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依據ASTM D 7220-12 測定燃料中超低硫
關鍵詞
單色能量色散X射線熒光（MEDXRF） 超低硫 ASTM D 7220 檢測限（LOD） DM2400
介紹
燃料中硫(liu)的濃度一直是(shi)煉油廠和經銷商的重要質量(liang)控制參數。如汽(qi)車(che)燃料中的硫(liu)污染(ran)(ran)物(wu)通過增(zeng)(zeng)加(jia)細顆(ke)粒物(wu)（PM）的排放，在(zai)汽(qi)車(che)尾氣(qi)中形成(cheng)破壞(huai)性硫(liu)酸鹽，在(zai)大氣(qi)中形成(cheng)硫(liu)氧(yang)化物(wu)（SOx），對空氣(qi)污染(ran)(ran)有顯著(zhu)的影響(xiang)。此外，還會(hui)毒害催化轉化器系(xi)統，增(zeng)(zeng)加(jia)氮氧(yang)化物(wu)（NOx）等其他排放物(wu)。
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X射線熒光(guang)光(guang)譜(pu)（XRF）分(fen)析方法是準確測定(ding)燃(ran)料中硫的快速分(fen)析技(ji)術。方法的優(you)點(dian)包括：X射線熒光(guang)光(guang)譜(pu)儀結(jie)構簡單、基體(ti)的吸收和增強效(xiao)應較(jiao)易克服(fu)、不(bu)破壞樣(yang)品、精密度高、測定(ding)迅(xun)速、不(bu)用或僅需(xu)簡單制樣(yang)等優(you)點(dian)。
本解決方案依據美國標準ASTM D 7220-12 (Reapproved 2017)《用單色能量色散x射線(xian)熒(ying)光(guang)光(guang)譜法(fa)測(ce)定(ding)汽車燃料(liao)(liao)、加熱燃料(liao)(liao)和噴氣燃料(liao)(liao)中硫(liu)的標準試驗方法(fa)》測(ce)定(ding)燃料(liao)(liao)中超(chao)低硫(liu)。
儀器
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校準
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檢測限
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精度(du)
對S濃度(du)為(wei)3ppm的同一個樣(yang)(yang)(yang)品(pin)連續(xu)測量(liang)14次，必須按(an)儀器說明書(shu)制備14個樣(yang)(yang)(yang)品(pin)杯并注入同一S濃度(du)為(wei)3ppm的樣(yang)(yang)(yang)品(pin)，連續(xu)放入儀器進(jin)行測量(liang)。連續(xu)測試結果及統計(ji)見(jian)表(biao)1。
表1. 同一樣(yang)品S的連續測試結果(guo)
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硫濃度（ppm） |
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樣品杯1 |
2.76 |
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樣品杯2 |
2.91 |
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樣品杯3 |
2.82 |
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樣品杯4 |
2.89 |
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樣品杯5 |
2.85 |
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樣品杯(bei)6 |
2.94 |
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樣品杯7 |
3.09 |
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樣品杯(bei)8 |
2.79 |
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樣品(pin)杯9 |
2.90 |
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樣品杯10 |
2.75 |
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樣品杯(bei)11 |
3.05 |
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樣品杯12 |
2.92 |
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樣品杯13 |
2.96 |
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樣品杯14 |
2.91 |
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平均值 |
2.90 |
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標準(zhun)偏差S |
0.099 |
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相對標準偏差RSD |
3.41% |
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重復(fu)性r |
0.297 |
結果(guo)和討論(lun)
圖(tu)2的校準曲線，其(qi)相關系數γ大于(yu)0.999，表示DM2400S/Cl的線(xian)性誤差極小，該儀器有(you)很(hen)高的準確度。
由圖2的(de)校準曲線(xian)，可以(yi)得到儀器的(de)檢測(ce)限LOD（300s）為0.25ppm，表(biao)示DM2400S/Cl能測量超低硫。
從表1可以得到，用DM2400S/Cl進行(xing)連(lian)續測(ce)試，測(ce)量的(de)標準偏差S=0.099ppm。
同一(yi)(yi)個操作(zuo)者，在同一(yi)(yi)個實(shi)驗室，使用(yong)同一(yi)(yi)臺DM2400S/Cl，在相同條件下對同一試(shi)樣采用正(zheng)確(que)的(de)操作方法(fa)連續(xu)進行測定，得到的(de)兩(liang)個(ge)試(shi)驗結(jie)果(guo)(guo)之差(cha)，20個(ge)中僅(jin)有1個(ge)超過測試(shi)結(jie)果(guo)(guo)的(de)重(zhong)復(fu)性r，也就是95%置信(xin)度，測量的(de)重(zhong)復(fu)性r=3S=0.297ppm。表示DM2400S/Cl在非常(chang)低(di)的濃(nong)度水平下可以實現對(dui)S的極(ji)好的重復性(xing)分析
儀器的檢測限就是空白樣（本(ben)底(di)）的標準偏(pian)差(cha)S本底的3倍，LOD=3S本底=0.25ppm。本底以相當濃度表示就是Cb=Rb/靈敏度=161.47*0.1129=18.23ppm。理論上儀器在3ppm的重復性r=3S底√
C+Cb/Cb= 0.27ppm，而實際測量的(de)重復性r=0.297ppm要比理論上的(de)大(da)。這(zhe)(zhe)可能是由于測量時樣(yang)品(pin)杯制作(zuo)導致(zhi)(zhi)樣(yang)品(pin)杯的(de)不(bu)一致(zhi)(zhi)及每次放入時位置的(de)不(bu)一致(zhi)(zhi)造成的(de)誤差，但這(zhe)(zhe)種(zhong)不(bu)一致(zhi)(zhi)是很小的(de)。
DM2400S/Cl幾乎是(shi)完全按(an)ASTM D 7220-12 (Reapproved 2017)標準(zhun)設(she)計制造的，其唯一(yi)的不同就是無需每次測量都(dou)測量空(kong)白樣(yang)。這(zhe)是由于DM2400S/Cl的長期穩定性非常之好。
由表2可知(zhi)，使用DM2400S/Cl ，其S測試結果的(de)重復性r不但遠好于(yu)ASTM D7220、ASTM D7039、NB/SH/T 0842等標準，還滿足最嚴(yan)格的(de)GB/T 11140、ASTM D2622等標準。這(zhe)是由于(yu)DM2400S/Cl的(de)所采(cai)用的(de)探測器的(de)分辨(bian)率、計數率和晶體的(de)效率遠好于ASTM D 7220-12 (Reapproved 2017)標準的(de)要(yao)求(qiu)。
結論
完(wan)全依據ASTM D 7220-12的DM2400S/Cl型MEDXRF微量(liang)測硫氯儀(yi)采用單色(se)激(ji)發技術，能快(kuai)速、準確、精確地分(fen)析燃料中的(de)(de)超(chao)低(di)S。是實驗室和工(gong)廠進行燃料中的(de)(de)超(chao)低(di)S分(fen)析的(de)(de)完美工(gong)具
DM2400S/Cl的(de)卓越性能(neng)超過了現(xian)有(you)所有(you)有(you)關測S標準方法的(de)要求，不僅能(neng)滿(man)足(zu)現(xian)在(zai)的(de)法規要求 ，也將滿(man)足(zu)未來(lai)的(de)規范，是可以長期信賴(lai)的(de)儀器。
表2. S測試結果的重復(fu)性r與各(ge)標(biao)準要求(qiu)的重復性(xing)r之比較
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S 濃(nong)度 |
DM2400S/Cl 測試(shi)結(jie)果(300s) |
ASTM D2622要求的(de) |
ASTM D7039要求的(de) |
ASTM D7220要求的(de) |
GB/T 11140要(yao)求的 |
NB/SH/T 0842要求(qiu)的 |
結論 |
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標稱值 (ppm) |
重(zhong)復性r (ppm) |
重復性r (ppm) |
重復性r (ppm) |
重復性r (ppm) |
重(zhong)復性r (ppm) |
重復性r (ppm) |
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3 |
0.297 |
0.4 |
0.9 |
1.1 |
0.4 |
0.9 |
滿(man)足 |
*所有標(biao)準都是(shi)指(zhi)至本(ben)文發表時(shi)的(de)最新(xin)版本(ben)
2020-08-28 發表