EN ISO 20884 Petroleumprodukter - Bestämning av svavelhalt i fordonsbränslen - Våglängdsdispersiv röntgenfluorescensspektrometri

Standarden ”EN ISO 20884 Petroleumprodukter - Bestämning av svavelhalten i fordonsbränslen - Våglängdsdispersiv röntgenfluorescensspektrometri”, som är baserad på en europeisk standard och senare publicerad av Internationella standardiseringsorganisationen (ISO), beskriver en våglängdsdispersiv röntgenfluorescens (WDXRF) testmetod för bestämning av svavelhalten i flytande, homogena fordonsbränslen med en maximal syrehalt på 3,7 procent (m/m) och varierande mellan 5 mg/kg och 500 mg/kg. Denna standard omfattar följande:

• Dieselbränslen som innehåller upp till cirka 30 procent fettsyrametylestrar (FAME).
• Motorbensin som innehåller upp till cirka 10 procent etanol.
• Syntetiska bränslen såsom hydrerade vegetabiliska oljor och bränslen för omvandling av gas till vätska med svavelhalter från 5 mg/kg till 45 mg/kg.

Produkter med högre syrehalt, såsom rena fettsyrametylestrar som används som biodiesel, uppvisar betydande matriseffekter, men ren FAME kan också analyseras när relevanta procedurer följs. Andra produkter kan också analyseras med denna testmetod, men precisionsdata för andra produkter än de som anges har inte fastställts i denna standard. Svavelhalter högre än 500 mg/kg kan bestämmas efter provutspädning, men precision har inte fastställts för utspädda prover.

I princip exponeras det prov som ska analyseras för primärstrålning från ett röntgenrör i en provcell. Räknehastigheterna för röntgenfluorescens och, om nödvändigt, räknehastigheterna för bakgrundsstrålning mäts. Provets svavelhalt bestäms från en definierad kalibreringskurva för respektive mätområde.

Om inget annat anges bör prover tas enligt de förfaranden som beskrivs i ISO 3170- eller ISO 3171-standarderna.

Standarden EN ISO 20884 anses vara en revolution inom svavelanalys i fordonsbränslen.

I strävan efter renare luft och effektivare motorer fokuserar den globala oljeindustrin alltmer på att minska skadliga utsläpp från fordon. Ett stort föroreningsämne, svaveldioxid, uppstår vid förbränning av svavelhaltiga bränslen och bidrar avsevärt till surt regn, andningsproblem och nedbrytning av katalysatorer i moderna motorer. För att bekämpa detta har ISO 20884 och liknande internationella standarder framstått som viktiga verktyg för att säkerställa att stränga miljöföreskrifter följs. Denna standard erbjuder en exakt metod för att mäta svavelhalter i bränslen, vilket hjälper raffinaderier, tillverkare och tillsynsmyndigheter att skydda kvalitet och säkerhet. EN ISO 20884-standarden stöder övergången till diesel med extremt låg svavelhalt och andra renare bränsletyper.

Svavel i fordonsbränslen som bensin och diesel kommer från råolja och kan finnas kvar under hela raffineringsprocesser. Höga svavelhalter skadar inte bara miljön utan förorenar även avgasefterbehandlingssystem som selektiv katalytisk reduktion och dieselpartikelfilter, vilka är nödvändiga för att uppfylla utsläppsstandarder som Euro 6 eller EPA Tier 3.

Traditionella våtkemiska metoder för svaveldetektering, såsom syrauppslutning, är arbetsintensiva och felbenägna. Det är här våglängdsdispersiv röntgenfluorescensspektrometri (WDXRF) kommer in i bilden. Det är en icke-destruktiv och snabb teknik som exciterar bränsleprover med röntgenstrålar och mäter den emitterade fluorescensen för att bestämma elementsammansättningen. Standarden EN ISO 20884 standardiserar denna metod och garanterar reproducerbarhet i laboratorier över hela världen. Denna standard riktar sig till flytande, homogena fordonsbränslen med svavelkoncentrationer från 5 mg/kg (miljondelar eller ppm) till 500 mg/kg. Detta intervall omfattar allt från äldre bränslen med hög svavelhalt till moderna specifikationer med ultralåg svavelhalt, där gränserna vanligtvis faller under 10 ppm i regioner som Europeiska unionen och USA.

Standarden EN ISO 20884 använder i huvudsak WDXRF-teknik för att isolera de karakteristiska röntgenstrålningarna från svavel vid specifika våglängder. De grundläggande stegen i denna metod är följande:

• Provberedning: En liten volym (vanligtvis 5–10 ml) bränsleprov placeras i en specialiserad XRF-provbehållare med en tunn, transparent filmbas. Beredningstiden minimeras eftersom ingen utspädning eller kemisk behandling krävs.
• Excitation och detektion: Provet bombarderas med högenergiröntgenstrålar från en rörkälla (t.ex. rodium- eller volframanod). Svavelatomer absorberar denna energi och återutsänder sin karakteristiska fluorescens. En dispergeringskristall (såsom litiumfluorid) och en detektor fångar upp och förstärker denna signal.
• Matriskorrigering: Bränslen innehåller varierande nivåer av kolväten, syre och andra element som kan påverka avläsningarna. Denna standard använder matematiska korrigeringar, vanligtvis med hjälp av flerelementskalibreringskurvor, för att ta hänsyn till dessa interaktioner och säkerställa noggrannhet även i komplexa matriser som biodieselblandningar.
• Kalibrering och kvantifiering: Instrumenten kalibreras med certifierade referensmaterial som täcker ett intervall på 5–500 mg/kg. Metodens noggrannhet verifieras genom repeterbarhets- och reproducerbarhetsstatistik, vilket ger värden så låga som 0,7 mg/kg för prover med låg svavelhalt.

Denna metod (WDXRF) erbjuder överlägsen upplösning, vilket gör den idealisk för spårdetektering. Hela analysen tar mindre än 5 minuter per prov, vilket möjliggör mycket effektiv testning i raffinaderier och kvalitetskontrolllaboratorier.

Kort sagt, standarden EN ISO 20884 är oumbärlig i leveranskedjan för petroleum. Genom att tillhandahålla ett tillförlitligt och effektivt verktyg för att mäta svavelhalten i fordonsbränslen säkerställer denna standard inte bara efterlevnad av lagstadgade bestämmelser utan banar också väg för mer miljövänliga transporter.

I många år har vår organisation, med sin kompetenta och erfarna personal, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt till med etablering, implementering och förbättring av ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster till företag i enlighet med standarden "EN ISO 20884 Petroleumprodukter - Bestämning av svavelhalt i fordonsbränslen - Våglängdsdispersiv röntgenfluorescensspektrometri".