Tiêu chuẩn EN ISO 20884 Sản phẩm dầu mỏ - Xác định hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu ô tô - Quang phổ huỳnh quang tia X tán xạ bước sóng

Tiêu chuẩn “EN ISO 20884 Sản phẩm dầu mỏ - Xác định hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu ô tô - Phương pháp đo quang phổ huỳnh quang tia X tán xạ bước sóng”, dựa trên tiêu chuẩn châu Âu và sau đó được Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) công bố, mô tả phương pháp thử nghiệm huỳnh quang tia X tán xạ bước sóng (WDXRF) để xác định hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu ô tô dạng lỏng, đồng nhất với hàm lượng oxy tối đa là 3,7% (m/m) và dao động từ 5 mg/kg đến 500 mg/kg. Tiêu chuẩn này bao gồm các nội dung sau:

• Nhiên liệu diesel chứa tới khoảng 30% este metyl axit béo (FAME).
• Xăng động cơ có chứa đến khoảng 10% ethanol.
• Các loại nhiên liệu tổng hợp như dầu thực vật hydro hóa và nhiên liệu chuyển hóa từ khí sang lỏng có hàm lượng lưu huỳnh từ 5 mg/kg đến 45 mg/kg.

Các sản phẩm có hàm lượng oxy cao hơn, chẳng hạn như este metyl axit béo tinh khiết được sử dụng làm nhiên liệu sinh học, thể hiện hiệu ứng nền đáng kể, nhưng FAME tinh khiết cũng có thể được phân tích khi tuân thủ các quy trình thích hợp. Các sản phẩm khác cũng có thể được phân tích bằng phương pháp thử nghiệm này, nhưng dữ liệu về độ chính xác đối với các sản phẩm không được chỉ định chưa được thiết lập trong tiêu chuẩn này. Hàm lượng lưu huỳnh cao hơn 500 mg/kg có thể được xác định sau khi pha loãng mẫu, nhưng độ chính xác chưa được thiết lập đối với các mẫu đã pha loãng.

Về nguyên tắc, mẫu cần phân tích được chiếu xạ bằng tia X từ ống tia X trong buồng chứa mẫu. Tốc độ đếm huỳnh quang tia X và, nếu cần, tốc độ đếm bức xạ nền được đo. Hàm lượng lưu huỳnh trong mẫu được xác định từ đường cong hiệu chuẩn đã định sẵn cho phạm vi đo tương ứng.

Trừ khi có quy định khác, việc lấy mẫu phải được thực hiện theo các quy trình được mô tả trong tiêu chuẩn ISO 3170 hoặc ISO 3171.

Tiêu chuẩn EN ISO 20884 được coi là một bước đột phá trong phân tích hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu ô tô.

Nhằm mục tiêu có không khí trong lành hơn và động cơ hiệu quả hơn, ngành công nghiệp dầu khí toàn cầu ngày càng tập trung vào việc giảm thiểu khí thải độc hại từ các phương tiện giao thông. Một chất gây ô nhiễm chính, sulfur dioxide, là sản phẩm của quá trình đốt cháy nhiên liệu chứa lưu huỳnh và góp phần đáng kể vào hiện tượng mưa axit, các vấn đề về hô hấp và sự xuống cấp của bộ chuyển đổi xúc tác trong các động cơ hiện đại. Để khắc phục điều này, tiêu chuẩn ISO 20884 và các tiêu chuẩn quốc tế tương tự đã nổi lên như những công cụ quan trọng để đảm bảo tuân thủ các quy định môi trường nghiêm ngặt. Tiêu chuẩn này cung cấp một phương pháp chính xác để đo hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu, giúp các nhà máy lọc dầu, nhà sản xuất và cơ quan quản lý bảo vệ chất lượng và an toàn. Tiêu chuẩn EN ISO 20884 là một tiêu chuẩn hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp và các loại nhiên liệu sạch hơn khác.

Lưu huỳnh trong nhiên liệu ô tô như xăng và dầu diesel có nguồn gốc từ dầu thô và có thể tồn tại suốt quá trình lọc dầu. Hàm lượng lưu huỳnh cao không chỉ gây hại cho môi trường mà còn làm ô nhiễm các hệ thống xử lý khí thải như hệ thống khử xúc tác chọn lọc (SCR) và bộ lọc hạt diesel (DPF), vốn cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải như Euro 6 hoặc EPA Tier 3.

Các phương pháp hóa học ướt truyền thống để phát hiện lưu huỳnh, chẳng hạn như phân hủy bằng axit, tốn nhiều công sức và dễ xảy ra sai sót. Đây là lúc phương pháp quang phổ huỳnh quang tia X tán xạ bước sóng (WDXRF) phát huy tác dụng. Đây là một kỹ thuật không phá hủy và nhanh chóng, sử dụng tia X để kích thích mẫu nhiên liệu và đo lượng huỳnh quang phát ra để xác định thành phần nguyên tố. Tiêu chuẩn EN ISO 20884 chuẩn hóa phương pháp này, đảm bảo tính khả reproducible (khả năng lặp lại kết quả) trong các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới. Tiêu chuẩn này nhắm đến các loại nhiên liệu ô tô dạng lỏng, đồng nhất với nồng độ lưu huỳnh dao động từ 5 mg/kg (phần triệu hoặc ppm) đến 500 mg/kg. Phạm vi này bao gồm mọi thứ, từ các loại nhiên liệu cũ có hàm lượng lưu huỳnh cao đến các loại nhiên liệu hiện đại có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp, trong đó giới hạn thường dưới 10 ppm ở các khu vực như Liên minh Châu Âu và Hoa Kỳ.

Tiêu chuẩn EN ISO 20884 về cơ bản sử dụng công nghệ WDXRF để phân lập các bức xạ tia X đặc trưng của lưu huỳnh ở các bước sóng cụ thể. Các bước cơ bản của phương pháp này như sau:

• Chuẩn bị mẫu: Một lượng nhỏ (thường là 5-10 mL) mẫu nhiên liệu được đặt trong hộp đựng mẫu XRF chuyên dụng có đáy màng mỏng, trong suốt. Thời gian chuẩn bị được giảm thiểu vì không cần pha loãng hoặc xử lý hóa học.
• Kích thích và thu nhận: Mẫu được chiếu xạ bằng tia X năng lượng cao từ nguồn ống (ví dụ: cực dương rhodium hoặc vonfram). Các nguyên tử lưu huỳnh hấp thụ năng lượng này và phát xạ lại huỳnh quang đặc trưng của chúng. Một tinh thể phân tán (như lithi florua) và một bộ детектор thu nhận và khuếch đại tín hiệu này.
• Hiệu chỉnh ma trận: Nhiên liệu chứa các hàm lượng khác nhau của hydrocarbon, oxy và các nguyên tố khác có thể ảnh hưởng đến kết quả đo. Tiêu chuẩn này sử dụng các hiệu chỉnh toán học, thường sử dụng các đường cong hiệu chuẩn đa nguyên tố, để tính đến các tương tác này và đảm bảo độ chính xác ngay cả trong các ma trận phức tạp như hỗn hợp biodiesel.
• Hiệu chuẩn và định lượng: Các thiết bị được hiệu chuẩn bằng vật liệu tham chiếu được chứng nhận, bao gồm phạm vi 5-500 mg/kg. Độ chính xác của phương pháp được kiểm chứng bằng thống kê độ lặp lại và độ tái lập, đạt được giá trị thấp tới 0,7 mg/kg đối với các mẫu có hàm lượng lưu huỳnh thấp.

Phương pháp này (WDXRF) cung cấp độ phân giải vượt trội, lý tưởng cho việc phát hiện vết. Toàn bộ quá trình phân tích chỉ mất chưa đến 5 phút cho mỗi mẫu, cho phép thử nghiệm hiệu quả cao tại các nhà máy lọc dầu và phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng.

Tóm lại, tiêu chuẩn EN ISO 20884 là không thể thiếu trong chuỗi cung ứng dầu khí. Bằng cách cung cấp một công cụ đáng tin cậy và hiệu quả để đo hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu ô tô, tiêu chuẩn này không chỉ đảm bảo tuân thủ các quy định pháp luật mà còn mở đường cho hoạt động vận chuyển thân thiện hơn với môi trường.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ thử nghiệm tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ thử nghiệm cho các doanh nghiệp theo tiêu chuẩn "EN ISO 20884 Sản phẩm dầu mỏ - Xác định hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu ô tô - Quang phổ huỳnh quang tia X phân tán bước sóng".