ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

ВОДЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ.

Методы определения нефтепродуктов

ОСТ 34-70-953.18-90

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.01.93

Настоящий стандарт распространяется на производственные воды тепловых электростанций и устанавливает методы определения нефтепродуктов в питательной воде паровых котлов, в конденсатах, возвращаемых от потребителей пара, а также в теплофикационных водах.

Методы могут быть использованы при анализе производственных вод атомных электростанций.

1. ОТБОР ПРОБ

Отбор проб - по ОСТ 34-70-953.1-88.

При отборе проб воды для определения содержания нефтепродуктов необходимо учитывать их способность адсорбироваться стенками сосуда, а также всплывать при значительном содержании или переходить частично в осадок. Пробу следует отбирать в чистую склянку по возможности освобожденную от остатков дистиллированной воды, использованной при промывании склянки.

Организовав ровное, без толчков течение воды из пробоотборного отверстия, сразу же отбирают некоторое количество этой протекающей воды в склянку. При этом ополаскивать склянку отбираемой водой, а также отливать часть попавшей в склянку воды ни в коем случае не следует. Всю порцию воды, поступившую в склянку, используют для определения. Так как для расчета необходимо знать объем отобранной порции воды, то этот объем можно измерить после проведения экстракции или отметить на наружной стенке склянки уровень отобранной пробы и впоследствии измерить этот объем мерным цилиндром. Количество отбираемой воды надо сообразовывать с ожидаемым содержанием нефтепродуктов.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ

Фотоколориметр типа КФК-2 или аналогичного типа с набором кювет, толщиной поглощающего свет слоя до 100 мм и набором светофильтров или спектрофотометр;

весы лабораторные общего назначения II класса точности и наибольшим пределом взвешивания 200 г - по ГОСТ 24104-38;

воронки стеклянные диаметром от 40 до 150 мм по ГОСТ 25336-82;

стаканы химические вместимостью от 50 до 1000 см³ по ГОСТ 25336-82;

шкаф сушильный с регулируемой температурой в пределах от 50 до 160°С;

воронки делительные вместимостью 300, 500 см³ и 1000 см³ по ГОСТ 25336-82;

фильтры обеззоленные - по ТУ 6-09-1678-77;

колбы мерные вместимостью от 50 до 500 и 1000 см³ - по ГОСТ 1770-74;

стаканчики для взвешивания - до ГОСТ 25338-82;

цилиндры измерительные вместимостью 50, 100, 250 и 500 см³ по ГОСТ 1770-74;

штативы для фильтрования и для бюреток с лапками и зажимами;

алюминия оксид для хроматографии - по ТУ 6-09-3428-78;

кислота серная х.ч. - по ГОСТ 4204-77;

баня водяная;

вата стеклянная;

углерод четыреххлористый х.ч. - по ГОСТ 20288-74;

гексан х.ч. - по ТУ 6-09-4521-77.

3. КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Сущность метода состоит в образовании окрашенной в коричнево-бурый цвет жидкости, полученной при взаимодействии примесей нефтепродуктов с серной кислотой.

Чувствительность метода - 0,05 мг нефтепродуктов в пробе.

3.2. Приготовление основного и стандартного растворов

3.2.1. Основной раствор концентрации 10 г/кг нефтепродуктов. Если известно какими нефтепродуктами могут загрязняться анализируемые воды, то отвесив 1 г этих нефтепродуктов в сухую мерную колбу вместимостью 100 см³, растворяют в четыреххлористом углероде или гексане (экстрагент), доводят объем раствора этим же растворителем до метки и хорошо перемешивают. Приготовленный раствор устойчив при его хранении в хорошо закупоренной колбе.

3.2.2. Стандартный раствор концентрации 0,1 г/кг нефтепродуктов. В мерную колбу вместимостью 250 см³ отмеривают пипеткой 2,5 см³ основного раствора, доливают принятым экстрагентом до метки и хорошо перемешивают. Раствор устойчив при хранении его в хорошо закупоренной колбе.

3.2.3. Если неизвестно какими нефтепродуктами могут загрязняться анализируемые воды, отбирают такое количество этой воды, чтобы получить не менее 10 мг нефтепродуктов.

Все отобранное количество воды дважды обрабатывают эксграгентом. В делительную воронку вместимостью 1000 см³ вливают 700-800 см³ отобранной воды и 50 см³ четыреххлористого углерода или гексана. Хорошо взбалтывают, дают расслоиться и сливают нижний слой при использовании (CCl₄) и верхний слой при использовании гексана в запасную емкость, а воду - в другую делительную воронку такой же вместимостью. В ней повторяют экстракцию, используя уже 20 см³ экстрагента. После этого воду отбрасывают и проводят такую же операцию со следующей порцией отобранной воды, пока не обработают все ее количество. Все экстракты сливают во взвешенный и предварительно высушенный стакан вместимостью 40-50 см³, удаляют экстрагент испарением на водяной бане, остаток высушивают в сушильном шкафу при 60-70°С и взвешивают. После взвешивания все количество нефтепродуктов растворяют в мерной колбе вместимостью 250 см³ в принятом растворителе, тщательно перемешивают и пользуются в качестве стандартного раствора. Концентрация этого стандартного раствора определяется массой выделенных нефтепродуктов.

3.3. Построение градуировочного графика

В шесть сухих стаканов вместимостью 100 см³ помещают 1, 2, 5, 7, 10 и 15 см³ стандартного раствора нефтепродуктов. На кипящей водяной бане выпаривают экстрагент, т.е. четыреххлористый углерод или гексан до исчезновения их запаха, затем в каждый стакан вливают по 10 см³ концентрированной серной кислоты, тщательно обмывают ею стенки стакана, куда могли попасть капли раствора, и ставят стаканы на 5 мин в кипящую водяную баню. После этого дают жидкостям охладиться до комнатной температуры и определяют оптическую плотность (А) окрашенных растворов на фотоколориметре при светофильтрах областью светопропускания 440 нм в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм. Сравнение проводят относительно 10 см³ концентрированной серной кислоты, прогретой на водяной бане. По полученным точкам строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс содержание нефтепродуктов в каждом стакане, а по оси ординат - соответствующие им величины оптической плотности. Если стандартный раствор приготовлен из навески извлеченных нефтепродуктов, то учитывают истинную их концентрацию в нем. По методу наименьших квадратов (по ОСТ 34-70-959.3-88) строят прямую, которой пользуются для вычисления результатов определений. Выполняют не менее 3 параллельных определений для каждой концентрации. Допускается вычисление результатов с помощью множителя (К), определяемого по формуле

K=m/A,

где m - масса нефтепродуктов в пробе, мг;

А - среднее значение оптической плотности, соответствующее этой массе.

3.4. Проведение анализа

Отобранный по п.1 объем анализируемой воды помещают в делительную воронку, дважды обмывают стенки сосуда, в который была отобрана проба, экстрагентом, т.е. четыреххлористым углеродом или гексаном, используя их по 10-15 см³ и сливая в ту же воронку. Затем, закрыв воронку пробкой, сильно взбалтывают ее содержимое, выпуская излишки воздуха через кран, перевернув воронку краном кверху. Взбалтывание проводят в течение 2-3 мин, после чего ставят воронку в штатив и дают жидкости полностью расслоиться. При этом четыреххлористый углерод с растворенными нефтепродуктами собирается в нижней части воронки, а гексановый раствор нефтепродуктов всплывает наверх.

Нижний слой четыреххлористого углерода или верхний слой гексана осторожно сливают на сухой бумажный фильтр, полученный фильтрат собирают в чистый сухой стакан, промывают фильтр четыреххлористым углеродом или гексаном (5-10 см³), собирая промывные растворы в тот же стакан. Для устранения влияния органических примесей, способных растворяться в четыреххлористом углероде или гексане, может быть применено фильтрование экстракта через слой (7-10 см) сорбента (активированной окиси алюминия), загруженного в стеклянную трубку длиной 10 см диаметром 1 см с впаянной в нее дырчатой стеклянной пластинкой. Верхний конец трубки расширен в виде воронки, а нижний оттянут до диаметра 1 мм. В трубку на стеклянную пластинку помещают слой стеклянной ваты толщиной 1 см, а сверх него насыпают сорбент толщиной 3-5 см. Поверх сорбента укладывают еще один слой стеклянной ваты. Сорбент -активированную окись алюминия - прокаливают при 800°С в течение 3-4 ч, а стеклянную вату прогревают при 250-300°С в течение 2-3 ч. Собранная трубка, т.е. колонка для фильтрования, должна быть промыта экстрагентом.

Фильтрование через колонку экстракта, полученного извлечением из воды нефтепродуктов, проводят со скоростью 0,5-1,0 см³ в мин, на фильтрование всей порции экстракта расходуется обычно не более 20 мин. Фильтрат собирают в чистый сухой стакан; в него же собирают и промывную жидкость, т.е. 5-10 см³ экстрагенга, пропускаемые через сорбент после окончания фильтрования экстракта. После удаления этих примесей к оставшимся в стакане нефтепродуктам приливают 10 см³ концентрированной серной кислоты и в течение 5 мин нагревают жидкость на кипящей водяной бане. При этом стремятся смочить серной кислотой все части внутренней поверхности стакана, куда могли попасть капли экстракта.

Жидкости дают остыть до комнатной температуры и определяют оптическую плотность ее (А_х) на фотоколориметре со светофильтром областью светопропускания 440 нм в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм. В качестве раствора сравнения используют 10 см³ концентрированной серной кислоты, также подвергнутой нагреванию и последующему охлаждению.

3.5. Обработка результатов

По градуировочному графику находят массу нефтепродуктов в анализируемой пробе. Полученную оптическую плотность находят по оси ординат и по ней массу нефтепродуктов (m) в пробе.

Концентрацию нефтепродуктов (С) в миллиграммах на килограмм вычисляют по формуле

где V - объем воды, использованный для определения, см³;

m - масса нефтепродуктов, найденная по градуировочному графику, мг

или по формуле m=K×A_x по п. 3.3.

Суммарная погрешность результата определения нефтепродуктов колориметрическим методом с доверительной вероятностью (Р=0,95) указана в табл.1.

Таблица 1

4. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

4.1. Сущность метода состоит в извлечении нефтепродуктов экстрагентом, который затем удаляют испарением, остаток сушат и взвешивают. Чувствительность метода 1 мг в пробе.

4.2. Проведение анализа

Весь объем отобранной пробы переливают в делительную воронку соответствующей вместимости, ополаскивают дважды сосуд, в который была отобрана проба экстрагентом, используя каждый раз 10-15 см³ его и сливая эти порции в ту же делительную воронку. Затем сильно встряхивают содержимое делительной воронки 2-3 мин, выпуская воздух через кран при перевернутой воронке краном вверх. Закончив взбалтывание, ставят воронку в штатив и дают жидкости расслоиться, экстракт осторожно сливают на сухой беззольный фильтр, собирая фильтрат в чистый сухой взвешенный бюкс.

Фильтр промывают чистым экстрагентом, используя его 10-15 см³ и собирая промывную жидкость в гот же бюкс. Затем ставят бюкс с экстрактом на кипящую водяную баню и выпаривают эксграгент. Бюкс с нефтепродуктами выдерживают в сушильном шкафу при 60-70°С в течение 2 ч, после чего охлаждают его с открытой крышкой в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием и, закрыв его крышкой, взвешивают.

4.3. Обработка результатов

Концентрацию нефтепродуктов (С) в миллиграммах на килограмм вычисляют по формуле

где V- объем пробы, использованный для определения, см³;

m - масса высушенного осадка, мг.

Суммарные погрешности результата определения нефтепродуктов гравиметрическим методом с доверительной вероятностью (Р=0,95) указаны в табл.2.

Таблица 2

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

5.1. Анализы с применением эксграгенгов необходимо выполнять в вытяжном шкафу. При оперировании гексаном нельзя пользоваться включенными нагревательными плитками с открытой спиралью.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПРИКАЗОМ Министерства энергетики и электрификации СССР от 02.10.90 № 164а

2. ИСПОЛНИТЕЛИ Ю.М. Кострикин, докт. техн. наук; Н.М. Калинина; О.Ш. Штерн; С.Ю. Петрова; В.В. Шведова; Г.К. Корицкий; Л.Н. Федешева (ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского).

3. ЗАРЕГИСТРИРОВАН в Центральном государственном фонде стандартов и технических условий за №                                                                    от

4. Срок первой проверки - 1996 г., периодичность проверки - 5 лет.

5. ВЗАМЕН Инструкции по эксплуатационному анализу воды и пара на тепловых электростанциях (М., СПО Союзтехэнерго, 1979 г.) в части определения нефтепродуктов (раздел 31)

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ