一、试验准备工作(1)
1.1分析天平使用要求
环境要求:应在恒温恒湿条件下使用;
相对湿度:宜控制在60%±10%;
替代方案:也可在分析天平罩内设置负离子源,以减少静电干扰;
低湿度处理:当相对湿度低于50%时,分析天平及称量物须采用铝箔进行静电消除,确认无静电后再称量;
称量操作:试验过程中,应使用夹钳或洁净丁腈手套操作盛样瓶等涉及质量变化的玻璃器具,严禁用手直接接触,以避免油脂或静电影响称量精度。
1.2蒸馏烧瓶准备
将蒸馏烧瓶洗净、烘干;
称量其质量,精确至0.1g;
然后放入干燥器中备用。
1.3锥形瓶准备(含接收瓶等)
各锥形瓶(包括用于接收馏分油及后续试验的)需洗净、烘干、编号;
称量质量精确至0.1mg;
然后放入干燥器中备用。
1.4冷却装置(重点:砂芯过滤漏斗)准备
冷却装置各部件(特别是砂芯过滤漏斗)需彻底洗净、干燥;
砂芯过滤漏斗的处理流程:
先用洗液浸泡;
再依次用蒸馏水、丙酮(或95%乙醇/98%甲基化酒精)冲洗干净;
最后烘干备用;
特殊污染处理:
若滤板出现黑点等污染,可使用铬酸钾-硫酸洗液浸泡,再按上述流程清洗,直到表面光滑无污染物;
若存在无机物污染,可先用盐酸清洗;
处理后均需烘干备用。
1.5沥青试样制备
按照标准T0602方法制备沥青试样,保证试样状态符合试验要求。
1.6高温炉准备
高温炉需提前预加热,并将炉内温度稳定控制在550℃±10℃;
同时,准备一个烧杯,内装水+碎冰,制成冰水混合物,用于后续冷却接收瓶。
1.7试验环境要求
裂解蒸馏和冷冻脱蜡两个核心过程,必须在通风橱内进行,确保安全与操作人员健康。
1.8试验时间管理
合理安排各项操作,确保裂解蒸馏与冷冻脱蜡全过程在12小时内完成,防止因时间过长影响蜡结晶与试验准确性。
二、试验步骤(2)
2.1加入沥青试样
向蒸馏烧瓶中加入约50g±1g沥青试样(记为m₆),称量精确至0.1g;
用软木塞封紧蒸馏瓶;
采用一个已知质量的150mL锥形瓶作为馏分油接收器,并将其浸入冰水混合物中冷却。
2.2安装蒸馏装置
按照标准图示(如图T0615-4)正确安装蒸馏装置;
保证蒸馏烧瓶支管与锥形瓶连接处密封良好,防止油蒸汽泄漏;
调整加热装置位置,使火焰(或电炉)能够完全包住烧瓶,同时冰水混合物完全包裹锥形瓶,确保冷却效果。
2.3调节加热与控制蒸馏过程
开始加热,5~8分钟内应出现初馏(第一滴馏分油流出);
之后调节加热强度,控制馏出速度稳定在(20±1)滴/10秒;
当10秒内无馏分滴出时,应提高加热强度(注意:烧瓶内不得出现明火),在1分钟内将烧瓶底部烧红,然后立即停止加热;
整个蒸馏过程(初加热至残炭形成)应在25分钟内完成;
特别注意:支管中残留的馏分油不得流入接收器中。
2.4称量馏分油总质量
取出盛有馏分油的150mL锥形瓶,擦干外壁水分,放入干燥器中冷却至室温;
冷却后取下盖子,称量其总质量(包含馏分油),记为m₁,精确至0.01g。
2.5馏分油取样
盖上锥形瓶盖,稍加热使油熔化并摇匀(避免高温蒸发损失);
取1~3g馏分油(记为m₂,精确至0.1mg),移入另一个已知质量的250mL锥形瓶中;
取样量应根据预估蜡含量调整,目标是使后续冷冻过滤后获得蜡质量在50~100mg范围。
2.6制冷装置准备
准备自动控温的制冷设备(冷浴),向其中注入适量工业酒精(冷液);
液面应高于试样冷却筒内液面约100mm;
设定制冷温度为-20℃±0.5℃;
将温度计插入冷浴中150mm深处,用于实时监测温度。
2.7组装冷冻过滤组件
由吸滤瓶、玻璃过滤漏斗、试样冷却筒、柱杆塞组成,按图示(如T0615-2)正确组装。
2.8溶解馏分油并转移
在盛有馏分油的锥形瓶中加入10mL无水乙醚(或三氯乙烯),充分溶解;
将溶液倒入试样冷却筒中,再用15mL溶剂分两次清洗原锥形瓶,清洗液也倒入冷却筒;
再加入25mL无水乙醇(若使用三氯乙烯,则加入40mL无水乙醇),形成1:1(乙醚-乙醇)或1:2(三氯乙烯-乙醇)混合液,摇匀。
2.9冷却结晶
将整个冷冻过滤组件放入已预冷的冷浴中,冷却1小时,使蜡充分结晶;
同时,准备一支带磨口塞的试管,内装30mL冷洗液,也放入冷浴中冷却至-20℃±0.5℃,恒温15分钟备用。
2.10自然过滤
蜡结晶完成后,拔起柱杆塞,开始自然过滤,柱杆塞悬吊于筒内;
保持自然过滤30分钟。
2.11抽滤
当砂芯漏斗内无明显液体时,启动真空泵,控制抽滤速度为约1滴/秒(负压≥5kPa),抽滤至无液体滴落;
加入30mL已冷却的洗液,洗涤蜡层、柱塞及筒内壁,继续抽滤;
当蜡层上看不到溶剂时,再抽滤5分钟,确保蜡中溶剂被彻底抽干。
2.12洗涤与回收
取出组件,将吸滤瓶中溶液倾入回收瓶;
用无水乙醚-乙醇混合液(或三氯乙烯-乙醇)洗涤吸滤瓶3次,每次10~15mL,洗液并入回收瓶。
2.13溶解蜡并二次抽滤
将过滤组件(不含吸滤瓶)装在过滤瓶上,用30mL预热至30~40℃的石油醚溶解蜡;
拔起柱塞,待无溶液后,再用热石油醚溶解2次,每次35mL;
每次溶解后立即抽滤至无液滴落。
2.14转移蜡溶液
将过滤瓶中的蜡溶液转移至已知质量的锥形瓶中;
用常温石油醚分3次(每次5~10mL)洗涤过滤瓶,洗液并入锥形瓶。
2.15干燥与称量蜡质量
将盛有蜡溶液的锥形瓶置于热源或回流装置上蒸干石油醚;
然后放入105℃±5℃、21~35kPa的真空干燥箱中干燥1小时;
取出后放入干燥器中冷却1小时,然后称量其质量(记为mw),精确至0.1mg,即为蜡的质量。
2.16重复试验建议(多组数据)
对同一份沥青试样,应改变馏分油取样质量(如2.0g、1.5g、2.5g),进行至少3次试验;
目的是确保析出蜡质量在50~100mg之间,且至少有一组在65~85mg;
取样质量可参考:推算值、推算值±0.2~0.5g,或直接取2.0g、1.5g、2.5g;
若无法预估蜡含量,建议优先尝试这三个质量。
2.17试验次数(常规与仲裁)
日常检测:可只采用1份沥青试样进行试验;
仲裁试验:应采用2份独立试样,每份均按上述完整流程试验,结果用于仲裁分析或比对。
✅总结要点:
项目 | 要求 |
天平使用 | 恒温恒湿,防静电,精密称量(0.1mg~0.1g) |
试样准备 | 按T0602,沥青约50g,精确称量 |
蒸馏过程 | 控制馏速(20±1)滴/10秒,25分钟内完成 |
蜡分离 | 冷冻(-20℃±0.5℃)、过滤、抽滤、溶剂洗涤 |
干燥称量 | 石油醚溶解后蒸干,105℃真空干燥,精确称量蜡质量mw |
试验次数 | 常规1份,仲裁2份;每份建议3组不同馏分油取样 |