SH0724液體烴的折射率和折射色散測定法

------------------------------------------------------------------------SH0724液體烴的折射率和折射色散測定法中華人民共和國石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)液體烴的折射率和折射色散測定法SH/T0724-2002Testmethodforrefractiveindexandrefractivedispersionofhydrocarbon1iquids國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會發(fā)布前言本標(biāo)準(zhǔn)修改采用美國試驗與材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1213-99《液體烴的折射率和折射色散測定法》。本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)ASTMDl218—99重新起草。為了更適合我國國情，本標(biāo)準(zhǔn)在采用ASTMD1218—99時進(jìn)行了修改。這些技術(shù)性差異用垂直單線標(biāo)識在它們所涉及的條款的頁邊空白處。本標(biāo)準(zhǔn)與ASTMDl213—99的主要技術(shù)差異如下：——本標(biāo)準(zhǔn)的引用標(biāo)準(zhǔn)采用我國相應(yīng)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn).無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的引入其實(shí)質(zhì)性內(nèi)容。——在本標(biāo)準(zhǔn)中增加了附錄A《溫度計技術(shù)規(guī)格》，給出了ASTMEl17C溫度計的具體規(guī)格。為了使用方便，木標(biāo)準(zhǔn)還做了如下編輯性修改：——取消了ASTMDl218-99中關(guān)鍵詞章?！貜?fù)性和再現(xiàn)性的文字表述按我國的習(xí)慣表述進(jìn)行了修改。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A是規(guī)范性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由中國石油化工股份有限公司提出。本標(biāo)準(zhǔn)由中國石油化工股份有限公司石油化王科學(xué)研究院歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國石油化工集團(tuán)公司洛陽石油化2122E程公司煉制研究所。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：凌文、劉峰陽、呂大偉液體烴的折射率和折射色散測定法1范圍1.1本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了液體烴的折射率和折射色散的測定方法。1.2本標(biāo)準(zhǔn)適用于透明和淺色的液體烴。折射率可精確到0.00006，折射色散可精確到0.00012。折射率測量范圍為1.33～1.50,測量溫度為20℃～30℃：本標(biāo)準(zhǔn)的精密度不適用于色號大于4號(用GB／T6540測定)的液體烴：也不適用于泡點(diǎn)接近試驗溫度，且未讀數(shù)就明顯揮發(fā)的液體、試驗溫度高于30℃或折射率高于1.50的液體。注：本標(biāo)準(zhǔn)方法所規(guī)定使用的儀器能夠用于測定折射率高于1.50的樣品，且試驗溫度可低于20℃或高于30℃。但是由于尚未得到折射率高于1.50的標(biāo)準(zhǔn)液體，因此在這些條件下儀器的精密度和準(zhǔn)確度無法估計。同樣，盡管儀器的測量溫度可達(dá)50℃，但試驗溫度在20℃～30℃范圍以外的標(biāo)準(zhǔn)液體折射率數(shù)據(jù)也未得到。1.3本標(biāo)準(zhǔn)無意對與此有關(guān)的所有安全問題都提出建議。用戶在使用前有責(zé)任建立適當(dāng)?shù)陌踩头雷o(hù)措施，并確定適用的管理制度。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB／T6540石油產(chǎn)品顏色測定法3術(shù)語和定義2003--03—18發(fā)布2003--05--01實(shí)施下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1折射率refractlyeindex一定波長的光在空氣中的傳播速度與在被測物質(zhì)中的傳播速度之比。也可以定義為：當(dāng)光線通過空氣進(jìn)入物質(zhì)時，入射角的正弦與折射角的正弦之比。上述折射率叫相對折射率，用相對折射率乘以1.00027得到絕對折射率(相對于真空)。液體的折射率與波長和溫度成反比。3.2折射色散refractivedispersion同一物質(zhì)在同一溫度下測量的不同波長光的折射率的差值。為了方便計算，此差值通常乘以10000。4方法概要用一臺精密型單色光折光儀通過測量臨界角的方法測量折射率。儀器預(yù)先用固體標(biāo)樣校正，必要時用已鑒定過的液體標(biāo)樣校正。5意義和用途折射率和折射色散是物質(zhì)的主要物理參數(shù)，結(jié)合其它性能參數(shù)可以表征純烴及其混合物的性能。6儀器6.1折光儀：精密型，鈉光D線，測量范圍在1.33～1.64。使用其它儀器，如自動折光儀，測量結(jié)果必須滿足第15章精密度的要求。注：當(dāng)使用其它儀器時，需按照制造商的說明書操作和維護(hù)，第11章儀器標(biāo)準(zhǔn)化和第13章操作步驟可按制造商的說明操作，第12章必須嚴(yán)格執(zhí)行。6.2恒溫槽和循環(huán)泵：能保持棱鏡溫度恒定在測試溫度±0.02℃。恒溫液應(yīng)在離開棱鏡元件時通過溫度計，而不是進(jìn)入棱鏡元件時通過溫度計。SH/T0724-2002注：對于精密型折光儀，恒溫液必須在離開棱鏡元件時通過溫度計，而不是進(jìn)入陵鏡元件時通過溫度計。6.3溫度計：全浸式，測量范圍為19℃～27℃，分度值為0.1℃，可讀至0.01℃，具體規(guī)格見附錄八。溫度計用一個合適的套管套住，如圖1所示。注：其它溫度測最裝置能夠提供等同或更好的溫度控制，可以代替6.3條的溫度汁，如熱電偶。6.4光源下列光源可滿足要求：6.4.1鈉弧光燈：儀器配備。6.12汞弧光燈：H-4型毛細(xì)管汞弧光燈。6.4.3氫放電燈：能在進(jìn)光棱鏡鏡面入口1cm2的面積產(chǎn)生強(qiáng)度不少于32LX的燈均可。光強(qiáng)度可由距離燈254mm并垂直于光束的光強(qiáng)度測定儀測得。該燈應(yīng)安裝在鈉燈支架上。SH/T0724-20026.4.4其它光源：氦燈可以代替6.4.3的氫放電燈。6.4.5濾光器：初步推薦規(guī)格見表l。表l濾光器推薦規(guī)格波長(A)譜線濾光器型號6678氦CorringNo.24046563氫光C無特定要求，可用CorningNo.24045893鈉光D無特定要求546l汞束CWrattenNo.62/No.77ACorringNos.3486+4303+51205016氦WrattenNO.454861氫光FCornlngNos.5030+3387，4303WratenNO.454358汞束CCorringNos.5113，3389+5850注：當(dāng)測定的折射率高于1.53時(此時短波長顯示的刻度讀數(shù)比長波長高)，上述濾光系統(tǒng)不能用，必須選用能將比要讀波長都短的光譜除去的濾光器。當(dāng)折光串低于1.53時，應(yīng)選用能將比要讀波長都長的光譜除去的濾光器。7試劑7.1正戊烷：純度不小于95％。警告：極易燃燒，吸入有害，蒸氣引起閃火。7.2甲苯：非芳烴不大于1.5％。警告：極易燃燒；吸入有害。7.3一溴代萘：化學(xué)純。8標(biāo)樣8.1固體標(biāo)樣：其折射率給定值精確到±0.00002，且要刻在固體標(biāo)樣表面。8.2液體標(biāo)樣：下述有機(jī)液體標(biāo)樣，其D線、F線、C線折射率在20℃、25℃、30℃時檢定過。2，2，4—三甲基戊烷nD=1.39甲基環(huán)己烷nD=1.42甲苯nD=1.49警告：易燃。9樣品樣品量應(yīng)不少于0.5mL，不含懸浮固體、水或其它散光物質(zhì)。對于含水樣品，先用氯化鈣除去樣品中的水，再經(jīng)過濾或離心分離除去干燥劑。應(yīng)該考慮干燥劑的加入、濾紙的選擇性吸附和組分蒸發(fā)而導(dǎo)致樣品組成變化自勺可能性。警告：揮發(fā)性烴類樣品易燃。10儀器準(zhǔn)備10.1折光儀應(yīng)精心維護(hù)并始終保持干凈，沉積在儀器任何部件上的灰塵和油污都可能進(jìn)入儀器活動部件，這將導(dǎo)致儀器磨損和最終測定誤差。如果灰塵沉積在棱鏡上，將使拋光鏡面變暗，形成不清晰的線條。10.2用浸透甲苯或其它適當(dāng)溶劑的棉球在棱鏡表面輕輕擦洗。徹底清洗棱鏡表面，直到?jīng)]有條痕。再用正戊烷溶劑重復(fù)這個過程，直到玻璃和鄰接拋光金屬面徹底清洗干凈。不要用干棉球擦干棱鏡表面。10.3調(diào)節(jié)恒溫浴溫度，使折光儀棱鏡指示溫度恒定在測量溫度±0.02℃，打開鈉弧光燈預(yù)熱30min。注：對于甲基環(huán)己烷，試驗溫度0.02℃的誤差，引起折射率的誤差為1×10-510.4控制室溫或?qū)x器安放在一個特制的恒溫箱內(nèi)，使環(huán)境溫度與試驗溫度偏差在±l℃。儀器不能放置在受風(fēng)影響的地方，以避免儀器指示發(fā)生漂移。11.儀器校準(zhǔn)11.1按照10.2條的步驟徹底清洗棱鏡鏡面和固體標(biāo)樣表面，最后用毛刷刷凈。打開棱鏡，將一滴一溴代萘(直徑約1.5mm)滴到固體標(biāo)樣的拋光面中心。然后把標(biāo)樣貼在固定棱鏡鏡面上，并使光射在固體標(biāo)樣的拋光面上。如果一溴代萘用量適當(dāng)，在棱鏡和標(biāo)樣之間形成一層連續(xù)的液膜，則鏡中視野區(qū)將均勻發(fā)亮。否則，當(dāng)轉(zhuǎn)動棱鏡手輪，光與望遠(yuǎn)鏡縱軸線一致時，在望遠(yuǎn)鏡的視野區(qū)內(nèi)將出現(xiàn)不規(guī)則的暗點(diǎn)。此時應(yīng)用手指輕輕地壓標(biāo)樣的一邊或另一邊，當(dāng)通過輔助透鏡觀察時，直到干涉波帶好象在矩形水平面上擴(kuò)散。在望遠(yuǎn)鏡出射光瞳中心能看到集中的條紋圖象，且液劈的角度維持在可觀察到3～5個光帶。注：當(dāng)固體標(biāo)樣與棱鏡接觸時，如果有任何不光潔的跡象，應(yīng)移走際樣，清洗所有表面。如果兩個表面之間有沙礫，操作一次對棱鏡的危害比有液體存在下使用幾周的危害還要大。液體的量應(yīng)正好完全充滿接觸面，保證在固體標(biāo)樣的前緣無液體。11.2根據(jù)固體標(biāo)樣的折射率數(shù)據(jù)，設(shè)置儀器讀數(shù)，觀察望遠(yuǎn)鏡并同時旋轉(zhuǎn)鈉弧光燈底座，直至在光區(qū)內(nèi)出現(xiàn)清晰的豎線，并且該豎線不隨鈉弧光燈的旋轉(zhuǎn)而移動。調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡目鏡，使十字線清晰。11.3通過手輪轉(zhuǎn)動視準(zhǔn)儀，直到臨界線對準(zhǔn)在十字線上，記錄讀數(shù)。在觀察臨界線時，至少重復(fù)兩次，同時要輕輕轉(zhuǎn)動光源，取其算術(shù)平均值。11.4通過查鈉D線表將平均刻度讀數(shù)換算成折射率。再與固體標(biāo)樣的值比較，二者之差不應(yīng)大于0.00002。11.5如果需要調(diào)整，轉(zhuǎn)動手輪，設(shè)置儀器讀數(shù)與固體標(biāo)樣折射率值相對應(yīng)，如果臨界線在十字線的左邊，松開望遠(yuǎn)鏡左邊的螺絲，慢慢扭緊右邊的螺絲，直到與十字線重合。如果臨界線在十字線右邊，調(diào)節(jié)過程相反。調(diào)完后擰緊兩個小螺絲，不要太緊。按11.3條所述重新測量。12液體標(biāo)樣的校準(zhǔn)12.1按13章所述步驟在20℃、25℃、30℃溫度下，測定8.2條所列的每一個液體標(biāo)樣D線、F線、C線的折射率。如果所得數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值之差大于0.00003，對這三種液體標(biāo)樣在每種波長下單獨(dú)分別測定5次，取其平均值做為每個標(biāo)樣在每種波長下的折射率校正曲線。將平均誤差對折射率作圖可為所有折射率在這些點(diǎn)之間的觀測值提供校正。注：這并不意味著固體標(biāo)樣的折射率值不準(zhǔn)確，而是為了校正測量液體標(biāo)樣時因未達(dá)到臨界入射所造成的誤差。如果存在這些誤差和其它儀器誤差，這是折光儀本身設(shè)計造成的，其大小隨液體的折光率和不同的儀器而不同。12.2為了觀察棱鏡和視準(zhǔn)議的相對位置隨時間和使用的變化，每一位操作者在使用儀器之前都必須用校準(zhǔn)的固體標(biāo)樣來檢查儀器。13試驗步驟13.1按10.2條所述方法徹底清洗棱鏡鏡面。調(diào)節(jié)恒溫浴溫度鏡溫度恒定在測量溫度±0.02℃范圍內(nèi)。使折光儀棱鏡溫度恒定在測量溫度±0.02℃范圍內(nèi)。13.2檢測非粘性液體試樣時，關(guān)閉棱鏡盒并保持4min～5min，以保證棱鏡和循環(huán)水之間溫度達(dá)到平衡。用一個小滴管在棱鏡表面間的管狀注入口里滴入一小滴試樣。轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡基座上的旋鈕，并通過工作棱鏡觀察使光線進(jìn)入輔助透鏡。如果棱鏡間的空間完全充滿液體，視野區(qū)將是均勻明亮的。如果有氣泡或未充滿液體，視野區(qū)中該處將顯示黑暗。此時應(yīng)輕輕打開棱鏡盒，添加試樣，直到棱鏡間完全被液體填滿時才能測量。13.3檢測粘稠液體試樣時，打開棱鏡盒，把試樣加到兩個棱鏡鏡面上，用一個圓型木棒將試樣均勻鋪開。不能用金屬棒或玻璃棒，以免將棱鏡鏡面劃傷。慢慢關(guān)閉棱鏡盒，避免合頁和鎖合裝置變形。13.4調(diào)節(jié)光源，使分界線接近十字線。通過輔助透鏡觀察后棱鏡面，同時旋轉(zhuǎn)燈座到右邊，直到棱鏡最左邊被照亮。如果旋轉(zhuǎn)得過頭，背面將出現(xiàn)縱向干涉線。這些干涉線一般不規(guī)則，并相當(dāng)微弱。調(diào)節(jié)對比度和光亮度的最佳點(diǎn)就是干涉條紋達(dá)到最清晰前那一點(diǎn)。13.5調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)目鏡，使十字線清晰，將臨界線對準(zhǔn)在十字線上，記錄讀數(shù)。再次調(diào)節(jié)鈉弧光燈的位置并至少重復(fù)四次，將臨界線從兩側(cè)趨近對；隹在十字線上。記錄平均讀數(shù)(為了避免誤用臨界線，最好是測定一次就調(diào)節(jié)一次光源的位置。)13.6把其他要用的光源安裝在鈉弧光燈的位置上代替鈉弧光燈。調(diào)整角度(相對于折射棱鏡的后鏡面)。按13.4條，13.5條所述方法.記錄有關(guān)譜線的平均讀數(shù)。13.7測定揮發(fā)性試樣時，清洗棱鏡鏡面，不要改變棱鏡或燈的位置，再裝試樣，然后立刻讀數(shù)。14.計算和報告l4.1使用儀器附表將觀察到的讀數(shù)轉(zhuǎn)換成折射率，報告結(jié)果時應(yīng)注明測定時的溫度以及所用的譜線。例如：“nD=1….”或“nD=5893=1…”。14.2試樣的折射色散按式(1)計算：折射色散=(nλ2－nλ1)×104……(1)式中：nλ2、nλ1——兩種不同波長時的折射率。報告試樣折射色散時應(yīng)注明測定時的溫度。例如“(nF～nC)×104，t=…”或“(ng—nD)×104，t=…”。15精密度和偏差按下述規(guī)定判斷試驗結(jié)果的可靠性(95％置信水平)。15.1折射率精密度15.1.1手動儀器和自動儀器的精密度是由ASTM在1996年用8個不同的試樣在16個實(shí)驗室測試統(tǒng)計分析確定的，其中10個實(shí)驗室使用自動儀器，6個實(shí)驗室使用手動儀器。l5.1.2重復(fù)性(r)同一操作者使用同一儀器在相同的操作條件下，對同一試樣測定得到的兩個試驗結(jié)果之差不能超過下值：r自動=0.0002r手動=0.000215.1.3再現(xiàn)性(R)不同操作者在不同實(shí)驗室，對同一試樣測定得到的兩個試驗結(jié)果之差不能超過下值：R自動=0.0005R手動=0.0005l5.2折射色散精密度15.2.l重復(fù)性(r)同一操作者使用同一儀器在相同的操作條件下，對同一試樣測定得到的兩個試驗結(jié)果之差不能超過下值：r手動=0.0001215.2.2再現(xiàn)性(R)不同操作者在不同實(shí)驗室，對同一試樣測定得到的兩個試驗結(jié)