近红外光谱技术与仪器的发展和推广应用

近红外光谱分析技术与近红外光谱仪器近年来有很大发展,在不少领域获得了成功的应用;但是无论是近红外光谱仪器还是近红外光谱分析技术的推广应用,都是全球亟待解决的前沿课题。     

中红外光谱和近红外光谱在油品分析中的技术比较

介绍了美军对中红外和近红外光谱的对比情况,并对两种红外光谱的本质区别作了详细阐述,总结了中红外和近红外的技术性能比较,同时对两种红外光谱未来的发展趋势进行了展望。     

近红外光谱技术快速测定柴油物理性质

分别在近红外短波和长波范围内考察了采用ＣＣＤ近红外光谱仪和傅立叶变换近红外光谱仪测定柴油物理性质的可行性。通过正确的光谱预处理方法,光谱区域的选择和偏最小二乘回归确定定量校正模型,建立了近红外光谱快速测柴油性质的方法。结果表明,在近红外短波和长波范围内,该方法测定均能达到标准方法的误差要求。     

柴油近红外光谱与性质的相关性分析

通过近红外光谱与柴油性质的相关性分析,解释了柴油中各种C－H基团的存在对柴油十六烷值、密度、折光、馏程等性质的影响。鉴于在测样技术上的特点和相关分析的便利性,近红外光谱可以作为一种研究油品组成与性质关系的有效手段。     

近红外光谱分析技术定性部分的实现

文章主要介绍了“便携式油料质量分析仪”项目中实现近红外光谱定性分析技术常用到的几种分析方法,包括近红外光谱峰位鉴别法、模式识别法、人工神经网络法。同时对“便携式油料质量分析仪”项目中采用的光谱定性软件的组成情况进行了介绍。通过试验,模式识别法中的主成分分析法结合马氏距离法基本满足了油品定性分析要求,达到了油品鉴别、自动判断选择定量模型的目的。文章力求简化近红外光谱软件分析模式中的难点问题,达到深入浅出的目的。     

近红外光谱分析技术在石脑油分析中的应用

先用由20个石脑油试样组成的样品集和相关软件建立石脑油的近红外光谱离线数学模型,后用建立的数学模型预测石脑油的族组成、馏程、密度等性能参数,还考察了模型的准确度和精密度.可采用甲苯验证波长的漂移情况,漂移范围应为±1 cm-1.仪器分辨率应为4 cm-1.推荐扫描次数为32次.用建立的数学模型预测某石脑油试样的族组成,20次扫描预测结果显示,数学模型的精密度能满足ASTM D 5443要求.用建立的数学模型预测20个石脑油盲样的族组成并与用PIONA多维色谱仪测得的结果进行对比,结果显示数学模型的准确度可满足ASTM D 5443,1319要求.     

近红外光谱测定柴油十六烷值

采用傅立叶变换近红外光谱技术与偏最小二乘方法结合测定柴油的十六烷值。讨论了训练集体本光谱范围的选择,光谱预处理方法最佳主因子数的选择。近红外光谱技术测定的与标准方法测定的结果有良好的相关性。采用不同的校正模型测定了催化裂化柴油馏分,成品柴油等不同类型样品的十六烷值。     

Web近红外光谱原油快评技术开发与应用

开发了Web版原油快评软件,在软件构架层面,由原油快评系统用户应用模块、原油快评近红外光谱库管理模块、原油快评建模模块、原油快评模型库管理模块和用户管理模块构成。该软件实现了模型库的统一维护和统一发布、光谱数据库和评价数据库的统一管理,对现有的原油快评算法进行了升级,经过对升级算法的综合调试使用,可明显提高预测结果的计算速度和识别准确率。收录石化企业A、B常加工原油并分别建立了石化企业A、B原油近红外光谱数据库,将石化企业原油近红外光谱数据库与中国石化石油化工科学研究院原油近红外光谱数据库进行合并,建立快评分析模型,对常加工油种进行监测分析,结果表明近红外光谱快评结果较为准确。     

近红外光谱快速测定加氢焦化汽油的烯烃和溴价

在标准方法测定数据的基础上，建立了加氢焦化汽油的烯烃和溴价的近红外光谱校正模型，并用常规分析样品测定验正模型的准确性。实验表明，近红外光谱测定准确性达到标准方法对测定结果的要求。近红外光谱技术能在5min内快速、准确、简便地测定加氢焦化汽油的烯烃和溴价。     

柴油近红外光谱的独立分量分析方法

 将新兴的多变量分析工具—独立分量分析(ICA)应用到石化行业中，分析柴油的十六烷值和密度、组分中芳烃含量与其近红外光谱之间的关系。ICA方法用于提取柴油近红外光谱数据矩阵的独立成分和相应的混合矩阵，再用BP神经网络对混合矩阵和十六烷值、芳烃含量以及密度进行回归分析，提出了新的柴油组分含量测定和特性分析的基于独立分量分析-神经网络回归(ICA-NNR)的近红外光谱分析方法。通过分析独立分量数和网络中间隐层的神经元数对模型性能的影响，分别建立柴油组分含量测定模型和密度特性的关联模型。结果表明，该方法用于实测的柴油样品近红外光谱数据的处理，测试样品集的标准方法测定值与所建模型预测值的相关性及相对误差均优于现行常用的PLS、PCR等方法。基于ICA-NNR的近红外光谱分析方法对石化行业中油品的组分及物理特性分析具有很好的可行性。     

近红外光谱快速测定喷气燃料的冰点和馏程

在标准方法测定数据的基础上，利用近红外光谱和化学计量学方法建立了快速、准确测定喷气燃料冰点、馏程的分析模型。实验表明，与常规方法相比，该法快速、简单、重复性好，完成一次分析只需3min，适用于生产控制分析。     

在线近红外光谱分析技术在重整装置的应用

介绍国内首次将在线近红外光谱分析技术应用于中国石化广州分公司重整装置先进过程控制(APC)系统的情况,该项目的成功实施说明在线近红外光谱分析技术完全可以实时、准确和完整地给APC提供所需的分析数据,而且分析仪日常维护费用低,几乎没有消耗品,解决了长期制约先进过程控制发展的一个关键技术问题.对APC实现装置的平稳优化生产,提高目的产品产率、降低能耗,最终提高经济效益起到了显著作用.     

在用润滑油闪点的近红外光谱快速测定方法研究

提出一种基于近红外光谱技术的在用润滑油闪点快速检测方法。通过比较样品光谱和混入燃油光谱之间的光谱差异进行波段筛选,利用人工神经网络方法(ANN)和偏最小二乘方法(PLS)进行建模并比较,最终确定针对3个特征波段建立的ANN在用润滑油闪点的数学模型性能较优,模型的R2和SEP分别达到0.918 3、3.06℃。实验结果表明,ANN方法作为一种处理非线性问题的化学计量学方法,能较好地实现对在用润滑油的闪点测定。利用近红外光谱分析技术对快速判断润滑油是否混入轻质油料,为及时准确找到设备故障所在提供依据具有重要的指导意义。     

近红外光谱用于原油快速评价的研究

基于275种原油建立原油近红外光谱数据库,通过偏最小二乘方法建立快速测定原油主要性质的分析模型。利用原油近红外光谱指纹特征提出原油种类精确识别方法--移动相关系数法,结合原油评价数据库可快速得到单种类原油的详细评价数据。对于混兑原油,采用库光谱拟合方法,可从原油近红外光谱数据库中解析出一组参与混兑的"伪原油种类"及其混兑比例,结合原油评价数据库可得到该混兑原油的详细评价数据。     

近红外光谱检测润滑油运动黏度方法的建立及应用

在石化炼油厂日常检测中引进近红外光谱技术,将近红外透射光谱与间隔偏最小二乘法(iPLS)相结合,建立一种装置机组润滑油试样运动黏度的快速检测方法。收集140个石化炼油厂各装置的机组润滑油试样的近红外透射光谱,利用iPLS方法进行建模变量选择。全波长建模的决定系数(R²)为0.815,预测均方根误差(RMSEP)为0.26 mm²/s; iPLS变量选择后的R²为0.898,RMSEP为0.17 mm²/s。结果表明：通过变量选择可以良好地提升模型的检测精度,相对于全波长来讲通过iPLS法进行建模变量的选择可以更大地降低检测误差,提高检测精度。     

基于近红外光谱快速预测石脑油单体烃分子组成

提供了一种快速测定石脑油分子水平组成的方法,以石脑油的族组成(PINA)和单体烃组成的实验室气相色谱分析数据样本为基础,建立了石脑油的单体烃分布比例库;采用样本增强(DA)法生成大量虚拟样本,以石脑油近红外光谱(NIR)作为输入变量,结合偏最小二乘法(PLS)建立了石脑油PINA组成预测模型,利用K-近邻回归法(KNR)建立了石脑油单体烃分布比例预测模型。预测结果表明,在数据样本范围内,利用所建模型可以快速测定石脑油的单体烃分子组成。     

在线近红外光谱成套分析技术及其在石油化工中的应用

介绍了我国自行研制的NIR-6000在线近红外光谱成套分析技术,包括分析原理、系统组成、特点、主要技术指标以及在石油化工中的应用情况.期望该技术能够以较快的速度应用于我国的炼油和化工装置中,给企业带来可观的经济和社会效益,同时为石化工业的科技进步作出积极的贡献.     

近红外光谱在喷气燃料分析中校正模型的建立

以冰点为例，详细介绍了采用ZX440近红外多组分油料分析仪建立喷气燃料质量指标校正模型的流程和方法；对采用该仪器建立喷气燃料芳烃含量、烯烃含量、总硫含量、馏程、闪点、密度、净热值等质量指标校正模型的研究结果进行了概括。结果表明，采用该仪器可实现对上述质量指标的准确测定。讨论了该仪器对喷气燃料质量指标进行机动分析化验的适用性。     

在线近红外光谱分析技术在催化重整中型试验装置上的应用

采用我国自行研制的NIR-6000型多通道在线近红外光谱分析仪同时检测8套催化重整中型试验装置，实时测量重整生成油的RON和芳烃组成等5项物化指标。结果表明，该分析系统能够快速、准确地为催化剂评价提供数据，完成8个通道的全分析时间仅需6．5min。该系统的投用显著提高了催化剂评价技术水平和工作效率。     

近红外光谱在清洁汽油生产控制分析中的应用

介绍近红外光谱分析在清洁汽油生产控制中的应用。在标准方法的基础上,采用偏最小二乘方法建立了适合催化裂化、催化重整、90号清洁汽油和93号清洁汽油测定RON、MON、烯烃含量、芳烃含量、苯含量和氧含量的分析模型,通过大量试样对所建分析模型的可靠性进行了考察。结果表明,近红外光谱的测定结果与标准方法的测定结果有很好的一致性。近红外光谱技术的应用可以提高分析效率,降低成本,对装置的平稳运行和汽油的优化调合起到积极作用。