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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
燃料中硫的濃度一直是煉油廠和經銷商的重要質量控制參數。如汽車燃料中的硫污染物通過增加細顆粒物（PM）的排放，在汽車尾氣中形成破壞性硫酸鹽，在大氣中形成硫氧化物（SOx），對空氣污染有顯著的影響。此外，還會毒害催化轉化器系統，增加氮氧化物（NOx）等其他排放物。
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X射線熒光光譜（XRF）分析方法是準確測定燃料中硫的快速分析技術。方法的優點包括：X射線熒光光譜儀結構簡單、基體的吸收和增強效應較易克服、不破壞樣品、精密度高、測定迅速、不用或僅需簡單制樣等優點。
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射線熒光光譜法測定汽車燃料、加熱燃料和噴氣燃料中硫的標準試驗方法》測定燃料中超低硫。
儀器
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校準
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檢測限
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精度
對S濃度為3ppm的同一個樣品連續測量14次，必須按儀器說明書制備14個樣品杯并注入同一S濃度為3ppm的樣品，連續放入儀器進行測量。連續測試結果及統計見表1。
表1. 同一樣品S的連續測試結果
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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6 |
2.94 |
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樣品杯7 |
3.09 |
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樣品杯8 |
2.79 |
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樣品杯9 |
2.90 |
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樣品杯10 |
2.75 |
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樣品杯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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標準偏差S |
0.099 |
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相對標準偏差RSD |
3.41% |
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重復性r |
0.297 |
結果和討論
圖2的校準曲線，其相關系數γ大于0.999，表示DM2400S/Cl的線性誤差極小，該儀器有很高的準確度。
由圖2的校準曲線，可以得到儀器的檢測限LOD（300s）為0.25ppm，表示DM2400S/Cl能測量超低硫。
從表1可以得到，用DM2400S/Cl進行連續測試，測量的標準偏差S=0.099ppm。
同一個操作者，在同一個實驗室，使用同一臺DM2400S/Cl，在相同條件下對同一試樣采用正確的操作方法連續進行測定，得到的兩個試驗結果之差，20個中僅有1個超過測試結果的重復性r，也就是95%置信度，測量的重復性r=3S=0.297ppm。表示DM2400S/Cl在非常低的濃度水平下可以實現對S的極好的重復性分析
儀器的檢測限就是空白樣（本底）的標準偏差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，而實際測量的重復性r=0.297ppm要比理論上的大。這可能是由于測量時樣品杯制作導致樣品杯的不一致及每次放入時位置的不一致造成的誤差，但這種不一致是很小的。
DM2400S/Cl幾乎是完全按ASTM D 7220-12 (Reapproved 2017)標準設計制造的，其唯一的不同就是無需每次測量都測量空白樣。這是由于DM2400S/Cl的長期穩定性非常之好。
由表2可知，使用DM2400S/Cl ，其S測試結果的重復性r不但遠好于ASTM D7220、ASTM D7039、NB/SH/T 0842等標準，還滿足最嚴格的GB/T 11140、ASTM D2622等標準。這是由于DM2400S/Cl的所采用的探測器的分辨率、計數率和晶體的效率遠好于ASTM D 7220-12 (Reapproved 2017)標準的要求。
結論
完全依據ASTM D 7220-12的DM2400S/Cl型MEDXRF微量測硫氯儀采用單色激發技術，能快速、準確、精確地分析燃料中的超低S。是實驗室和工廠進行燃料中的超低S分析的完美工具
DM2400S/Cl的卓越性能超過了現有所有有關測S標準方法的要求，不僅能滿足現在的法規要求 ，也將滿足未來的規范，是可以長期信賴的儀器。
表2. S測試結果的重復性r與各標準要求的重復性r之比較
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S 濃度 |
DM2400S/Cl 測試結果(300s) |
ASTM D2622要求的 |
ASTM D7039要求的 |
ASTM D7220要求的 |
GB/T 11140要求的 |
NB/SH/T 0842要求的 |
結論 |
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標稱值 (ppm) |
重復性r (ppm) |
重復性r (ppm) |
重復性r (ppm) |
重復性r (ppm) |
重復性r (ppm) |
重復性r (ppm) |
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3 |
0.297 |
0.4 |
0.9 |
1.1 |
0.4 |
0.9 |
滿足 |
*所有標準都是指至本文發表時的最新版本
2020-08-28 發表
