近红外光谱分析技术在线测定催化汽油的烯烃含量.pdf

近红外光谱分析技术在线测定 催化汽油的烯烃含量 张庆忠徐林娟 (湖南岳阳巴陵石化有限责任公司烯烃事业部，岳阳414014) 摘要介绍了近红外光谱(NIR)分析技术在线测定催化汽油烯烃含量的方法。结果证明： 近红外光谱分析技术的分析结果能够完全满足生产中的精度要求，再现性和重现性也远远优于 GB的要求。另外，该方法除具有测量速度快的优点之外，还具有分析成本低、无污染、操作简 单方便荨特点，能对样品进行堆确、经济的分析。 关键词 近红外光谱l在缦；模型；催化汽油；烯烃含量 为满足环保的要求，国家质量技术监督局发布了新的《车用无铅汽油》国家标准 (GBl7930)，对汽油中的烯烃含量提出限定。要控制好成品汽油的烯烃含量，需从半成品抓 起，控制好催化汽油的烯烃含量。GBl7930规定测定汽油中烯烃含量的标准方法为荧光指示 (要求分别为2．O％和8．4％)、分析时间长(约2h)，不能满足生产控制的要求。 近红外光谱分析技术是当前最先进和最有前途的过程分析技术之一。与传统分析技术相 比，该技术具有分析过程简单、分析结果准确、不破坏样品、不使用试剂、不污染环境的优 点，并且分析速度极快，能在几分钟内，仅通过对被测样品进行一次近红外光谱的采集，就 可以同时完成多项性能指标的测定。近红外光谱分析技术的这些优点使之特别适合于在线分 析[1一“。 近红外光谱仪和OPUS化学计量学光谱分析软件，建立了催化汽油的烯烃分析模型，将计算 机技术、化学计量学技术、现代信息技术和光谱测量技术有机结合，实现了该项目的在线分 析，这对于装置平稳操作和工艺参数优化具有重要的实用意义。 1汽油的近红外吸收光谱同烯烃含量的关系 油中各种基团组成的变化会导致其近红外光谱发生变化，表现为相应光谱吸收区域内基团的 肩峰和叠峰数量的增加或减少，光谱吸收曲线各峰位随之变得陡峭或平缓_3J。汽油的近红外 吸收光谱与其组成之间的这种内在联系，为汽油烯烃含量的近红外光谱分析提供了基础。通 163．o哪o 682 汽油的近红外吸收光谱同它的烯烃含量之间进行关联，建立校正模型，用模型可预测汽油样 品的烯烃含量，从而为汽油的烯烃含量分析提供了一种简便、快速、成本低、需要样品量少 和对环境不存在任何污染的测量技术。 2实验部分 2．1仪器 化学计量学光谱分析软件。 2．2系统的连接 安装在催化汽油管道上的探头采集的近红外光谱通过光纤传送到光谱仪主机，主机对光 谱信息进行数字化处理，再把数字化的光谱信息通过光纤传送到控制室的计算机中，用0． PUS软件进行数据分析得到烯烃结果，同时计算机将分析结果送人DCS实时显示。 2．3样品的采集及其基础数据的测定 汽油样品采集点：巴陵石化有限责任公司烯烃事业部催化汽油采样VI。 身及所在的环境条件作严格的控制，以便于收集多元环境因素条件下的样品谱图，建立多元 校正模型。 汽油烯烃含量分析方法：荧光指示剂吸附法。 2．4模型的建立 将收集到的242个样品的光谱及其烯烃含量结果加入到近红外光谱校正集中，利用0一 PUS软件的自动匹配组合优化功能，找到建模的最佳参数组合，进行模型校正，再应用报告 散点图剔除异常样品后重新校正，最后选择了具有代表性的样品188个，建立了催化汽油烯 烃含量的定量分析校正模型。模型的主要参数见表1。 表1烯烃台量模型所用参数 平滑点数 撷处理方击 波散范匿／em“ 主因子数 相关系数(群) RMSECF 5 一阶微分+多元散射校正 蛆18．5—5439．2 14 99．04 0738 3结果与讨论 ． 3．1模型的评价 模型的优劣可由模型建立后得到的预测值与实际值相关图(图1)、性质残差图(图2)直 观地看出。 模型交互验证的结果表明，用近红外光谱分析技术对催化汽油的烯烃含量进行预测，其 预测结果99％以上与实验分析值之间的差异小于2％。其中，约50％以上的样品，模型交互 验证的结果与常规分析结果之间的差别在0．5％以内，远优于GBlll32对样品再现性的要 求。 3．2催化汽油烯烃含量的在线分析考察 3．2．1在线分析