置在使用前，通过蒸馏200ml的甲苯来清洗系统。

9 试验步骤9.1 在50ml的烧杯中称取3.85～4.15g的油样，称准至毫克，如需要可将样品稍稍加热。

9.2 用量桶取45ml的环己烷，先到10ml于250ml的分液漏斗中，将剩余的环己烷将烧杯中的油样转移到该分液漏斗中。

9.3 振荡分液漏斗将样品与环己烷混匀，再加入100ml用环己烷预平衡的DMSO，在23±2℃下剧烈振荡富集（约100下）1 min。

静置20 min。

将下层的DMSO萃取液通过带有棉花塞的漏斗过滤到1L的分液漏斗中使得DMSO萃取液澄清。

注1——过滤后棉花塞会留有细小的脏颗粒，特别是处理高芳烃的油样时，在两相的分界层中会出现。

9.4 加入新的100ml用环己烷预平衡的DMSO再次萃取上层的环己烷，将下层的DMSO萃取液通过同一个带有棉花塞的漏斗过滤到同样的1L 的分液漏斗中。

用10ml已平衡的DMSO洗涤棉花，洗涤液收集到同样的1L的分液漏斗中。

9.5 加40ml环己烷和400ml氯化钠水溶液于上述含DMSO的1L分液漏斗中，剧烈振荡2 min等待分层。

注意——在进行（9.5）实验时，由于生成的反应热会给分液漏斗带来压力，因此在最初的2～4次振荡时，将分液漏斗的出气孔远离面部，在通风橱中进行。

9.6 将下层的DMSO/水/盐溶液排入第二个1L分液漏斗中，将上层的环己烷转入250ml的分液漏斗中，用两份的25ml环己烷洗涤第一个分液漏斗，将洗涤液合并到250ml的分液漏斗中，再用12ml去离子水洗涤第一个分液漏斗，将洗涤液合并到第二个1L分液漏斗中。

9.7 加40ml环己烷到第二个1L分液漏斗中，剧烈振荡2 min，待完全分层后，将下层溶液丢弃，将上层溶液合并到250ml的分液漏斗中，用两份的5ml环己烷洗涤第二个分液漏斗，将洗涤液合并到250ml的分液漏斗中。

9.8 用两份的25ml（约70℃）的氯化钠水溶液洗涤环己烷，将下层的氯化钠水溶液丢弃，为脱除环己烷的水分，将其用装有折叠滤纸并放入5g 硫酸钠的漏斗过滤，将过滤液收集到带有一些玻璃珠的250ml 的圆底烧瓶中，用两份的8ml 环己烷洗涤漏斗，将洗涤液合并到250ml 的圆底烧瓶中。

注2——只要保证分液漏斗的出液管底部的位置贴近被干燥的试剂的表面，将分液漏斗的旋塞调整、固定好，即可让此过滤步骤自动完成。

9.9 将圆底烧瓶与旋转蒸发仪连接好，使用安全弹簧。

将加热浴调整到80℃，在1.5±0.5kPa 下将溶剂蒸发掉，调整真空度，保证溶剂平稳蒸发。

当圆底烧瓶里剩15～17ml 的环己烷溶液时，缓慢关掉大气压力，将圆底烧瓶升出热浴。

9.10 加一些玻璃珠到50ml 圆底烧瓶中，称准至0.1mg 。

将250ml 的圆底烧瓶中环己烷溶液转移到50ml 圆底烧瓶中，并用三份的5ml 环己烷洗涤250ml 的圆底烧瓶，将洗涤液合并到50ml 圆底烧瓶中。

9.11 将50ml 的圆底烧瓶与旋转蒸发仪连接好，使用安全弹簧。

将加热浴调整到80℃，在1.5±0.5kPa 下将蒸发1h 。

注3——如果原始样品非常粘（如：100℃的运动粘度在1.5×10-5 m 2/s 以上）其PCA 的富集物会残留溶剂。

在这种情况下，开始时先在80℃浴1.5±0.5kPa 下蒸发15min ，随后在105～110℃的油浴，0.2kPa 下再蒸发1h 。

9.12 将烧瓶从油浴中升起冷却5min ，释放真空。

卸下烧瓶并清洁外部，如果需要用戊烷淋洗烧瓶外部。

用一块清洁干爽的包裹住烧瓶外部并在室温下冷却30min 。

称重此烧瓶，准确至0.1mg 。

测定多环芳烃富集物在25℃的折光指数，对于非常粘稠或是固体的富集物，需测定80℃的折光指数。

10 计算10.1 通过下式计算出样品中多环芳烃PCA 的含量)/1()(100%)(R D A B C w PCA +-= 式中:A = 用于DMSO 富集的样品重量;B = 圆底烧瓶(包括玻璃珠)的净重;C = 圆底烧瓶(包括玻璃珠)的净重+PCA 富集物;D = 蒸馏出的样品重量;R = 未蒸馏出的，残留的样品重量。

10.2 如果样品不需蒸馏切割就可用于富集，使用下面公式进行计算AB C w PCA )(100%)(-=10.3 用下式将PCA 富集物80℃的折光指数换算成25℃的折光指数0222.08025+=D D n n11 报告结果11.1 IP346对样品PCA 富集物含量结果报告到0.1% m/m ，PCA 富集物折光指数报告至0.001。

11.2 如果样品PCA 富集物含量小于0.05％m/m ，结果报告“PCA 富集物含量，IP346，小于0.1％m/m ”。

12 精密度其中x 是两次PCA 富集物结果的平均值。

x 典型值的精密度列于表1中。