液体无水氨

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标准名称
液体无水氨


标准说明






    本标准适用于由氢、氮气在高温、高压下直接催化合成制得的液体无水氨（液氨）。其主要用作为制造硝酸、无机和有机化工产品、化学肥料以及冷冻、冶金、医药等工业原料。
    分子式：NH3
    分子量：17.03（按1983年国际原子量）
一、技术要求
    液氨应符合下列要求



项      目
指     标
项      目
指     标

优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品

氨含量,%         ≥
99.9
99.8
99.6
油含量,mg/kg     ≤
5(重量法)
—
—

残留物含量,%     ≤
0.1(重量法)
0.2
0.4
　
2(红外光谱法)
—
—

水分,%           ≤
0.1
—
—
铁含量,mg/kg     ≤
1
—
—
二、检验方法
    1、样品的采取
   1.1 操作要点
    将液氨转移入预先清洁、干燥、抽空的不锈钢瓶中，至安全所允许的规定量。
    在常温下，灌装量应严格控制不超过钢瓶体积的75%。
   1.2 仪器设备
    取样钢瓶 （见图1。不锈钢制成，有效体积不小于1L，耐压不小于3MPa由充水校验钢瓶体积。钢瓶装有两只针形阀A和B，分别与瓶内两支不锈钢管相连，一支通到近于瓶底，另一支长度由保证瓶内液氨的安全灌装量确定。钢瓶设计要考虑易于清洗和干燥。为便于携带，阀门口应配装帽盖）；
注：①钢瓶应按全部试验所需的液氨样品量确定体积。
    ②钢瓶内部应经常检查，如发现不清洁，可用流水洗涤、干燥，再以纯丙酮洗涤数次，最后以氮气吹洗。同时，也应检查钢瓶的气密性，为此，可将其浸入水中，充入氮气至约3MPa检验。
    连接管（见图2。内径约5mm的不锈钢管，长度适中，紧靠一端焊接以同样内径的不锈钢支管，使呈T形状各端配以螺纹接头，一端与液氨容器液相阀连接，另一端接钢瓶阀A，支管上安装另一针形阀C。由开闭阀门C，可使液氨从容器流入大气或取样钢瓶，也可以液氨容器液相阀关闭时使取样钢瓶入口开向大气。所用连接件对氨都应是耐腐蚀的，例如硬橡皮、高铅合金，不用含铜材料。）；
    恒温干燥箱（控温要求105-110℃）；
    天平（感量1g）；
    真空泵（能迅速抽空钢瓶至压力100Pa左右）；
    氮气（GB3864。经5A分子筛干燥）；
    冷冻浴（用固体二氧化碳（干冰）和工业酒精作冷冻剂，致冷温度-35-40℃，并配以合用的温度计）。  




  


   1.3 测定步骤
   1.3.1 钢瓶和连接管的准备
    打开针形阀A和B，将钢瓶与连接管相连，关闭针形阀C，在室温下用干燥氮气吹洗净化装好的取样装置，将取样装置移入105-110℃的恒温干燥箱中，经由与连接管相连和通过恒温干燥箱壁孔的进气管继续用干燥氮气吹洗至少30min，关闭针形阀A，拆下钢瓶，连接真空泵于出品针形阀B上，抽真空至钢瓶内压力达100Pa或更低，保持此压力不少于30min，关闭针形阀B，冷却钢瓶，在天平上称量空钢瓶，称准至1g。
   1.3.2 样品的采取
    浸钢瓶于控温在约-35℃的冷冻浴中，冷却10-15min，防止阀门结霜。
    将连接管一端紧密地连接于液氨容器液相阀上，另一端连接针形阀A，紧固连接处。
    在开启液氨容器液相阀前，先打开针形阀C，使与大气相通。
    小心开启液氨容器液相阀，让液氨流出，将存在于连接管中的空气经针形阀C排放掉，由液氨的自由流动净化取样管后；关闭针形阀C，打开针形阀A，让液氨流入钢瓶至规定的安全灌装量。关闭针形阀A和液氨容器液相阀，打开针形阀，打开针形阀C，在连接管中的液氨排放后，拆下钢瓶。
    取样后，随即按3.3规定检查钢瓶的液氨灌装量。
   1.3.3 灌装量检查
    在按钢瓶体积和液氨密度（ρ＝0.68g/ml）计算质量后，用天平称量取样后的钢瓶质量，称准至1g，由此确定采取的液氨量。如取样量超过规定限额，超过部分按下述排放弃去；
    针形阀B接以橡皮管后，垂直放好钢瓶（针形阀在上），小心开启针形阀B，让多余的液氨流出，直至出现氨蒸气时再予关闭。
    拆下橡皮管，再称量钢瓶，称准至1g。
    2、氨含量的测定
   2.1 原理
    由100减去重量法或容量法测得的液氨残留物含量，求得氨含量。
   2.2 计算
   2.2.1 氨含量X1（按重量法，%）和X2（按容量法，%），分别按式（1）和（2）计算：
                   X1＝100－x1                                                （1）
                   X2＝100－x2                                                 （2）
式中        x1——按GB8570.3测得的残留物含量，%；
            x2——按GB8570.4测得的残留物含量，%。
   2.2.2 允许误差
   2.2.2.1 取两次平行计算结果的算术平均值为测定结果。
   2.2.2.2 平行计算结果的绝对允许差值
           氨含量，%              绝对允许差值，%
             ≥99.9                   ≤0.02
             ＜99.9                   ≤0.04
    3、残留物含量的测定
   3.1 甲法
   3.1.1 原理
    在室温下，蒸发液氨试样后，将蒸发残留物称量，在指示剂存在下，以硫酸标准溶液滴定蒸发残留物中的氨，由蒸发残留物称得量中减去测得的氨含量，求得残留物含量。
   3.1.2 试剂和溶液
    冷冻剂：固体二氧化碳（干冰）和工业酒精混和物，致冷温度-35-40℃；
    硫酸（GB625）：约10%（m/m）溶液；
    硫酸（GB625）：c(1/2H2SO4)＝0.1mol/L标准溶液；
    甲基红（HG3-958）：1g/L的95%（V/V）乙醇溶液；
    硅脂：润滑玻璃活塞用。
   3.1.3 仪器
    试样取样装置（见图3）；
    玻璃试管（总体积约150ml，100ml处刻有标线，29号内接标准磨口配以相应外接标准磨玻璃塞，使其中的一支管连接三通活塞3，另一支管与两个1000ml的锥形瓶A和B串联。在装配的仪器中，试管可与2个三通活塞3和4相连，再分别与液氨取样钢瓶和2个锥形瓶A、B连接。玻璃活塞涂以硅脂润滑，或改用聚四氟乙烯制成）；
    杜瓦瓶（放试管用，试管放入后可看清其标线）。
   3.1.4 取样
    按GB8570.1规定采取实验室样品。
   3.1.5 测定步骤
   3.1.5.1 试样的采取
    称取2个各注入约500ml硫酸溶液和2滴甲基红溶液、并接有自连接点5处（见图3）起的连接管的锥形瓶A和B质量，称准至0.1g。
    称量带塞试管的质量（称准至0.0001g）。将试管浸入杜瓦瓶内冷冻剂中，至3/4深度。取下塞子，接上锥形瓶A和B。
    旋转活塞3，使试管封闭，1和2端通向大气。
    用橡皮管将1端与装实验室样品的取样钢瓶相连，小心开启钢瓶阀A，让氨慢慢逸入大气中，直至1和2端很好冷却，出现氨的液滴。
    旋转活塞4，让6端开向大气；此时，随即旋转活塞3，使2端封闭，1端与试管接通。
    立即转动活塞4，使试管和两个锥形瓶接通，并封闭6端。由此，液氨被收集于试管中，而氨气为2个锥形瓶中的硫酸溶液所吸收。
    当试管中液氨达到100ml标线，立即转动活塞4，使试管通向大气，隔离锥形瓶，同时旋转活塞3，封闭试管，让氨气经2端逸入大气中。
    此后，关闭取样钢瓶阀A，拆下钢瓶。
    采取试样后，随即拆下附有自连接点5处起的连接管的两个锥形瓶A和B，待冷却至室温，称量，称准至0.1g。  





图3 试样取样装置
1-取样钢瓶连接口；2,6-放空口；3，4-三通活塞；5-连接点；7-试管；8-杜瓦瓶；9-冷冻剂;10-硫酸溶液；11-带塞试管  


   3.1.5.2 测定步骤
    从杜瓦瓶中取出装试样的试管，让氨在室温下经2端慢慢蒸发，直至试管底部为由氨水、油和其他在室温下不挥发物所组成的蒸发残留物为止。
    待试管和蒸发残留物达到室温后，通以缓慢的干空气流（约100L/h）30s。塞好试管，用清洁干布揩抹净外壁后，称量，称准至0.0001g。
    加50ml水和2滴甲基红溶液于试管中，摇匀，用硫酸标准溶液滴定至溶液从黄色转变为微红色。
   3.1.6 计算
    残留物含量X（%），按式（3）计算：
                    X＝(m2－m1－m3)/m0*100                                       （3）
式中        m0——试样质量[为收集于试管中的液氨毫升数乘以0.68(0.68g/ml为液氨密度)和2个锥形瓶及所附自连
                 接点5处起的连接管质量增量之和]，g；
            m1——空的带塞试管质量，g；
            m2——带塞试管和蒸发残留物质量，g；
            m3——蒸发残留物中氨的质量，g。
    由滴定法测定后，按式（4）计算：
                   m3＝V1*0.0017                                                     （4）
式中        V1——滴定用去硫酸标准溶液的体积，ml。
注：如果所用硫酸标准溶液浓度不完全与本标准规定的相同，应加以相应校正。
　  


   3.1.7 允许误差
    取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果。
    平行测定结果的绝对允许差值
       残留物含量，%      绝对允许差值，%
       ≤0.1                       ≤0.02
         ＞0.1                       ≤0.04
   3.2 乙法
   3.2.1 原理
    在室温下，蒸发液氨试样后，读取蒸发残留物体积，在指示剂存在下，以硫酸标准溶液滴定蒸发残留物中的氨，按规定公式计算，求得残留物含量。
   3.2.2 试剂和溶液
    硫酸（GB625）：c(1/2H2SO4)＝0.1、1mol/L标准溶液；
    甲基红（HG3-985）：1g/L的95%（V/V）乙醇溶液。
   3.2.3 仪器
    李森科承受器（见图4。总体积不小于500ml，上部分度10ml，下部细管体积1.00ml；最小分度0.05ml）。  



  


   3.2.4 测定步骤
   3.2.4.1 试样的采取
    小心开启液氨钢瓶或贮罐上的液相阀，或者槽车取样管上的减压阀，先放出一部分液氨，弃去，再用李森科承受器按100ml/min的取样速度收集200ml试样，取样时严格防止冷凝水沾污样品。
注：如果液氨容器液相阀不适用于李森科承受器取样，可用螺纹接头配接耐压3MPa的5mm内径不锈钢管和针形阀，再按同样方法采取试样。
   3.2.4.2 测定
    将取样后的李森科承受器口盖上带孔橡皮塞，让氨在室温下慢慢蒸发，直至承受器上部氨气逸出，底部细管中为由氨水、油和其他在室温下不挥发物所组成的蒸发残留物为止，记下蒸发残留物体积。
    用适量水稀释蒸发残留物后，转移入250ml烧杯中，继续用水洗涤李森科承受器数次，直至洗涤液呈中性反应为止，将洗涤液合并入烧杯中，加2滴甲基红溶液，搅匀，用c(1/2H2SO4)＝0.1mol/L的硫酸标准溶液滴定至溶液从黄色转变成微红色。
   3.2.5 计算
    残留物含量X（%），按式（5）计算：
                  X＝0.73V1－0.0017V2
式中         V1——李森科承受器中蒸发残留物的体积，ml；
             V2——滴定用去c(1/2H2SO4)＝0.1mol/L的硫酸标准溶液体积，ml；
   0.73和0.0017——公式推导所得的系数。
注：①当用c(1/2H2SO4)＝1mol/L硫酸标准溶液滴定时，系数0.0017改为0.017。
    ②如果所用硫酸标准溶液浓度不完全和本标准规定的相同，应加以相应校正。
   3.2.6 允许误差
    取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果。
    平行测定结果的绝对允许差值
             残留物含量，%                 绝对允许差值，%
                ≤0.1                         ≤0.02
                ＞0.1                         ≤0.04
    4、水分的测定（按GB8570.5-88《液体无水氨  水分的测定  卡尔·费休法》进行）
    5、油含量的测定（按GB8570.6-88《液体无水氨  油含量的测定  重量法和红色光谱法》进行）
    6、铁含量的测定（按GB8570.7-88《液体无水氨  铁含量的测定  邻菲罗啉分光光度法》进行）
附注：GB536-88。  
                                    
                  
              
            
            
              
            
            
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