ICS 71.080.10 CCS G 16
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T3396—2022 代替GB/T3396—2002
工业用乙烯、丙烯中微量氧的测定
电化学法
Determination of trace oxygen in ethylene and propylene for industrial use-
Electrochemicalmethod
2023-07-01实施
2022-12-30发布
国家市场监督管理总局
国家标准花管理委赏会 发布 GB/T3396—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T3396一2002《工业用乙烯、丙烯中微量氧的测定 电化学法》，与GB/T3396- 2002相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
-
更改了范围，增加了在线分析，更改了离线分析的测定范围（见第1章，2002年版的第1章）；
a)
b) 更改了原理，删除了膜覆盖原电池电化学法中的原电池总反应方程（见第4章，2002年版的
第3章)； c) 增加了闪蒸气化装置（见5.2.6、5.4.1.3)； d) 增加了采样钢瓶的要求（见5.2.7）；
更改了图1、图2、图3和图4见图1、图2、图3和图4，2002年版的图1、图2、图3和图4)；
e
f) 增加了在线分析（见第1章、第6章）； g）增加了质量控制（见第7章）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国化学标准化技术委员会（SAC/TC63)归口。 本文件起草单位：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院、中国石化扬子石油化工有限公
司、万华化学集团股份有限公司、中安联合煤化有限责任公司。
本文件主要起草人：李诚炜、丁大喜、王川、温玉、张炜、叶志良、邵强、郭元峰、孙守君。 本文件于1982年首次发布，2002年第一次修订，本次为第二次修订。
I GB/T3396—2022
工业用乙烯、丙烯中微量氧的测定
电化学法
警示：本文件并不是旨在说明与其使用有关的所有安全问题。使用者有责任采取适当的安全与健
康措施，保证符合国家有关法规的规定。
1范围
本文件描述了测定气态乙烯或者丙烯中微量氧的膜覆盖原电池电化学法和电解电化学法的离线、 在线分析方法。
本文件离线分析适用于测定工业用乙烯、丙烯中含量不小于0.5mL/m"的微量分子氧；在线分析适用于测定工业用乙烯、丙烯中含量不小于0.1mL/m的微量分子氧。
2规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 3723 工业用化学产品采样安全通则 GB/T3836（所有部分）爆炸性环境 GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T13289 工业用乙烯液态和气态采样法 GB/T13290 工业用丙烯和丁二烯液态采样法 GB/T34042 在线分析仪器系统通用规范 GB50058 爆炸危险环境电力装置设计规范 JJG945 微量氧分析仪检定规程 SH/T3081 石油化工仪表接地设计规范 SH/T3082 2石油化工仪表供电设计规范 SH/T3097 石油化工静电接地设计规范 SH/T3174 石油化工在线分析仪系统设计规范
3术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。
4原理
4.1膜覆盖原电池电化学法
当气态乙烯或丙烯样品以恒定流速流经装有膜覆盖原电池（燃料电池）的测量室时，样品气中的氧
1 GB/T3396—2022
分子扩散透过原电池表面覆盖的聚合物薄膜，在不活泼金属制成的阴极上发生还原反应，氧分子从外电路得到电子：
O,+2H,O+4e-→4OH
同时铅阳极被含水胶状电解质中的KOH溶液腐蚀，发生氧化反应，向外电路输出电子：
2OH-+Pb→+PbO+H,O+2e
外电路产生的电流的大小与样品气中的氧的分压成正比，通过测定电流实现对样品气中分子氧含量的测定。 4.2电解电化学法
当气态乙烯或丙烯样品以恒定速率流经电解电化学法仪器的测量室时，样品气中的氧分子扩散透过多孔材料进人装有氢氧化钾电解液的电解池中，在外加直流电压的驱动下，氧分子在由铂、金或石墨制成的阴极表面发生还原反应，氧分子从外电路得到电子：
Oz+2Hz0+4e→40H
同时电解质中的OH-在惰性阳极表面发生氧化反应，向外电路输出电子：
40H-→+02+2H20+4e
反应不消耗阳极材料，反应产生的分子氧透过阳极附近的多孔材料排出。电解电流的大小与样品气中的氧的浓度成正比，通过测定电流实现对样品气中分子氧含量的测定。
5 离线分析
5.1 试剂与材料 5.1.1水：符合GB/T6682三级水的要求，使用前通氮气脱氧。 5.1.2 高纯氮气：纯度不低于99.999%（体积分数），氧含量不大于3mL/m。 5.1.3 标准气体：已知氧含量的气体（如氮气和氩气）。 5.2 仪器设备 5.2.1测氧仪包括以下两种。
膜覆盖原电池法测氧仪：由测量室、原电池、放大器、温度补偿单元、读数表等部分组成。原电池的结构示意图见图1，原电池的阴极由多孔性非活泼金属制成，如银、金、铂，阳极由铅或锌制成。原电池内部装有保持湿润状态的胶状电解质。 电解法测氧仪：由非消耗性阳极、惰性阴极、电解池、读数表等部分组成，仪器的结构示意图见图2。
2 GB/T3396—2022
标引序号说明：
一消耗性阳极；一碱性胶状电解质；聚四氟乙烯塑料薄膜；一多孔性阴极。
3-
-
图1 膜覆盖原电池结构示意图
1
标引序号说明：
非消耗性阳极；一情性阴极；一电解液；电解池盖；样品气人口；样品气出口；氧气出口。
9:
5
7
图2电解法测氧仪示意图
5.2.2 流量计：流量示值范围为0.1L/min～2L/min。 5.2.3 螺旋不锈钢毛细管：内径1mm~2mm，长2m~4m。 5.2.4 增湿器：容器中装有塑料筒，其上绕有长1m、内径1mm、外径2mm的硅胶管，见图3；在组装
3 GB/T 3396—2022
增湿器前，先用氮气吹扫硅胶管和容器内部数分钟，然后装满水，紧隔垫螺帽。 5.2.5 5水浴：控制温度30℃~50℃。 5.2.6 闪蒸气化装置。 5.2.7 采样钢瓶：符合GB/T13289或GB/T13290规定。
单位为毫米
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10
标引序号说明：
一螺帽；
1- - 2- 一锥面玻璃接口； 3- - 一蒸馏水； 4-
塑料筒；硅胶管。
5.
图3增湿器示意图
5.3 3采样
按照GB/T3723、GB/T13289和GB/T13290的安全和技术要求采样。 5.4测定步骤 5.4.1 仪器连接 5.4.1.1 测量装置的管线连接
按照图4所示连接仪器，为防止大气中的氧渗透到气路中，所有的连接管线都应为不锈钢材质。在 4 GB/T3396—2022
测量装置的出口处，应连接一根长为50cm、内径为1mm～2mm的不锈钢毛细管，以防止大气中的氧反向扩散而导人痕量的氧。
5
1
1
文 00
标引序号说明：
采样钢瓶；气化单元（水浴或闪蒸气化装置）；一进气阀；一测氧仪；记录仪；流量计(可选）；实验室排气系统。
2
3
4
5
6- A
图4离线分析仪器连接示意图
5.4.1.2 气态样品的压力调节
用不锈钢管线连接测氧仪和采样钢瓶。可采用金属膜式减压阀调节样品气的压力，必要时也可采用推荐的水浴或闪蒸气化装置，以降低样品因减压而造成的温度变化影响。 5.4.1.3液态样品的蒸发气化
测定液态样品时应首先采用气化单元使样品完全气化成为连续的气态样品气流，可将液态样品导人置于30℃～50℃水浴中的螺旋不锈钢毛细管中，以保证液态样品充分蒸发气化，也可采用合适的闪蒸气化装置气化样品。 5.4.2连接管路的检查
在正式测定之前，应检查连接管线和接头是否存在泄漏。保证正常测定时的气体流速，观测测氧仪稳定后的读数，然后将气体流速提高一倍，测氧仪的读数应观察不到明显的变化。否则应怀疑装置连接存在泄漏。 5.4.3样品测定
按照5.4.1.1连接管线，按照仪器使用说明准备仪器和调整工作参数，并以指定流速导人气态样品，待测氧仪示值稳定后（稳定时间不小于2min），读数并记录。
为保持仪器良好的工作状态，可以在测定前后用高纯氮气以较低的流速冲洗测量室，对于膜覆盖原电池法，也可以用经增湿器增湿的氮气流以1L/h～2L/h的流速流经测量室保持原电池胶状电解质的水分。
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