CNS 15020-2006 Method of test for distillation of petroleum products at reduced pressure《石油产品减压蒸馏试验法》.pdf

1、 1 印月 95 8 月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 75.120.60 K6112415020經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 95 8 月 24 日 月日 (共 26 頁 )石油產品減壓蒸餾試驗法 Method of test for distillation of petroleum products at reduced pressure 1. 適用範圍：本標準規定在減壓下測定液體石油產品最高溫度達 400 時，能將部分或全部試樣蒸發的沸點範圍。本標準詳列手動測定法和自動測定法。如有爭議，在互相同意的壓力下以手動測定法作為仲裁試驗法。

2、 備考 1. 本標準採用 SI 單位，括弧內的單位及數值僅供參考。 2. 本標準可能涉及有危險性的材料，操作和設備。本標準要旨不在於強調有關使用它時的所有安全問題，使用者應建立適用之安全衛生之操作準則，並且在使用之前能決定規則範圍之應用性。對於特殊有害的聲明參閱各節備考。 2. 用語釋義 2.1 常壓等同溫度 (AET)：這個溫度係將測定的蒸氣溫度經附錄 A 第 A7 節式 (A7.1)計算而得。常壓等同溫度是指在常壓下蒸餾而無熱分解的蒸餾溫度。 2.2 終點 (EP)或終沸點 (FBP)：在蒸餾試驗期間，溫度計內水銀線所達之最高讀數之校正值。 2.3 初沸點 (IBP)：在冷凝管較低點所滴落

3、第一滴冷凝液的瞬間，所觀察到的校正溫度計讀值。 備考： 當量測用的防濺滴鏈固定於滴尖時，形成第一滴液體會沿著鏈滴落在自動裝置中，第一滴液體偵檢器儘可能裝置在靠近滴尖端之底端。 2.4 逸出點：蒸餾管柱和真空夾套管柱冷凝器部分之內部較低接合處的最高點。 3. 方法概要：在 (0.13 6.7)kPa (1 50)mmHg之間某個準確控制的規定壓力下，使用約一個理論板數的分餾裝置進行蒸餾試驗，由終沸點餾出體積百分率獲得常壓等同溫度 (沸點 )之蒸餾關係曲線。 4. 意義及應用 4.1 本標準用於測定以常壓蒸餾可能會分解的石油產品及其餾分的蒸餾特性。使用設計條件約一個理論板數的分餾裝置試驗所獲得的沸

4、點範圍，應用於蒸餾裝 置的設計，以獲得符合法規規定去選擇適當工業摻配用料及其他目所進行的工程計算。 4.2 測定沸點範圍其數值直接與黏度、蒸 氣壓、熱值、平均分子量和許多其他的化學、物理及機械性質有關。上述任何 性質皆能在所應用合適產品測定中獲得其相關因子。 4.3 各種石油產品標準通常依據本標準測得之數據作為蒸餾範圍要求值。 4.4 依據本標準所測得之數據，建立許多 工程設計有關之相關公式，廣泛的應用在現代工程實務中。 5. 儀器 2 CNS 15020, K 61124 5.1 真空蒸餾裝置：參閱圖 1，主要包括下 述部分元件，另有一部分元件沒有設計圖或性能要求。部分元件對於試驗中 獲得滿

5、意的結果並非是必需的，但是為提高儀器的使用效率和便捷性，這些元 件又是需要的。手動和自動的儀器都必須符合以下的要求，對於自動儀器額外的要求參閱附錄 A 第 A9 節。 圖 1 真空蒸餾儀器的組裝 5.1.1 蒸餾燒瓶： 500 mL，硼矽玻璃或石英製，符合圖 2 或圖 3 所規定尺寸，並附有一個絕緣保溫加熱套。這些 尺寸沒有嚴格精密要求，可依製造者不同而可稍微差異。但是溫度感測探 針位置除外，且蒸餾管柱連接部分的內徑不能小於蒸餾管柱的內徑。溫度 計套管可由以包覆為整組的溫度探針所取代，以及市售三頸式的蒸餾燒瓶 (參閱圖 3)亦可用於本試驗。 5.1.2 真空夾套管柱組件：硼矽玻璃製 ，包括一個

6、蒸餾器接頭和一個連接的冷凝器，其尺寸參閱圖 4 及表 1。蒸餾器接 頭被完全鍍銀的玻璃真空夾套密封，真空夾套內的恒定壓力為小於 10-5Pa(10-7mmHg)，相通的冷凝部分應被密封在水夾套中，並且在它的頂部 有一個接頭和真空系統相連。一個防濺滴鏈應懸掛在冷凝器滴尖上，並懸至接受器 10 mL 刻度線下 5 mm 處，還可用金屬槽作管道代替金屬防濺滴鏈 ，使餾出物沿接收器壁流下。金屬槽允許和冷凝器滴尖相連，參閱圖 5，或固定在接受器頸內部。 備考： 若無簡單方法測定完全密 封真空夾套內真空度，可用泰斯拉 (Tesla)線圈檢測， 但是火花會在夾套的薄弱點產生小孔，即使是視覺不容易察覺出來的小

7、孔或裂縫，也會使夾套失去真空。 5.1.3 蒸氣溫度量測設備及其有關的信號和操作裝置 (參閱附錄 A 第 A1 節 )：此設備在 (0 400) 範圍內測量精確度為 0.5 ，回應時間需小於 200 秒，參閱數字溫度指示計鉑電阻溫度感測器真空計卻水器充壓接頭 壓力調節系統 電磁閥真空泵 平衡罐繼電器 浸入式加熱器 溫度計 防濺滴鏈加熱套 保溫套溫度計套管 卻水器 溫度感測器/真空接頭 真空計 真空系統 控制繼電器溫度調節器循環泵滴鏈接變壓器 冷卻劑 流動方向 3 CNS 15020, K 61124 附錄 A 第 A2 節。蒸氣溫度感測器的位置是極為嚴格的，參閱圖 6，蒸氣溫度量測元件需放置在

8、頸部中心，並且其尖端位於蒸餾管柱逸出點下 (3 1)mm。蒸氣溫度量測元件可由不同 的組件組成，如固定在玻璃或金屬上之鉑電阻或熱電偶。圖 7 和圖 8 顯示兩種元件在逸出點的相關位置。玻璃鉑電阻元件位於感測器尖端的頂部，熱電 偶位於熱電偶連接處的頂端，金屬夾層的元件位於元件底部之上 (1 1)mm。相關程序描述參閱附錄第 A1 節。蒸氣溫度量測元件經由壓縮的環型墊圈固 定在玻璃感測器或真空連接器上，或合適置於蒸餾管柱。在某些蒸餾設備結 構上，蒸餾管柱上的真空連接器是可被省略的。在這些案例中，蒸氣溫度量 測元件位置應相對應作調整。蒸發器溫度量測元件也適用於熱電偶或鉑電阻，並且應遵照以上條件。 5

9、.1.4 硼玻璃接受器：尺寸依照圖 9 所示。如使用在自動測定儀器上的接受器，且固定在恆溫室，則不需要夾套。 備考： 警告儀器 的玻璃部分常處於嚴苛高溫工作條件下，為了減少失敗機率，唯經偏振光試驗證明無應力的設備才可以使用。 圖 2 蒸餾燒瓶和加熱套 單位： mm 備考： 溫度計套管可用封閉法，亦可用 19/38 的磨砂接頭，將溫度計裝入蒸餾燒瓶。對於溫度不超過 400 的蒸餾，可以不用溫度計套管。 加熱套外徑 102 2 外徑 28 1內徑 8 0.535/25 球型接頭 25 2 20 255 3保溫層 溫度計套管不能超過蒸餾燒瓶的中心線 3 6 4 CNS 15020, K 61124

10、圖 3 500 mL 蒸餾燒瓶 單位： mm 圖 4 真空夾套管柱 15 55 21555 23514/3522 1.8 1051503 1353 1353 14/35 ME D B A C RSTNL(X4)QH F K OPW滴尖與冷凝器之間要求平滑連接，以避免擋住液體。 U X Y G 膨脹室 V 蒸餾管柱觀察視窗I 冷凝器組件真空夾套組 J 5 CNS 15020, K 61124 圖 5 滴鏈或金屬槽和冷凝器連接圖示 冷凝器滴尖金屬絲 掛鉤 10 mL 標記 間距 5 mm 接受器金屬絲小孔防濺滴鏈掛置處金屬槽 彈簧掛鉤如果冷凝器滴尖上沒有小孔，則可用如圖所示的彈簧懸掛防濺滴鏈 注意

11、：防濺滴鏈位置尺寸如圖所示，而在 200 mL刻度以下的液體排放量應不超過 0.1 mL 6 CNS 15020, K 61124 表 1 真空夾套管柱組件規格 元件 必要性 尺寸， mm 備註 A 否 265 10 -B 是 99 4 逸出點 C 是 85 3 內部尺寸因製造廠商組裝不同，因此依有角度的內管與垂直管柱交錯中心的位置為尺寸 D(OD) 否 64.5 2 - E 否 14/23或 19/38 尖型磨砂接頭母接頭 F 否 35/25 球型磨砂接頭公接頭 G 否 35 10 此區域為覆蓋加熱套的絕緣頂端 H(ID) 是 24.7 1.2 使用外徑 28 mm管達到此尺寸 I 否 2

12、12 視窗可作為沸騰速率和管柱潔淨的觀察，卻會造成熱損失 J 否 60 20 - K 否 12 7 - L(OD) 否 8 冷凝接頭，最小尺寸 M 是 230 13 此尺寸影響冷凝蒸氣回復時間和溫度或回收率的結果 N(OD) 否 38 2 - O 是 140 20 此尺寸影響蒸氣冷凝效率，並影響溫度或回收率的結果 P(ID) 是 18.7 1.1 使用外徑 22 mm管達到此尺寸 Q 是 60 2 - R 否 沒有限定 連接真空系統，任何適合的方式皆可 S 否 沒有限定 延伸到冷凝組件之上，其尺寸必須保持最小或較大於冷凝組件的內徑 T(ID) 是 18.7 1.1 使用外徑 22 mm管達到此

13、尺寸 U 是 140 5 此尺寸影響蒸氣冷凝效率，並影響溫度或回收率的結果 V 否 沒有限定 由冷凝組的底端到頂端的距離，因製造廠商而不同，不會影響實驗結果 W 否 12 7 - X 是 50 8Y 是 30 7 距離滴尖端點的距離 備考 1. 此尺寸使用於核對建構適當裝置 (assembly)參考用，實際應用於玻璃刻度的尺寸會稍有改變，當裝置配件熔接後，用於建構此裝置之尺寸不易獲得，具關鍵性之尺寸需要嚴格遵守表中可接受的範圍，圖中列出的尺寸收集自 7 CNS 15020, K 61124 許多手動及自動的製造設備，這些設備為本標準精密度建立之要點。 2. 警告目前正著手進一步的研究，以獲得一

14、組對此尺寸大小有更嚴謹的限制值，因為一般相信現今較寬鬆的尺寸管制，對本標準之精密度有顯著的不利結果。所以對於本設備之組裝及元件目標尺寸管制將於近期提出，並於提出後的五年修訂本試驗法與正式執行。 圖 6 溫度感測器的位置 單位： mm 圖 7 鉑電阻溫度感測組件 單位： mm 溫度感測元件 鉑電阻溫度感測器 螺旋蓋 溫度感測器或真空接頭50 蒸餾管柱上方位置感測尖端 螺旋蓋矽樹脂壓縮環具鐵氟龍表面9 0.5 50 3 3 1 x60逸出點3 8 CNS 15020, K 61124 圖 8 熱電偶溫度感測組件 單位： mm 圖 9 接受器 單位： mm 備考： 如果自動裝置上的接受器是固定在恆溫

15、室，則不需要套管。否則，就需配置套管連接接受器以使刻度讀數不受干擾。 逸出點3 35/25 球型接頭必須高於 200 mL 刻度 三個相隔 120到中心管內徑的缺口，避免遮蔽刻度 75 5外徑 8 0.525 2內管內徑 41 1.5外徑 51 1.5內 徑 8 0.525 245 3195 1.5 330 5 18016014012010090504020 9 CNS 15020, K 61124 5.1.5 真空計： 1 kPa 壓力以下量測絕對壓力之精確度為 0.01 kPa， 1 kPa 以上精確度為 1 %。正確使用之麥克勞德 (McLeod)壓力計可達到此精確度。於壓力約1 kPa

16、 下，配備精確測高器 (一種安裝於游標尺上的光學儀器，可準確量測高度 )的水銀壓力計亦 可達此準確度。經過麥克勞德壓力計校正之電子壓力計如巴雷特羅 (Baratron)壓力計亦適用，但需定期以附錄 A 第 A3 節進行檢查。壓力校正裝置參閱附錄 A 圖 A3.1。不建議使用熱絲、輻射或導電率檢測式的真空計。儀 器組裝時，真空計應連接於蒸餾管的溫度感應器 (或真空接頭 )側管，或連接於冷凝器的溫度感應器 (或真空接頭 )側管。管線長度越短越佳，且連接管的內徑不可小於 8 mm。 備考： 適合本標準 以量測系統壓力之壓力計為流體壓力計或電子壓力計，對一般壓力計 (非傾斜式麥克勞德壓力計 )提供的測

17、量結果可被顯示出來。 5.1.6 壓力調節系統：低於或等於 1 kPa 絕對壓力時，需維持系統於 0.01 kPa 內，當 1 kPa 或高於 1 kPa 絕對壓力時，需維持系統壓力恆定於絕對壓力的 1 %以內，適當的儀器裝置參閱附錄 A 第 A4 節。壓力調節系統應連接於冷凝器頂部的支管，管線長度越短越佳，且連接管的內徑不可小於 8 mm。 5.1.7 真空裝置：如由一個或一個以上 的真空泵與數個緩衝槽所組成，在操作壓力全量範圍內需將壓力恆定於 1 %以內。以內徑為 8 mm 或 8 mm 以上的真空接頭將真空裝置與冷凝器的頂部相連接 (參閱圖 1)，管線長度越短越佳。在 100 kPa 壓

18、力下，可提供大於 850 mL/min(30 cfm)流量之單級泵適用於此真空裝置，若蒸餾需在低於 0.5 kPa 的壓力下進行，則建議使一個流量與此相當或更大之雙級泵。平衡罐容量應大於 5 L，以減少壓力變動。 5.1.8 卻水器 (1) 固定於冷凝器頂部與真空系統之間的卻水器，作用為回收蒸餾時冷凝器中未被冷卻的低沸點組成物質。卻水器利用冷卻液致降溫，使溫度保持在 40 以下，可利用液態氮作為冷卻液。 備考：警告若系統發生大量空氣洩漏，且使用液態氮作為冷卻液時，會導致卻水器內的空氣 (氧氣 )冷凝，若卻水器內同時存在碳氫化合物，則當卻水器在第 9.12 節步驟升溫時，會引起燃燒或爆炸。 (2

19、) 固定於溫度感應器 /或真空接頭與真空計之間的卻水器，作用為防止蒸餾時，低沸點組成物質污染真空計。 5.1.9 低壓空氣或二氧化碳源：用於冷卻蒸餾結束後的蒸餾燒瓶與加熱器。 5.1.10 低壓氮氣源：釋放氮氣，可使系統由真空恢復至常壓。 5.1.11 安全屏或安全罩：事故發生時，可將操作人員與蒸餾儀器充分隔離，需以 6 mm 厚的強化玻璃或相同強度的透明材料製成。 5.1.12 冷卻劑循環系統：提供冷卻劑予接受器及冷卻器系統，在 (30 80) 溫度範圍內，可將溫度控制於 3 之間。接受器固定於恆溫室的自動裝置，其冷卻劑循環系統則只提供冷卻劑至冷卻器系統。 10 CNS 15020, K 6

20、1124 6. 試劑與材料 6.1 正十四烷 (n-tetradecane)，試藥級。 6.2 正十六烷 (n-Hexadecane)，無色參比燃料。 6.3 矽膠滑脂 (silicon Grease)，高真空專用矽酮油。 6.4 矽酮油 (silicon oil)，可長時間使用於 350 以上高溫條件。 6.5 甲苯 (toluene)，工業級。 6.6 環己烷 (cyclohexane)，工業級。 7. 樣品與採樣事項 7.1 採樣法依 CNS 1217石油及其產品之取樣法取得樣品，一般為了符合輸儲或工廠操作的樣品之代 表性。其取樣量約需 (4 8)公升以作為一系列的試驗分別使用。對於本試

21、驗所需的樣品量應略超過 200 mL。 7.2 取 200 mL 試樣於蒸餾瓶中，試樣必須確定無水。若含有水分，可參閱附錄 A第 A6 節方法加以脫水。 7.3 依 CNS 12017原油及液體石油產品比重測定法 (比重計法 ) ，或依 CNS 14474液態油品密度及比重測定法 (數位式密度計法 )以電子式密度計測試樣品密度。 7.4 試樣未能立即分析者須置於玻璃或金 屬容器中，不可置於塑膠容器，並存放於室溫以下。 7.5 注入試樣時必須確定試樣完全液化， 若發現有結晶物，必須加熱使結晶物完全溶解。再依據試樣大小、黏度和其他因素劇烈攪拌 (5 至 15)分鐘以確定試樣均勻。如果加熱到 70

22、仍有固體物尚未溶解，則可能是無機物質或非試樣中可蒸餾的部分。將之過濾去除或將溶解液態部分的試樣取出，移入另一容器。 7.5.1 有些物質如劣化殘渣與高熔點石蠟，這些固態或半固態物質都無法在 70 完全液化，即使它們同屬於碳氫化合物。 8. 儀器校正與定量 8.1 溫度計校正參閱附錄 A 第 A1 節。 8.2 壓力調控系統校正參閱附錄 A 第 A4 節。 8.3 清潔並乾燥儀器的玻璃部分，接頭部 分需再添加潤滑劑。玻璃底部可塗上薄薄的一層高真空矽酮油，但是切勿過量 。過量的矽酮油將引起洩漏或在開始時會造成發泡。 8.4 所有的儀器在空置時依附錄 A 第 A3.3.2 節進行洩漏測試。 8.5

23、以第 7.1 節與第 7.2 節所列的兩標準油品，對整體設備進行驗證。 9. 分析步驟 9.1 以溫度計確認溫度，另依附錄 A 第 A1 節所載之方法先校正溫度計。 9.2 設定冷凝溫度低於最低蒸氣溫度至少 30 以利試驗觀察。 備考：大部分物質的最佳冷凝溫度約為 60 。 9.3 由密度計算 200 mL 試樣所佔的重量 (精確至 0.1 g)，秤取相當量的試樣置於蒸餾瓶中。 9.4 以高真空矽酮油進行蒸餾設備接頭部 分的潤滑，在潤滑前需注意各個接頭部位 11 CNS 15020, K 61124 是否清潔，並且儘可能減少潤滑劑使 用量。將燒瓶連接到蒸餾端較低的圓形接頭，將加熱器置於燒瓶底部

24、放上頂部 套筒，以可調式彈簧夾將儀器其他部分接頭接裝好。 備考：若潤滑劑使用量過多可能造成蒸餾過程中試樣產生過多泡沫。 9.5 在溫度計套筒底部滴幾滴矽酮油，將 溫度計插入接觸套筒底部，溫度計套筒上端以玻璃棉封住。 9.6 開啟真空泵，觀察試樣是否開始產生 泡沫。若發現開始產生泡沫後可以微增加壓力直到泡沫消失。另以稍微加熱去 除溶解的氣體，有關抑制試樣產生氣泡方法參閱附錄 A 第 A6.2 節。 9.7 將儀器內部抽成真空，直到所需的蒸 餾壓力為止。無法達到所需的真空度或隨著真空泵關閉，壓力調節至蒸餾所預 定之壓力，若無法達到所需之壓力，則顯示有嚴重洩漏問題。以氮氣將儀器內 壓力升到常壓，再以

25、真空矽酮油重新將每一個接頭封好。若仍無法改善洩漏問 題，則必須以適當方法確認是否有其他物件有洩漏問題。 備考： 指定壓力係 1.3 kPa (10 mmHg)而對於重質試樣，大部分組成物質沸點在500 以上者，操作壓力要在 0.13 kPa(1 mmHg)或 0.26 kPa(2 mmHg)。 9.8 當壓力到達指定壓力後，儘速打開加 熱器加熱燒瓶，並注意不要使試樣產生泡沫。如果燒瓶瓶頸出現蒸氣或倒流液 體，則調整加熱速率保持蒸餾液回收量在(6 8)mL/min。 備考： 在剛開始蒸餾時不容 易保持這樣的蒸餾速率，但是在達到 10 %蒸餾量後，應該要控制到這個蒸餾速率。 9.9 在蒸餾氣收集初

26、沸點 (IBP)(、 5、 10、 20、 30、 40、 50、 60、 70、 80、 90、 95)%等各個回收百分比以及終沸點 (FBP)時，記錄蒸氣溫度、壓力與時間。如果在蒸餾終點前液體達到 400 或是蒸氣溫度達到最高溫度，記錄當時蒸氣溫度讀數與蒸餾總回收量，同時結束蒸餾。 備考：最高溫度可由試樣完全蒸餾或開始裂解決定。 9.10 當發現壓力突然增加，並有白色蒸氣出現與蒸氣溫度降低等現象表示試樣已經開始裂解，必須立刻停止蒸餾並記錄下 這個狀況，如有必要可用較低操作壓力，以新試樣重複蒸餾一次。 9.11 將燒瓶加熱器降低 (5 10)cm，以空氣或二氧化 碳溫和地使燒瓶與加熱器降溫，

27、如果必須在瓶內溫度維持 200 以上時打開，則以乾 燥的氮氣或二氧化碳通入瓶中升壓。 備考 1. 測試過程有裂解狀況或冷卻循環時，為預防著火，最好選擇二氧化碳來冷卻燒瓶。 備考： 警告 1如果在瓶內仍在高溫的狀態下通入空氣，瓶內殘油可能會起火燃燒或爆炸。 2蒸氣最高溫度達 350 以上時要停止蒸餾。蒸餾燒瓶在低於 1 kPa 下長時間加熱超過 350 容易造成燒瓶變形。如果有變形 12 CNS 15020, K 61124 在使用後必須丟棄，換一個新的石英蒸餾瓶。 9.12 將安裝在真空系統前的卻水器降回室溫，回收再量測並記錄在卻水器中收集的輕物質體積。 9.13 移開接受器與蒸餾瓶，並更換一

28、組裝了適量清洗溶劑乾淨的接受器與蒸餾瓶，在常壓下蒸餾清洗。清洗結束後拆下接受器與蒸餾瓶並以空氣或氮氣溫和地乾燥蒸餾裝置。 備考：可用甲苯和環己烷作清洗溶劑。 10. 計算與報告 10.1 以附錄 A 第 A7 節所載公式將蒸氣溫度轉換為常壓等同溫度 (AET)。 10.2 報告在接受器中回收液體的體積百分率與相對應 的常壓等同溫度 (AET)，以攝氏溫度取至整數。報告樣品密度和接受器收集的液體體積與卻水器收集的液體體積，以及任何偶發事件，如起泡、分解以及校正中的各種量測數據。 11. 精密度及偏差 11.1 精密度：本標準精密度是在 1983 年由一個跨實驗室合作計畫得來，由 9 個實驗室參與

29、進行 8 個樣品分析。其中，有一個實驗室使用自動真空蒸餾分析儀器，而且其測得的數據已納入精密度驗證中。精密度測試方法如下所述： 11.1.1 重複性：由同一操作員使用同一種儀器且在穩定之操作狀況下，使用同一種測試材料時，始終在正常而正確的測試方法操作下，連續二次 AET 測試結果 ()之差異值， 20 次試驗中僅能有一次超過表 2 所列的數值。 11.1.2 再現性：由不同的操作員在不同的實驗室，使用同一種測試材料時，始終在正常而正確的測試方法操作下，二個單獨且獨立的 AET 測試結果之差異值， 20 次試驗中僅能有一次超過表 2 所列的數值。 11.1.3 表 2 中每一回收百分率的 AET

30、 增加量表示為 (/V)%。在 (10 90)%間的任兩點間的 (/V)值不應超過 20 %。回收百分率 5 %這一點例外，不應超過10 %。參閱附錄 A 第 A8 節範例。 11.2 表 2 的精密度數據是經由下列方程式計算所得。此方程式可求出沒有被列出的溫度變化時 S (/V)%的精密度。 11.2.1 重複性可依下式計算： () 8181 ./S.lnbaexpeMr += 式中， r：重複性， (AET) e：自然數對數，大約值 2.718281828 a、 b、 M：由第 11.5.1 節得出的係數 S：每個回收百分率的溫度變化，(AET） /V % 11.2.2 再現性可依下式計算

31、： ( ) 8181 ./S.lnbaexpeMR += 式中， R：再現性，(AET) e：自然數對數，大約值 2.718281828 a、 b、 M ：由第 11.5.1 節得出的係數 13 CNS 15020, K 61124 S：每個回收百分率的溫度變化，(AET)/V % 11.2.3 參閱附錄 A 第 A8 節範例 11.3 計算 (0.13 1.3)kPa 之間的精密度，可參閱第 11.5.1 節與第 11.5.2 節所得的數據依內插法求得所需的參數。 11.4 偏差：目前尚無合適的方法測定本標準方法的偏差。 11.5 計算用之常數：參閱表 2。 11.5.1 計算重複性用之常數

32、：參閱表 3 11.5.2 計算再現性用之常數：參閱表 4 表 2 精密度 重複性 再現性 標準壓力 0.13 kPa(1 mmHg) 1.3 kPa(10 mmHg) 0.13 kPa(1 mmHg) 1.3 kPa(10 mmHg) 初沸點 (IBP) 17 15 56 49 終沸點(FBP) 3.3 7.1 31 27 回收體積 (5 50)% (60 90)% (5 50)% (60 90)% (5 50)% (60 90)% (5 50)% (60 90)%(AET)/V % 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.

33、0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 2.4 2.9 3.2 3.4 3.6 3.8 3.9 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.8 4.9 5.0 5.0 5.1 5.1 5.2 5.2 5.3 5.3 5.4 5.4 5.5 5.5 2.5 3.0 3.3 3.5 3.7 3.9 4.0 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.8 4.9 5.0 5.1 5.1 5.2 5.2 5.3 5.4 5.4 5.5 5.5

34、 5.6 5.6 5.7 5.7 1.9 2.4 2.8 3.1 3.3 3.6 3.8 3.9 4.1 4.3 4.4 4.5 4.7 4.8 4.9 5.0 5.1 5.2 5.4 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.0 6.1 6.2 6.3 2.0 2.5 2.9 3.2 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.4 4.6 4.7 4.8 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 5.3 6.3 6.4 6.5 6.5 10 13 16 18 21 23 25 27 29 30 32 34 35

35、37 38 40 41 43 44 46 47 48 50 51 52 54 55 56 57 3.9 6.0 7.8 9.4 11 12 13 15 16 17 18 19 20 23 22 23 24 25 25 26 27 28 29 30 30 31 32 33 33 34 7.0 9.3 11 12 14 15 16 16 17 18 19 19 20 21 21 22 22 23 23 24 24 25 25 26 26 27 27 27 28 28 5.4 7.2 8.5 9.6 11 11 12 13 13 14 15 15 16 16 16 17 17 18 18 19 19

36、 19 20 20 20 21 21 21 22 22 備考：本表的主體部分是常壓等同溫度 (AET)， 14 CNS 15020, K 61124 表 3 計算重複性之常數 回收體積 標準壓力 初沸點 (IBP) (5 50)% (60 90)% 終沸點 (FBP) a 2.372 0.439 0.439 0.718 b 0 0.241 0.241 0 0.13 kPa(1 mmHg) M 2.9 2.9 3.0 2.9 a 2.246 0.240 0.240 1.521 b 0 .0350 0.350 0 1.3 kPa(10 mmHg) M 2.8 2.8 2.9 2.8 表 4 計算再

37、現性用之常數 回收體積 標準壓力 初沸點 (IBP) (5 50)% (60 90)% 終沸點 (FBP) a3.512 1.338 0.815 2.931 b0 0.639 0.639 0 0.13 kPa(1 mmHg) M 3.0 3.3 3.3 3.0 a3.424 1.415 1.190 2.815 b0 0.409 0.409 0 1.3 kPa(10 mmHg) M 2.9 3.2 3.1 2.9 15 CNS 15020, K 61124 附錄 A A1. 溫度感測器校正實務 A1.1 方法概要：本附錄係討論蒸氣溫度感測器的校正，由美國國家科學研究院(National Inst

38、itute for Science and Technology， NIST)所建立的一級溫度標準。 A1.2 無論是第一次使用、修理或是保養，感測器應全幅校正。應用於蒸氣溫度量測之感測器必須每月進行單點或多點檢查。 A1.3 校正機器上所裝設之感測器時，需要量測第 A1.6 節所列純水、純金屬或合金的冷凍點 (冰點 )，以校正儀器上所裝設之感測器。 A1.4 儀器：適合的儀器參閱圖 A1.1 所示，對於水的冰點，可在真空瓶內裝盛至少 50 %冰於水中加以量測。 A1.5 操作步驟 A1.5.1 在溫度計套管底部倒入足夠的矽酮油或其他惰性液體，以便使安裝在套管內的溫度感測器和套管有良好的接觸，

39、這些裝置於套管的感測器將依據下列方法校正。 A1.5.2 倒入約 0.3 mL 矽酮油於熔點槽之溫度計套管，油面必須蓋過端面。 A1.5.3 加熱熔點槽，超過槽內金屬熔點 (5 10) ，並持續 5 分鐘，以確保槽內金屬皆熔解。 A1.5.4 停止對熔點槽加熱，建議使用長圖記錄紙來觀察及記錄冷卻曲線，當冷卻曲線出現至少 1 分鐘的穩定曲段，此時的溫度可視為校正溫度。 A1.5.5 必要時， 給予溫度讀值修正。在記錄紙上畫出依內插法算出的修正溫度。如果使用自動儀器時，則修正值併入記錄中，且此數值必須是可調整的。 A1.5.6 如果冷卻曲線中穩定曲段太短時，此時可在冷卻過程中稍微加熱。金屬加熱槽可

40、能被污染或氧化，在此情形下，就要更換金屬。 A1.6 試劑 A1.6.1 純水：除非有其他的規定，否則水的純度須符合 CNS 3699化學分析用水第 3 節表 1 類型 A3 的規定，冰點 0.0 。 A1.6.2 金屬合金，包括錫 50 wt%、鉛 32 wt%、鎘 18 wt%等之冷凍點 (ice point)為 145.0 。 A1.6.3 100 %錫的冷凍點 (ice point)為 231.9 。 A1.6.4 100 %鉛的冷凍點 (ice point)為 327.4 。 16 CNS 15020, K 61124 圖 A1.1 溫度校正用的熔點槽 A2. 溫度反應時間測定實務

41、A2.1 適用範圍：本附錄溫度反應時間測定實務主要測定在指定條件下溫度感測器的冷卻速率。 A2.2 意義及應用：執行此項實務是確認在快速升溫時，感測器也能快速反應而不會延遲，產生明顯的誤差。 A2.2.1 在最低壓力的情形下，當蒸氣含熱量最小時，此測定非常重要。 A2.3 操作步驟 A2.3.1 將裝有生水的燒杯置放在加熱板，並在燒杯內垂直安裝一個玻璃溫度套管，燒杯內水溫保持在 (95 5)%。 A2.3.2 將一台具有 0.1 解析度數位式讀值 (數位顯示器 )的儀錶和感測器連接。或將它與能夠內插到 0.1 合適範圍的記錄器相接，為了容易讀取數值，記錄器內圖紙速率至少 30 cm/h。 A2

42、.3.3 將感測器插入每邊 30 cm3硬紙盒的中心，靠著硬紙盒和感測器之間摩擦力而使之固定隨後記錄盒中的溫度。 A2.3.4 移出感測器並插入燒杯內的溫度套管中，當感測器溫度為 80 時，移除感測器並插入紙盒中心孔內。 A2.3.5 用碼錶或記錄器上記錄紙來觀察感測器溫度從 30 冷卻到比第 A2.3.3節中所記錄的溫度高 5 所需的時間間隔。 A2.3.6 時間間隔不能超過 200 秒。 A3 真空計校正實務 A3.1 原理：真空感測器的校正是依據麥克勞德 (McLeod)壓力計，此錶是合適測量此範圍壓力的唯一一級錶計。 備考： 麥克勞德 (McLeod)壓力計構造的一般原理已經建立滿足第

43、 5.1.5 節壓溫度計套管 填充試藥級金屬至此處 以石綿帶纏繞 使坩堝和真空瓶緊密結合 內徑 8 mm 金屬支架 石墨坩堝 外徑 25 mm 300 mm標準真空瓶100 w 電加熱器 17 CNS 15020, K 61124 力範圍從 (0.1 5)kPa 的壓力之尺寸與容許誤差為：毛細管長度 (200 5)mm，毛細管直徑為 2.7 mm，毛細管球加 毛細管之體積 (10.50.5)mL，最佳使用此種壓力計的方法為調節系統壓力臂水銀水平面到對毛細管封閉的直點方式。系統壓力以式 (A3.1)計算： ( )bhV/KbhP =2(A3.1) 式中， K： 133.32，為將 mm 換成 N

44、/m2的轉換係數 P：系統壓力， Pa b：每單位長度毛細管體積， mL/mm h：沒有被水銀充滿的左邊毛細管長度， mm V：球與毛細管的總體積， mL 上式包括系 統壓力在沒有被水銀充滿的左邊毛細管的明顯部分長度時的修正，成功操作此表來測定 (100 200)Pa 範圍的必要條件為：確定 h 具有精確度為 0.2 mmHg，因此，壓力在 (0.2 2)kPa 時， 0.5 mm的精確度是足夠的。 A3.2 儀器：合適的測試裝備如圖 A3.1 所示，當壓力為 1 kPa 或更高時，此裝備之壓力必須保持誤差 1 %以內；壓力在 1 kPa 以下時誤差必須在 0.01 kPa 以下。 A3.2.

45、1 當麥克勞德 (McLeod)壓力計做為標準元件時，必須在重新填入乾淨的水銀之前，低於 0.01 kPa 壓力下加熱烘乾排除空氣，防止水銀與空氣中水蒸汽接觸。建議使用兩種不同範圍的麥克勞德 (McLeod)壓力計。如果與待測試錶的讀值相同，則表示系統處於非潮濕或非冷凝狀態。 備考：警告水銀為毒性物質，注射有害健康。 18 CNS 15020, K 61124 圖 A3.1 真空計的校準 A3.3 操作步驟 A3.3.1 組裝如圖 A3.1 所示之設備。 A3.3.2 確認裝置沒有洩漏及能維持所需範圍穩定的壓力。適宜的洩漏測試是利用泵入 0.1 kPa 以下的壓力，然後將泵關閉，觀察至少 1

46、分鐘，如果內部的壓力沒有升高超過 0.01 kPa，這樣的裝置是可以認可的。 A3.3.3 連接主要的真空計，此真空計是必須校準過。調整壓力至測試所需的範圍進行校正，並作最後的洩漏測試。 A3.3.4 儘可能同時讀取和記錄所有壓力計的壓力。 A3.3.5 在 (0.13、 1.3、 6.7)kPa (1、 10、 50)mmHg等不同壓力範圍下，重複以上的步驟。 A3.3.6 在每次壓力計測定的每個壓力範圍都製作校正曲線，此表能用於內插法計算。 A4 壓力調節系統 A4.1 以下推薦一個滿意的壓力調節系統實例。將一個低效率、高容量的泵連接在兩個平衡罐的一個罐上，每個罐具有 (10 20)L 的

47、容量。兩個罐串聯 在一起，在兩個罐中間的連接處裝一個電磁閥或其他類型的調節閥，以便維持第一個罐為泵壓，第二個罐為蒸餾儀器的壓力。 A4.1.1 某些儀器可依控制操作每隔一定時間向第二罐內輕微放氣，以保證蒸餾順利的進行。然而，經驗證明，應以最小的氣流放氣，以防止蒸氣通過蒸餾柱頂部的壓力計連接處時造成漏氣。 A4.1.2 由第二個罐到真空蒸餾儀器的連接管線長度應儘量短，而直徑應儘量加大，建議以 12 mm 的直徑做為這些連接管的最小內徑。 A4.1.3 對多級蒸餾裝置，可使用一個大的泵和一個大的低壓平衡罐。用各自的壓力調節 器將各種蒸餾壓力下操作的幾個較小些的平衡罐連到這個大的低壓平衡罐上，只要能

48、使壓恆定在第 5.1.7 節規定範圍內，也可使用其他裝置。 500 mL 球型 真空卻水器 接到真空泵 乾燥管 /乾燥劑顯示劑氮氣傾斜孔 2 mm 栓塞自動真空控制或排氣閥34/45 磨砂接頭岐管 (外徑 35 40 mm)14/35 磨砂接頭 連接測量壓力計 19 CNS 15020, K 61124 備考： 如果使用電磁閥或其他電動調節閥，則為使調節裝置穩定，需要一台合適的穩壓器。有很多的穩壓器在文獻中有描述，或以實驗室設備供應場所能得到。還可使用浮沉子穩壓器代替單獨使用的穩壓器和電磁閥。此裝置能保持系統壓力低至大約 1 kPa 的規定範圍。 A5 用試劑燃料檢查儀器 A5.1 檢查安裝的

49、儀器，包括預先校準壓力測量系統，溫度感測器及有關的儀器，以表示正確的安裝和操作控制。用一個專門的樣品在要求壓力下檢查，用正十六烷或正十四烷在兩個或更多的壓力下檢查裝置。 A5.1.1 如果用正十六烷，則在 (10 90)%餾出物範圍內 (包括 10 %和 90 %)所得到的平均蒸餾溫度應符合表 A5.1 的數據。 表 A5.1 參比化合物的蒸餾溫度 壓力 溫度範圍， kPa mmHg 正十四烷 正十六烷 0.13 1.0 78.9 81.9 104.3 107.6 0.67 5.0 106.4 109.4 133.1 136.4 1.34 10.0 120.2 123.2 147.5 150.8 2.7 20.0 135.5 138.5 163.3 166.7 5.3 40.