1. 燃料油的硫含量检测方法的选型

船用燃料油硫含量的检测方法的选择不是任意的,而是需要参考相关的指导文件。所选用的方法必须是标准方法,标准方法制约所使用的分析仪的种类以及分析具体操作程序。因为只有严格执行所选的方法,所得到的测量结果具有准确度,具有可比性。

检测方法的选型是根据以下两种来源:
- “IMO2020限硫令”相关的国内外文件;

- 国内外船用燃料油质量标准。

下面我们根据这两类文件确认可以使用的硫含量检测标准方法。

1.1 “IMO2020限硫令”相关的文件: 根据《国际防止船舶造成污染公约》附则VI (MARPOL附则VI)[1]以及船用燃料油供应协会[2]设置以下硫含量检测标准:
       ISO 8754:2003 石油产品.硫含量的测定.能量分散X射线荧光光谱测定法 (英文原名为: ISO 8754:2003 Petroleum Products - Determination of Sulfur Content - Energy-Dispersive X-Ray Fluorescence Method)。该标准被MARPOL国际防止船舶造成污染公约附则6 (MARPOL Annex VI)指定为船用燃料油中硫含量的测定唯一的方法。该标准检测对象为重油、柴油等油品,硫含量在300~50000mg/kg之间。国际燃料工业协会International Bunker Industry Association (IBIA)以及联合国国际海事组织国际海洋环境保护委员会IMO’s Marine Environment Protection Committee特别指出ISO 8754也可以用于测定硫含量低于300mg/kg的油品[2]。ISO 8754:2003硫含量测定标准方法要求采用的仪器种类为能量色散X射线荧光硫含量分析仪。

1.2 船用燃料标准
1.2.1 国际船用燃料标准ISO 8217 [3]以及最新发布的低硫燃料油规范ISO/PAS 23263:2019设置了两种硫含量检测方法:

- ISO 8754:2003方法以及ASTM D4294-10 Standard Test Method for Sulfur in Petroleum and Petroleum Products by Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry 能量散射X射线荧光光谱法测定石油和石油产品中的硫含量的标准试验方法。

- ASTM D4294-10有中文对应的标准版本:GB/T 17040-2019 石油和石油产品中硫含量的测定 能量色散X射线荧光光谱法[4]。

1.2.2 国内船用燃料标准GB/T 17411-2012[5]船用燃料油规定以下硫含量检测方法:

- GB/T 17040 石油和石油产品中硫含量的测定 能量色散X射线荧光光谱法
  (ASTM D4294中文对应的标准版本)作为仲裁分析方法;

- 其他不便于快速检测的分析方法。

2. 燃料油的硫含量检测方法简介

根据以上文件,适合船用燃料油硫含量的检测主要有两个标准方法:ISO 8754:2003与GB/T 17040-2019 (ASTM D4294-10)。先对这两种方法做主要内容的简介。

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1. 硫含量测定值为多少算超出了“限硫令”的要求?
根据文献[5] (MEPC 74/WP.8)可以明确测定值在符合“限硫令”的界限之内 :

3.1对限硫水平0.1%,实际测定值在多少算不符合限硫要求?

从船方或者监控部门角度,由于硫含量的检测带有测量误差,硫含量测定值可以在一定的范围超出硫含量限定值,能接受的超出的幅度可以由具体公式计算。IMO2020“限硫令”相关的文件借用“ISO 4259-2006石油产品与试验方法相关的精度数据的确定和应用国际标准”对超出幅度值做了以下规定:

超出限硫值幅度值˂0.59×R,式中为所使用的方法的再现性(R),可以参考所使用的标准方法文本。A) 采用ISO 8754-2003硫含量检测标准。在这种情况下应参考该标准第12.3项Reproducibility 章节,R = 0,0812 (X + 0,15),X为平均浓度值,R=0,0812 (0.1% + 0,15)= 0.0203%,0.59×0.0203=0.012%

因此,在0.1%限硫水平下所硫含量测定值只要不超过0.112%,油样就可以判定为符合0.1%限硫令 (如使用ISO 8754硫含量分析方法)B) 用GB/T 17040-2019(ASTM D4294)硫含量检测标准。对0.1%水平下R=0.0165%,0.59×0.0165%=0.01%因此,在0.1%限硫令下硫含量测定值只要不超过0.11%, 油样就可以判定为合格,油样就可以判定为符合0.1%限硫令 (如使用GB/T 17040-2019,即ASTM D4294-10硫含量分析方法)

3.2 对限硫水平0.001%(10ppm),测定多少算不合格?采用GB/T 17040-2019(ASTM D4294)硫含量检测标准。

对0.001%(10ppm)水平下:R=0.00085% (根据该标准第15.1章节计算),0.59×0.00085%=0.0005%(5ppm)

因此,在0.001%(10ppm)限硫令下硫含量测定值只要不超过0.0015% (15ppm),油样就可以判定为符合10ppm限硫令(如使用GB/T 17040-2019,即ASTM D4294-10硫含量分析方法)。

典型的硫含量分析仪简介

俄罗斯SPECTROSCAN SL型硫含量分析仪在海事领域对油品中硫含量常规检测实践中的应用。
该分析仪主要特色为:
- 属于化验实验室ISO 8754以及GB/T 17040硫含量检测标准分析方法的合规分析仪:分析仪自动完成两个平行样品的分析,计算测量平均值并打印结果;
- 相对常规实验室分析仪,简化了操作流程:用户不需要定期的亲自建立标准曲线或者视油样类型而调换标准曲线:出厂预设置的标准曲线是永久性的,以及能覆盖所有的柴油和燃料油。用户只需要按菜单的指示进行操作即能完成分析任务;- 该硫分析仪构造设计采用了侧装的X射线照射,这样油样的泄漏不会损坏X射线光管,使得非专业人员操作失误不会损坏仪器;
- 配套供应一系列不同的硫含量标准油样,供验证测量的准确性。

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参考资料:

[1].  Report on IMO MEPC 74 final decisions on the global 0.50% sulphur cap

[2]. https://ibia.net/ppr-5-ibia-proposes-way-ahead-on-sulphur-testing-and-compliance-verification/

[3].  ISO 8217:2017 Petroleum products – Fuels (class F) – Specifications of Marine Fuels International Standard

[4]. GB/T17040-2019石油和石油产品中硫含量的测定能量色散X 射线荧光光谱法国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会2019-03-25发布

[5]. GB/T 17411-2012 船用燃料油中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2012-12-31发布

[6]. Report on IMO MEPC 74 final decisions on the global 0.50% sulphur cap (MEPC 74/WP.8 Annex 1, page 8,10; MEPC.1/Circ.875/Add.1).

[7]. 俄罗斯SPECTROSCAN 系列硫分析仪计量器具型式批准证书附录

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