Petroleum products — Determination of boiling range distribution — Gas chromatography method

ISO 3924:2016 specifies a method for the determination of the boiling range distribution of petroleum products. The method is applicable to petroleum products and fractions with a final boiling point of 538 °C or lower at atmospheric pressure as determined by this International Standard. This International Standard is not applicable to gasoline samples or gasoline components. The method is limited to products having a boiling range greater than 55 °C and having a vapour pressure sufficiently low to permit sampling at ambient temperature. The method has successfully been applied to samples containing fatty acid methyl esters (FAME) up to 10 % (V/V).

Produits pétroliers — Détermination de la répartition dans l'intervalle de distillation — Méthode par chromatographie en phase gazeuse

ISO 3924:2016 spécifie une méthode pour déterminer la répartition dans l'intervalle de distillation des produits pétroliers. La méthode est applicable aux produits pétroliers et aux fractions pétrolières dont le point final de distillation est inférieur ou égal à 538 °C à la pression atmosphérique quand il est mesuré en appliquant la présente Norme internationale. La présente Norme internationale n'est pas adaptée au cas des essences ou composés à base d'essences. Le domaine d'application de la méthode est limité aux produits dont l'intervalle de distillation est supérieur à 55 °C et dont la pression de vapeur est suffisamment basse pour permettre un échantillonnage à la température ambiante. La méthode a été appliquée avec succès à des échantillons contenant des esters méthyliques d'acides gras (EMAG) jusqu'à 10 % (V/V).

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
13-Sep-2016
Withdrawal Date
13-Sep-2016
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Start Date
19-Jul-2019
Completion Date
12-Feb-2026

Relations

Effective Date
12-Feb-2026
Effective Date
10-Dec-2016
Effective Date
12-Feb-2014
Standard

ISO 3924:2016 - Petroleum products -- Determination of boiling range distribution -- Gas chromatography method

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Standard

ISO 3924:2016 - Produits pétroliers -- Détermination de la répartition dans l'intervalle de distillation -- Méthode par chromatographie en phase gazeuse

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Frequently Asked Questions

ISO 3924:2016 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Petroleum products — Determination of boiling range distribution — Gas chromatography method". This standard covers: ISO 3924:2016 specifies a method for the determination of the boiling range distribution of petroleum products. The method is applicable to petroleum products and fractions with a final boiling point of 538 °C or lower at atmospheric pressure as determined by this International Standard. This International Standard is not applicable to gasoline samples or gasoline components. The method is limited to products having a boiling range greater than 55 °C and having a vapour pressure sufficiently low to permit sampling at ambient temperature. The method has successfully been applied to samples containing fatty acid methyl esters (FAME) up to 10 % (V/V).

ISO 3924:2016 specifies a method for the determination of the boiling range distribution of petroleum products. The method is applicable to petroleum products and fractions with a final boiling point of 538 °C or lower at atmospheric pressure as determined by this International Standard. This International Standard is not applicable to gasoline samples or gasoline components. The method is limited to products having a boiling range greater than 55 °C and having a vapour pressure sufficiently low to permit sampling at ambient temperature. The method has successfully been applied to samples containing fatty acid methyl esters (FAME) up to 10 % (V/V).

ISO 3924:2016 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 75.080 - Petroleum products in general. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.

ISO 3924:2016 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to EN ISO 3924:2016, ISO 3924:2019, ISO 3924:2010. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.

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Standards Content (Sample)


INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3924
Fourth edition
2016-09-15
Petroleum products — Determination
of boiling range distribution — Gas
chromatography method
Produits pétroliers — Détermination de la répartition dans l’intervalle
de distillation — Méthode par chromatographie en phase gazeuse
Reference number
©
ISO 2016
© ISO 2016, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
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Fax +41 22 749 09 47
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www.iso.org
ii © ISO 2016 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Reagents and materials . 2
6 Apparatus . 4
7 Sampling . 6
8 Preparation of apparatus . 6
9 Calibration . 9
9.1 Analysis sequence protocol . 9
9.2 Baseline compensation analysis .10
9.3 Retention time versus boiling point calibration .10
9.4 Analysis of reference material .10
10 Procedure.12
10.1 Sample preparation .12
10.2 Sample analysis .12
11 Calculation .13
12 Expression of results .13
13 Precision .14
13.1 General .14
13.2 Repeatability .14
13.3 Reproducibility .14
14 Test report .15
Annex A (informative) Calculation of ISO 3405 equivalent data .16
Annex B (informative) Accelerated analysis .19
Annex C (informative) Boiling points of non-normal alkane hydrocarbons .21
Bibliography .25
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
ISO 3924 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 19, Gaseous and liquid fuels, lubricants and related products of petroleum, synthetic and biological
origin, in collaboration with ISO Technical Committee ISO/TC 28, Petroleum products and related
products of synthetic or biological origin, in accordance with the Agreement on technical cooperation
between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 3924:2010), which has been technically
[1]
revised. The third edition had several updates regarding the calculation of ISO 3405 equivalent data.
Because ISO 3924 is extensively used and referenced in many fuel specifications, a faster analysis
procedure was included. Many fuel specifications concerned demand volume percentage recovered
at 250°C and 350°C but this result was not part of the report of ISO 3924 in the former version as
described. This is updated with this edition (see Annex A), for which an assessment has been executed
by CEN/TC 19. In addition, several editorial updates have been made.
[3] [4]
This method is originally based on the jointed IP 406 and ASTM D2887 methods.
iv © ISO 2016 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 3924:2016(E)
Petroleum products — Determination of boiling range
distribution — Gas chromatography method
WARNING — — The use of this International Standard can involve hazardous materials,
operations and equipment. This International Standard does not purport to address all of the
safety problems associated with its use. It is the responsibility of users of this International
Standard to take appropriate measures to ensure the safety and health of personnel prior to
application of the standard, and fulfil statutory and regulatory requirements for this purpose.
1 Scope
This International Standard specifies a method for the determination of the boiling range distribution of
petroleum products. The method is applicable to petroleum products and fractions with a final boiling
point of 538 °C or lower at atmospheric pressure as determined by this International Standard. This
International Standard is not applicable to gasoline samples or gasoline components. The method is
limited to products having a boiling range greater than 55 °C and having a vapour pressure sufficiently
low to permit sampling at ambient temperature.
The method has successfully been applied to samples containing fatty acid methyl esters (FAME) up to
10 % (V/V).
NOTE For the purposes of this International Standard, the terms “% (m/m)” and % (V/V) are used to
represent the mass fraction (µ), respectively the volume fraction (φ) of a material.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3170, Petroleum liquids — Manual sampling
ISO 3171, Petroleum liquids — Automatic pipeline sampling
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
initial boiling point
IBP
temperature corresponding to the retention time at which a net area count equal to 0,5 % of the total
sample area under the chromatogram is obtained
3.2
final boiling point
FBP
temperature corresponding to the retention time at which a net area count equal to 99,5 % of the total
sample area under the chromatogram is obtained
3.3
slice rate
number of data slices acquired per unit of time used to integrate the continuous (analogue)
chromatographic detector response during an analysis
Note 1 to entry: The slice rate is expressed in Hz (for example, slices per second).
4 Principle
A sample is introduced into a gas chromatographic column which separates hydrocarbons in the order
of increasing boiling point. The column temperature is raised at a reproducible rate and the area under
the chromatogram is recorded throughout the analysis. Boiling temperatures are assigned to the time
axis from a calibration curve, obtained under the same conditions by running a known mixture of
hydrocarbons covering the boiling range expected in the sample. From these data, the boiling range
distribution is obtained.
Annex A presents a correlation model for the calculation of physical distillation (see References [1], [5]
and [6]) equivalent data from boiling range distribution analysis by gas chromatography determined
following this International Standard.
Annex B describes an alternative, accelerated analysis (see 8.2).
5 Reagents and materials
5.1 Stationary phase for columns, non-polar, that elutes hydrocarbons in boiling point order.
NOTE The following materials have been used successfully as liquid phases.
For packed columns:
— silicone gum rubber UC-W98;
— silicone gum rubber GE-SE-30;
— silicone gum rubber OV-1;
— silicone gum rubber OV-101;
For capillary columns:
— polydimethylsiloxane.
5.2 Solid support for packed columns, usually consisting of crushed fire brick or chromatographic
diatomaceous earth.
The particle size and support loading shall be such as to give optimum resolution and analysis time.
NOTE In general, support loadings of 3 % to 10 % have been found most satisfactory.
5.3 Carrier gas, with a minimum purity of 99,995 %, constituted of
a) helium or hydrogen for use with thermal conductivity detectors, or
b) nitrogen, helium, hydrogen or argon for use with flame ionization detectors.
5.4 Hydrogen, grade suitable for flame ionization detectors.
5.5 Compressed air, free of oil and water, regulated for flame ionization detectors.
2 © ISO 2016 – All rights reserved

5.6 Calibration mixture, consisting of an accurately weighed mixture of n-alkanes covering the range
from C to C and dissolved in carbon disulfide (5.8).
5 44
For packed columns, the final concentration should be approximately 10 parts of the alkane mixture to
100 parts of carbon disulfide. For capillary columns, the final concentration should be approximately 1
part of the alkane mixture to 100 parts of carbon disulfide.
The following mixture of alkanes has been found to be satisfactory for most samples: C , C , C , C , C ,
5 6 7 8 9
C , C , C , C , C , C , C , C , C , C , C , C . At least one component of the mixture shall have a
10 12 14 16 18 20 24 28 32 36 40 44
boiling point lower than the initial boiling point of the sample and at least one component shall have a
boiling point higher than the final boiling point of the sample. The boiling points of alkanes are listed in
Table 1.
Table 1 — Boiling points of normal alkanes
Carbon no. Boiling point Carbon no. Boiling point
°C °C
2 −89 24 391
3 −42 25 402
4 0 26 412
5 36 27 422
6 69 28 431
7 98 29 440
8 126 30 449
9 151 31 458
10 174 32 466
11 196 33 474
12 216 34 481
13 235 35 489
14 254 36 496
15 271 37 503
16 287 38 509
17 302 39 516
18 316 40 522
19 330 41 528
20 344 42 534
21 356 43 540
22 369 44 545
23 380
[7]
NOTE API Project 44, October 31, 1972 , is believed to have provided the original normal paraffin boiling point data
that were listed in former editions of this International Standard. However, over the years some of the data contained in
both API Project 44 (Thermodynamics Research Center Hydrocarbon Project) and the test methods have changed, and they
are no longer equivalent. This Table represents the current normal paraffin boiling point values accepted by ISO, ASTM and
the Energy Institute.
If the test sample contains significant quantities of n-alkanes which can be identified on the
chromatogram, these peaks may be used as internal boiling point calibration points. However, it is
advisable to use the calibration mixture to be sure of peak identifications.
Propane and butane may be added non-quantitatively to the calibration mixture, if necessary, to comply
with 5.6. This may be done by bubbling a small amount of the gaseous hydrocarbon into a septum-
sealed vial of the calibration mixture using a gas syringe.
If stationary phases other than those listed in the note in 5.1 are used, the retention times of a few
alkylbenzenes across the boiling range such as o-xylene, n-butylbenzene, 1,3,5-tri-isopropylbenzene,
n-decylbenzene and n-tetradecylbenzene shall also be checked to make certain that the column is
separating according to the boiling point order (see Annex C).
5.7 Reference material, the primary reference material used shall be the ASTM Reference Gas Oil No.1.
5.8 Carbon disulfide, reagent grade (CAS RN 75-15-0).
6 Apparatus
6.1 Chromatograph, any gas chromatograph that has the following performance characteristics may
be used.
6.1.1 Detector, of either the flame ionization or thermal conductivity type.
The detector shall have sufficient sensitivity to detect a mass fraction of 1,0 % of dodecane with a peak
height of at least 10 % of full scale on the recorder under the conditions specified in this International
Standard, and without loss of resolution as defined in 8.3. When operating at this sensitivity level,
detector stability shall be such that a baseline drift of not more than 1 % of full scale per hour is
obtained. The detector shall be capable of operating continuously at a temperature equivalent to the
maximum column temperature employed. The detector shall be connected to the column in such a way
that any cold spots between the detector and the column are avoided.
NOTE It is not desirable to operate thermal conductivity detectors at a temperature higher than the
maximum column temperature employed. Operation at higher temperatures only serves to shorten the useful
life of the detector, and generally contributes to higher noise levels and greater drift.
6.1.2 Column temperature programmer, capable of programmed temperature operation over a
range sufficient to establish a retention time of at least 1 min for the initial boiling point and to elute the
entire sample within the temperature ramp.
The programming rate shall be sufficiently reproducible to obtain retention time repeatability of 6 s for
each component in the calibration mixture (5.6).
If the initial boiling point is less than approximately 93 °C, an initial column temperature below ambient
can be required. However, excessively low initial column temperatures shall be avoided, to ensure that
the stationary phase remains liquid. The initial temperature of the column shall be only low enough to
obtain a calibration curve meeting the requirements of this International Standard.
6.1.3 Sample inlet system, either be capable of operating continuously at a temperature equivalent
to the maximum column temperature employed or provide on-column injection with some means
of programming the entire column, including the point of sample introduction, up to the maximum
temperature required.
The sample inlet system shall be connected to the chromatographic column in such a way that any cold
spots between the inlet system and the column are avoided.
6.2 Column, any column and conditions may be used, provided that, under the conditions of the test,
separations are in the order of boiling points as given in Table 1, and the column resolution, CR, is at least
3 (8.3). Typical column operating conditions are given in Table 2 and 3.
4 © ISO 2016 – All rights reserved

Table 2 — Typical operating conditions for packed columns
Packed columns 1 2
Column length, (m) 0,7 0,5
Column outside diameter, (mm) 3,2 3,2
Stationary phase OV-101 UC-W98
Percent stationary phase 5 10
a b
Support material G P
Support mesh size (μm) 80/100 80/100
Initial column temperature, (°C) −40 −30
Final column temperature, (°C) 350 360
Programming rate, (°C/min) 10 10
Carrier gas Helium Nitrogen
Carrier gas flow, (ml/min) 30 25
Detector FID FID
Detector temperature, (°C) 370 360
Injection-port temperature, (°C) 370 350
Sample size, (μl) 0,5 1
a
Chromosorb® G (AW-DMS).
b
Chromosorb® P (AW).
Table 3 — Typical operating conditions for capillary columns
Capillary columns 3 4 5
Column length (m) 7,5 5 10
Column inner diameter (mm) 0,53 0,53 0,53
Column DB-1 HP-1 HP-1
Stationary phase thickness (μm) 1,5 0,88 2,65
Carrier gas Nitrogen Helium Helium
Carrier gas flow rate (ml/min) 30 12 20
Initial column temperature (°C) 40 35 40
Final column temperature (°C) 340 350 350
Programming rate (°C/min) 10 10 15
Detector FID FID FID
Detector temperature (°C) 350 380 350
Injector temperature (°C) 340 Cool on-column type Programmed
temperature
vaporization type
Sample size (μl) 0,5 1 0,2
Sample concentration [% (m/m)] 25 10 Neat
6.3 Recorder/plotter, this apparatus is used for plotting the chromatogram. This may be accomplished
using a 0 mV to 1 mV recording potentiometer having a full-scale response time of 2 s or less and a
minimum chart width of approximately 120 mm. Alternatively, a computer or other device may be used,
provided it is capable of graphics presentation of the same or better quality as a potentiometric recorder.
6.4 Integrator/computer, this apparatus is used for determining the accumulated area under the
chromatogram. This may be achieved by using a computer-based chromatography data system or an
electronic integrator. The integrator/computer system shall have normal chromatographic software for
measuring the retention times and areas of eluting peaks. In addition, the system shall be capable of
converting the continuously integrated detector signal into area slices of fixed duration. These contiguous
area slices, collected for the entire analysis, shall be stored for later processing. The electronic range of
the integrator/computer (e.g. 1 V) shall be within the linear range of the detector/electrometer system
used. The system shall be capable of subtracting the area slice of a blank run from the corresponding
area slice of a sample run.
NOTE Some gas chromatographs have an algorithm built into their operating software that allows a
mathematical model of the baseline profile to be stored in the memory. This profile can be automatically
subtracted from the detector signal on subsequent sample analysis to compensate for any baseline offset. Some
integration systems also store and automatically subtract a blank analysis from subsequent sample analysis.
6.5 Flow/pressure controllers.
6.5.1 If a packed column is used, the chromatograph shall be equipped with constant-flow controllers
capable of maintaining the carrier gas flow constant to ±1 % over the full operating temperature range.
6.5.2 If a wide-bore capillary column is used, the chromatograph shall be equipped with a controller
of carrier gas flow or pressure appropriate for the inlet used.
6.6 Micro-syringe, this apparatus is used to introduce the sample into the chromatograph. Sample
injection may be either manual or automatic. Automatic sample injection is preferred because it gives
better retention time precision.
7 Sampling
Unless otherwise specified, samples shall be taken by the procedures described in ISO 3170 or ISO 3171.
8 Preparation of apparatus
8.1 Column preparation, any satisfactory method that will produce a column meeting the
requirements of 6.2 may be used. The column shall be conditioned at the maximum operating
temperature to reduce baseline shifts due to bleeding of the column substrate.
8.1.1 Packed columns, an acceptable method of column conditioning, which has been found effective
for columns with an initial loading of 10 % liquid phase, consists of purging the column with carrier gas at
the normal flow rate while holding the column at the maximum operating temperature for 12 h to 16 h.
8.1.2 Capillary columns, capillary columns may be conditioned using the following procedure.
a) Install the column following the manufacturer’s instructions. Set the column and detector gas
flows. Ensure that the system is leak free.
b) Allow the system to purge with carrier gas at ambient temperature for at least 30 min. Then
increase the oven temperature by approximately 5 °C/min to 10 °C/min to the final operating
temperature and hold for approximately 30 min.
c) Cycle the chromatograph through its temperature programme several times until a stable baseline
is obtained.
NOTE 1 Capillary columns with cross-linked and bonded phases are available from many manufacturers and
are usually preconditioned. These columns have much lower column bleed than packed columns.
NOTE 2 The column is not always connected to the FID when making a first conditioning of the column to
overcome that initial column bleed affects the detector’s sensitivity.
6 © ISO 2016 – All rights reserved

8.2 Chromatograph, place the chromatograph in service in accordance with the manufacturer’s
instructions. Typical operating conditions are shown in Tables 2 and 3.
If a flame ionization detector is used, the deposits formed in the detector from combustion of the silicone
decomposition products shall be removed regularly, as they change the response characteristics of the
detector.
NOTE Without any instrumental adaptation, it is possible to decrease analysis time. Annex B describes such
an accelerated analysis.
8.3 Column resolution, analyse the calibration mixture under the same conditions as those used
for the samples. Using the procedure illustrated in Figure 1, calculate the resolution, CR, from the time
between the hexadecane and octadecane peaks at the peak maxima t and t and the widths y and y of
1 2 1 2
the peaks at half height, as given by Formula (1).
Key
X time (s) y width of hexadecane peak at half height, in s
Y detector signal y width of octadecane peak at half height, in s
t start analysis time 1 hexadecane
t retention time hexadecane, in s 2 octadecane
t retention time octadecane, in s
Figure 1 — Column resolution parameters
2 tt−
()
CR= (1)
1,699 yy+
()
where
t is the retention time, in seconds, for hexadecane peak maximum;
t is the retention time, in seconds, for octadecane peak maximum;
y is the width, in seconds, at half height of hexadecane peak;
y is the width, in seconds, at half height of octadecane peak.
The resolution, CR, obtained from the Formula (1), shall be at least three.
8.4 Detector response check, this method assumes that the detector response to petroleum
hydrocarbons is proportional to the mass of individual components. This shall be verified when the
system is put into service and whenever
...


NORME ISO
INTERNATIONALE 3924
Quatrième édition
2016-09-15
Produits pétroliers — Détermination
de la répartition dans l’intervalle
de distillation — Méthode par
chromatographie en phase gazeuse
Petroleum products — Determination of boiling range distribution —
Gas chromatography method
Numéro de référence
©
ISO 2016
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 2
5 Produits et réactifs . 2
6 Appareillage . 4
7 Échantillonnage . 6
8 Préparation de l’appareillage . 6
9 Étalonnage .10
9.1 Procédure d’analyse .10
9.2 Compensation de ligne de base .11
9.3 Courbe d’étalonnage .11
9.4 Analyse du produit de référence .12
10 Mode opératoire.14
10.1 Préparation de l’échantillon .14
10.2 Analyse de l’échantillon .14
11 Calculs .15
12 Expression des résultats.15
13 Fidélité .15
13.1 Généralités .15
13.2 Répétabilité .16
13.3 Reproductibilité .16
14 Rapport d’essai .16
Annexe A (informative) Calcul des données équivalentes de l’ISO 3405 .17
Annexe B (informative) Analyse accélérée .20
Annexe C (informative) Points d’ébullition des alcanes non normaux .22
Bibliographie .26
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
L’ISO 3924 a été élaborée par le comité européen de normalisation (CEN) comité technique CEN/TC 19,
Carburants et combustibles gazeux et liquides, lubrifiants et produits connexes, d’origine pétrolière,
synthétique et biologique en collaboration avec le comité technique ISO/TC 28, Produits pétroliers et
connexes d’origine synthétique ou biologique, selon les accords sur la coopération technique entre l’ISO et
le CEN (Accords de Vienne).
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième (ISO 3924:2010) qui fait l’objet d’une révision
technique. La troisième édition avait fait l’objet de plusieurs actualisations, notamment concernant le
[1]
calcul de données équivalentes de l’ISO 3405 . Étant donné que l’ISO 3924 est considérablement utilisée
et référencée dans de nombreuses spécifications de carburant, une procédure d’analyse plus rapide a
été incluse. Plusieurs spécifications de carburant concernaient des exigences sur les pourcentages de
volume récupéré à 250 °C et 350 °C, mais ce résultat ne faisait pas partie du rapport de l’ISO 3924 de
la version précédente comme décrit. Cela est mis à jour dans le cadre de cette édition (voir l’Annexe A),
pour laquelle une évaluation a été réalisée par CEN/TC 19. Par ailleurs, quelques modifications d’ordre
rédactionnel ont été faites.
[3] [4]
Cette méthode est à l’origine fondée sur les méthodes IP 406 et ASTM D 2887 jointes.
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 3924:2016(F)
Produits pétroliers — Détermination de la répartition dans
l’intervalle de distillation — Méthode par chromatographie
en phase gazeuse
AVERTISSEMENT — L’utilisation de la présente Norme internationale implique l’intervention
de produits, d’opérations et d’équipements à caractère dangereux. La présente Norme
internationale n’est pas censée aborder tous les problèmes de sécurité concernés par son usage.
Il est de la responsabilité des utilisateurs de la présente Norme internationale de prendre des
mesures appropriées pour assurer la sécurité et la santé du personnel avant l’application de la
norme, et de satisfaire aux exigences statuaires et régulatoires pour ce besoin.
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour déterminer la répartition dans l’intervalle
de distillation des produits pétroliers. La méthode est applicable aux produits pétroliers et aux fractions
pétrolières dont le point final de distillation est inférieur ou égal à 538 °C à la pression atmosphérique
quand il est mesuré en appliquant la présente Norme internationale. La présente Norme internationale
n’est pas adaptée au cas des essences ou composés à base d’essences. Le domaine d’application de la
méthode est limité aux produits dont l’intervalle de distillation est supérieur à 55 °C et dont la pression
de vapeur est suffisamment basse pour permettre un échantillonnage à la température ambiante.
La méthode a été appliquée avec succès à des échantillons contenant des esters méthyliques d’acides
gras (EMAG) jusqu’à 10 % (V/V).
NOTE Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes “% (m/m)” et “% (V/V)” sont utilisés
pour désigner respectivement la fraction massique (µ) d’un produit et sa fraction volumique (φ).
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 3170, Produits pétroliers liquides — Échantillonnage manuel
ISO 3171, Produits pétroliers liquides — Échantillonnage automatique en oléoduc
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
point initial de distillation
PI
température correspondant au temps de rétention auquel la surface nette est égale à 0,5 % de la surface
totale du chromatogramme correspondant à l’échantillon
3.2
Point final de distillation
PF
température correspondant au temps de rétention auquel la surface nette est égale à 99,5 % de la
surface totale du chromatogramme correspondant à l’échantillon
3.3
Fréquence de tranche
nombre de tranches de données acquises par unité de temps permettant d’intégrer la réponse continue
(analogique) du détecteur chromatographique pendant une analyse
Note 1 à l’article: La fréquence de tranche est exprimée en Hz (par exemple tranches par seconde).
4 Principe
Les hydrocarbures contenus dans une prise d’essai, introduite dans la colonne d’un chromatographe
en phase gazeuse, sont séparés dans l’ordre croissant de leur point d’ébullition. On fait monter la
température de la colonne à une vitesse reproductible, et l’aire du chromatogramme est intégrée
pendant la durée de l’analyse. Des températures d’ébullition sont attribuées sur l’axe des temps de
rétention à partir d’une courbe d’étalonnage, obtenue dans les mêmes conditions en opérant sur un
mélange connu d’hydrocarbures couvrant la même plage d’ébullition supposée de l’échantillon. Ces
données permettent de déterminer la répartition dans l’intervalle de distillation.
L’Annexe A présente un modèle de corrélation pour le calcul des données équivalentes de distillations
physiques (voir Références [1], [5] et [6]) à partir de l’analyse de la répartition dans l’intervalle de
distillation par chromatographie en phase gazeuse déterminée suivant cette Norme internationale.
L’Annexe B décrit une analyse alternative, accélérée qui peut être utilisée (voir 8.2).
5 Produits et réactifs
5.1 Phase stationnaire pour les colonnes, non polaire, éluant les hydrocarbures dans l’ordre
croissant de leur point d’ébullition.
Note Les produits suivants ont été utilisés avec succès comme phases liquides.
Pour des colonnes remplies:
—  Silicone gomme caoutchouc UC-W98;
—  Silicone gomme caoutchouc GE-SE-30;
—  Silicone gomme caoutchouc OV-1;
—  Silicone gomme caoutchouc OV-101.
—  Pour des colonnes capillaires:
—  polydiméthylsiloxane.
5.2 Support solide pour colonnes remplies, consistant habituellement en de la brique réfractaire
broyée ou de la terre de diatomée pour chromatographie.
La granulométrie et le taux d’imprégnation doivent être tels qu’ils conduisent à une résolution et à une
durée d’analyse optimales.
Note En général, un taux d’imprégnation compris entre 3 % et 10 % a été jugé très satisfaisant.
5.3 Gaz vecteur, d’une pureté minimale de 99,995 %, constitué:
a) d’hélium ou d’hydrogène pour les détecteurs à conductivité thermique, ou
b) d’azote, d’hélium, d’hydrogène ou d’argon pour les détecteurs à ionisation de flamme.
5.4 Hydrogène, de qualité appropriée aux détecteurs à ionisation de flammes.
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5.5 Air comprimé, ne contenant ni eau ni huile, réglementé pour les détecteurs à ionisation de
flammes.
5.6 Mélange étalon, consistant en un mélange d’alcanes couvrant la gamme de C à C , pesés avec
5 44
précision et dissous dans le disulfure de carbone (5.8).
Il est recommandé d’utiliser une concentration du mélange d’alcanes dans le disulfure de carbone
d’environ 10 parties pour 100 pour les colonnes remplies et d’environ 1 partie pour 100 pour les
colonnes capillaires.
Le mélange d’alcanes suivant s’est révélé satisfaisant pour la plupart des échantillons: C , C , C , C ,
5 6 7 8
C , C , C , C , C , C , C , C , C , C , C , C , C . Au moins un des constituants du mélange doit
9 10 12 14 16 18 20 24 28 32 36 40 44
avoir un point d’ébullition inférieur au point initial de distillation de l’échantillon, et au moins un des
constituants doit avoir un point d’ébullition supérieur au point final de distillation de l’échantillon. Le
Tableau 1 donne la liste des points d’ébullition des alcanes.
Tableau 1 — Points d’ébullition des alcanes normaux
Nombre d’atomes de Point d’ébullition Nombre d’atomes de Point d’ébullition
carbone °C carbone °C
2 −89 24 391
3 −42 25 402
4 0 26 412
5 36 27 422
6 69 28 431
7 98 29 440
8 126 30 449
9 151 31 458
10 174 32 466
11 196 33 474
12 216 34 481
13 235 35 489
14 254 36 496
15 271 37 503
16 287 38 509
17 302 39 516
18 316 40 522
19 330 41 528
20 344 42 534
21 356 43 540
22 369 44 545
23 380
[7]
NOTE  Il semble que le projet API 44 du 31 octobre 1972 ait fourni les données d’origine des points d’ébullition des
normales paraffines qui ont été énumérées dans les éditions précédentes de cette Norme internationale. Cependant, au
cours des années, certaines des données contenues dans le projet API 44 (Projet d’hydrocarbure du centre de recherche
en thermodynamique) et les méthodes d’essai ont changé, et elles ne sont plus équivalentes. Ce Tableau fournit les valeurs
courantes des points d’ébullition des normales paraffines admises par l’ISO, l’ASTM et l’Energy Institute.
Si l’échantillon à analyser contient des quantités significatives de n-alcanes qui peuvent être identifiés
sur le chromatogramme, les pics correspondants peuvent être utilisés comme points d’étalonnage
interne. Toutefois, il est conseillé d’utiliser le mélange étalon pour être sûr de l’identification des pics.
Si nécessaire, on peut ajouter de manière qualitative du propane ou du butane au mélange étalon
pour satisfaire à 5.6. Cela peut être réalisé en faisant barboter, à l’aide d’une seringue à gaz, une petite
quantité de l’hydrocarbure gazeux dans la solution de mélange étalon contenue dans un flacon bouché
par un septum.
Si des phases stationnaires autres que celles énumérées dans la note en 5.1 sont utilisées, les temps de
rétention de quelques alkylbenzènes (tels que l’o-xylène, le n-butylbenzène, le 1,3,5-tri-isopropylbenzène,
le n-décylbenzène et le n-tétradécylbenzène) choisis pour se répartir dans l’intervalle de distillation,
doivent être déterminés de manière à vérifier que la colonne sépare effectivement ces constituants
dans l’ordre de leurs points d’ébullition (voir Annexe C).
5.7 Produit de référence
On doit utiliser le gazole de référence ASTM n°1 comme produit de référence primaire.
5.8 Disulfure de carbone, de qualité analytique (CAS RN 75-15-0).
6 Appareillage
6.1 Chromatographe, tout chromatographe en phase gazeuse présentant les caractéristiques
suivantes peut être utilisé.
6.1.1 Détecteur, à ionisation de flamme ou à conductivité thermique.
Le détecteur doit avoir une sensibilité suffisante pour déceler 1,0 % (m/m) de dodécane en donnant,
dans les conditions spécifiées par la présente Norme internationale, une hauteur de pic au moins égale
à 10 % de l’échelle totale de l’enregistreur, et sans qu’il y ait perte de résolution telle qu’elle est définie
en 8.3. Quand il est réglé sur cette sensibilité, le détecteur doit avoir une stabilité telle que la dérive
de la ligne de base n’excède pas 1 % de l’échelle totale par heure. Le détecteur doit être capable de
fonctionner continuellement à la température maximale à laquelle la colonne sera utilisée. Le détecteur
doit être raccordé à la colonne de telle façon à éviter tout point froid entre le détecteur et la colonne.
NOTE Il n’est pas conseillé de faire fonctionner le détecteur à conductivité thermique à une température
supérieure à la température maximale de la colonne. Cela aurait pour seuls effets de raccourcir la durée de vie du
détecteur et de contribuer, en général, à élever le niveau de bruit de fond et à augmenter la dérive.
6.1.2 Programmateur de température de la colonne, à même de programmer la température sur
une plage
suffisante pour obtenir un temps de rétention au moins égal à 1 min pour le point initial de distillation
et de manière à éluer la totalité de l’échantillon durant la rampe de température.
La vitesse de montée en température du programme doit être suffisamment reproductible pour que la
répétabilité des temps de rétention de chacun des constituants du mélange étalon (5.6) soit de 6 s.
Si le point initial de distillation est inférieur à environ 93 °C, il peut être nécessaire que la température
initiale de la colonne soit inférieure à la température ambiante. Cependant, il faut éviter des
températures de départ trop basses, car il convient d’être sûr que la phase stationnaire demeure
liquide. La température de départ de la colonne doit seulement être suffisamment basse pour que la
courbe d’étalonnage obtenue réponde aux exigences de la présente Norme internationale.
6.1.3 Injecteur, à même de fonctionner de façon continue à la température maximale à laquelle sera
portée la colonne. On peut aussi prévoir un système d’injection «dans la colonne» à condition qu’il existe
un moyen de programmer la température de la colonne entière, y compris le point d’introduction de
l’échantillon, jusqu’à la température maximale requise.
L’injecteur doit être raccordé à la colonne de telle façon à éviter tout point froid entre le système
d’injection et la colonne.
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6.2 Colonne, n’importe quelle colonne et n’importe quelles conditions peuvent être utilisées pourvu
que, dans les conditions de l’essai, les séparations se fassent dans l’ordre des points d’ébullition donnés
dans le Tableau 1 et que la résolution, CR, de la colonne soit au moins égale à 3 (8.3). Les conditions
opératoires usuelles des colonnes sont données dans les Tableaux 2 et 3.
Tableau 2 — Conditions opératoires usuelles pour les colonnes remplies
Colonnes remplies 1 2
Longueur de la colonne (m) 0,7 0,5
Diamètre extérieur de la colonne
3,2 3,2
(mm)
Phase stationnaire OV-101 UC-W98
Pourcentage de phase stationnaire 5 10
a b
Support G P
Granulométrie du support (μm) 80/100 80/100
Température initiale de la colonne
−40 −30
(°C)
Température finale de la colonne
350 360
(°C)
Vitesse de montée en température
10 10
(°C/min)
Gaz vecteur Hélium Azote
Débit de gaz vecteur (ml/min) 30 25
Détecteur FID FID
Température du détecteur (°C) 370 360
Température du système d’injec-
370 350
tion (°C)
Volume de la prise d’essai (μl) 0,5 1
a
Chromosorb® G (AW-DMS).
b
Chromosorb® P (AW).
Tableau 3 — Conditions opératoires usuelles pour les colonnes capillaires
Colonnes capillaires 3 4 5
Longueur de la colonne (m) 7,5 5 10
Diamètre intérieur de la colonne (mm) 0,53 0,53 0,53
Colonne DB-1 HP-1 HP-1
Épaisseur de la phase stationnaire (µm) 1,5 0,88 2,65
Gaz vecteur Azote Hélium Hélium
Débit de gaz vecteur (ml/min) 30 12 20
Température initiale de la colonne (°C) 40 35 40
Température finale de la colonne (°C) 340 350 350
Vitesse de montée en température (°C/min) 10 10 15
Détecteur FID FID FID
Température du détecteur (°C) 350 380 350
De type «tempéra-
De type «froid
Température du système d’injection (°C) 340 ture de vaporisation
dans la colonne»
programmée»
Volume de la prise d’essai (μl) 0,5 1 0,2
Concentration de l’échantillon [% (m/m)] 25 10 Pur
6.3 Enregistreur/table traçante, cet appareillage sert à tracer le chromatogramme. On peut utiliser
un potentiomètre enregistreur de 0 mV à 1 mV ayant un temps de réponse de pleine échelle inférieur
ou égal à 2 s, et dont le diagramme a une largeur d’environ 120 mm. En variante, on peut utiliser un
ordinateur ou autre dispositif, dans la mesure où il est capable de réaliser une présentation graphique de
qualité identique ou supérieure à celle de l’enregistreur potentiométrique.
6.4 Intégrateur/ordinateur, cet appareillage sert à déterminer les aires cumulées du chromatogramme.
Cela peut être réalisé à l’aide d’un système d’acquisition de données chromatographiques (ordinateur) ou
d’un intégrateur électronique. L’intégrateur/ordinateur doit comporter un logiciel de chromatographie
permettant de mesurer les temps de rétention et les aires des pics. En outre, le système doit être capable
de convertir le signal du détecteur intégré continuellement, en tranches d’aire de durée fixe. Ces tranches
d’aire contiguës, collectées sur la durée totale de l’analyse, doivent être enregistrées pour être traitées
ultérieurement. La gamme électronique de l’intégrateur/ordinateur (par exemple 1 V) doit se situer
dans le domaine de linéarité du détecteur/électromètre utilisé. Le système doit pouvoir soustraire une
tranche d’aire d’un essai à blanc de la tranche d’aire correspondante d’un échantillon.
NOTE Certains chromatographes en phase gazeuse possèdent un algorithme intégré à leur logiciel de travail
qui permet d’enregistrer dans la mémoire un modèle mathématique du profil de la ligne de base. Ce profil peut
être automatiquement soustrait du signal du détecteur d’une analyse ultérieure d’échantillon pour compenser
tout décalage de ligne de base. Certains systèmes d’intégration peuvent également enregistrer et soustraire
automatiquement une analyse à blanc d’une analyse ultérieure d’échantillon.
6.5 Régulateurs de pression et de débit.
6.5.1 Dans le cas de l’utilisation de colonnes remplies, le chromatographe doit être équipé de
régulateurs de débit aptes à maintenir le débit du gaz vecteur à ±1 %, sur toute l’étendue des températures
de fonctionnement.
6.5.2 Dans le cas de l’utilisation de colonnes capillaires de grand diamètre intérieur, le chromatographe
doit être équipé d’un régulateur de pression ou de débit de gaz vecteur approprié à l’injecteur utilisé.
6.6 Microseringue, ce dispositif sert à introduire la prise d’essai dans le chromatographe.
L’injection de la prise d’essai peut être effectuée soit manuellement, soit automatiquement. L’injection
automatique est préférable, en raison de la meilleure précision obtenue sur les temps de rétention.
7 Échantillonnage
Sauf spécification contraire, les échantillons doivent être prélevés suivant les modes opératoires décrits
dans les normes ISO 3170 ou ISO 3171.
8 Préparation de l’appareillage
8.1 Préparation de la colonne, n’importe quelle méthode qui conduise à une colonne répondant
aux exigences de 6.2 peut être utilisée. La colonne doit être conditionnée à la température maximale de
travail, de manière à réduire les dérives de la ligne de base dues aux pertes de substances de la colonne.
8.1.1 Colonnes remplies, une méthode acceptable, pour conditionner la colonne, consiste à purger
la colonne avec le débit normal de gaz vecteur pendant 12 h à 16 h, alors qu’elle est maintenue à la
température maximale de travail. Cette méthode s’est révélée efficace pour les colonnes dont le taux
d’imprégnation initial est de 10 % de phase stationnaire.
8.1.2 Colonnes capillaires, les colonnes capillaires peuvent être conditionnées en utilisant la
procédure suivante:
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a) Installer la colonne selon les instructions du fabricant. Régler les débits de gaz de la colonne et du
détecteur. Vérifier que le circuit ne présente pas de fuite.
b) Laisser le circuit se purger à la température ambiante pendant au moins 30 min. Puis élever la
température du four d’environ 5 °C/min à 10 °C/min jusqu’à ce qu’elle atteigne la température de
travail finale, et maintenir cette température pendant environ 30 min.
c) Répéter le programme de température plusieurs fois jusqu’à ce qu’une ligne de base stable soit
obtenue.
NOTE 1 Des colonnes capillaires à phases réticulées ou greffées sont disponibles dans le commerce et sont
habituellement préconditionnées. Ces colonnes présentent un taux de perte de substances bien plus faible que les
colonnes remplies.
NOTE 2 La colonne n’est pas toujours connectée au FID lors du premier conditionnement de la colonne pour
éviter que le ressuage (bleeding) initial de la colonne affecte la sensibilité du détecteur.
8.2 Chromatographe, mettre le chromatographe en service suivant les instructions du fabricant. Des
conditions opératoires usuelles sont données dans les Tableaux 2 et 3.
Si un détecteur à ionisation de flamme est utilisé, les dépôts qui s’y forment par suite de la combustion
des produits de décomposition de la silicone doivent être régulièrement enlevés, car ils modifient les
caractéristiques de réponse du détecteur.
NOTE Il est possible de diminuer le temps d’analyse sans adaptation instrumentale. L’Annexe B décrit ce
type d’analyse accélérée.
8.3 Résolution de la colonne, analyser le mélange étalon dans les mêmes conditions que celles
utilisées pour les échantillons. En utilisant la méthode indiquée à la Figure 1, calculer la résolution,
CR, à partir de l’intervalle de temps compris entre les maximums t et t des pics de l’hexadécane et de
1 2
l’octadécane et des largeurs à mi-hauteur y et y de ces pics, suivant la Formule (1).
1 2
Légende
X temps (s) y largeur du pic de l’hexadécane à mi hauteur en s
Y signal du détecteur y largeur du pic de l’octadécane à mi hauteur en s
t temps du début d’analyse 1 hexadécane
t temps de rétention de l’hexadécane en s 2 octadécane
t temps de rétention de l’octacécane en s
Figure 1 — Paramètres de résolution de la colonne
2 tt−
()
CR= (1)
1,699 yy+
()

t est le temps de rétention, en secondes, du pic de l’hexadécane à son maximum;
t est le temps de rétention, en secondes, du pic de l’octadécane à son maximum;
y est la largeur à mi-hauteur, en secondes, du pic de l’hexadécane;
y est la largeur à mi-hauteur, en secondes, du pic de l’octadécane.
La valeur de la résolution, CR, obtenue suivant la Formule (1) doit être au moins égale à trois.
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8.4 Vérification de la réponse du détecteur, cette méthode suppose que la réponse du détecteur
à l’égard des hydrocarbures pétroliers est proportionnelle à la masse des constituants individuels. Cela
doit être vérifié à la mise en service du système chromatographique et chaque fois qu’il est apporté une
modification quelconque au système ou aux conditions opératoires. Analyser le mélange étalon (5.6)
dans les mêmes conditions que celles utilisées pour les échantillons. Calculer le facteur de réponse, F ,
n
relatif au décane de chaque alcane à l’aide de la Formule (2):
mA
nn
F = (2)
n
mA
10 10

F est le facteur de réponse relatif;
n
m est la masse de l’alcane considéré dans le
...

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