一種由紅外光譜測定原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的方法，包括(1)收集各種原油樣品，用標(biāo)準(zhǔn)方法測定原油樣品在每個餾出溫度下餾出組分的收率，分別建立每個蒸餾溫度下原油樣品的收率矩陣，(2)測定各個原油樣品在不同溫度下的紅外光譜，進(jìn)行微分處理，取677～3060cm-1特征譜區(qū)的吸光度構(gòu)成三維光譜矩陣X(I×J×K)，將X分別與每個餾出溫度下的組分收率矩陣采用多維偏最小二乘法建立每個餾出溫度下餾分收率的校正模型，(3)在與收集的原油樣品相同的條件下測定待測原油樣品在不同溫度下的紅外光譜，并進(jìn)行微分處理，取特征譜區(qū)內(nèi)的吸光度構(gòu)成待測原油樣品的三維光譜矩陣，將其代入(2)步建立的每個餾出溫度下組分收率的校正模型，得到待測原油樣品的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線。該方法實(shí)現(xiàn)了原油實(shí)沸點(diǎn)曲線的快速預(yù)測，為確定原油加工方案和優(yōu)化生產(chǎn)決策提供了一種快捷的方法。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)為一種由光譜預(yù)測原油性質(zhì)的方法，具體地說，是一種利用原油樣品的紅外光譜預(yù)測其實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)曲線的方法。
技術(shù)介紹
原油評價數(shù)據(jù)對于原油市場交易和生產(chǎn)加工顯得尤其重要。對于煉廠而言，市場交易和原料的變化使得煉廠常常采用多種原油及混兌原油作為原料。同時，在原油蒸餾和管道輸送過程中，原油的切換也使原油在輸油管道中自然混合。如果不能及時檢測原油性質(zhì)的變動，這種原油的頻繁更換及自然混合將給原油蒸餾裝置的高效操作帶來很大困難。在原油性質(zhì)變化波動比較大的時候，煉廠操作人員一般根據(jù)溫度、壓力以及操作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，這樣就不得不在進(jìn)行原油切換時留有一定的安全余地。這樣做的結(jié)果會導(dǎo)致原油處理量降低、產(chǎn)品收率減小，操作費(fèi)用增加。因此，市場和生產(chǎn)的發(fā)展要求開發(fā)快速測量原油性質(zhì)的方法。原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)曲線分析過程的特點(diǎn)是樣品用量大，自動化程度低，分析時間長，不能滿足原油快速質(zhì)量檢測和在線分析的要求，因此逐步發(fā)展了氣相色譜模擬蒸餾法，該法雖然大大減少了分析時間和樣品用量，提高了自動化程度，但每個樣品的分析時間仍需要4小時以上，而且操作復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)在線質(zhì)量監(jiān)控。采用紅外分析技術(shù)則可建立快速、準(zhǔn)確、簡單的原油性質(zhì)測定方法，從而提供及時、可靠的數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行時間監(jiān)控和快速質(zhì)量檢測。濮蕓輝在《全餾程實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線數(shù)學(xué)模型》(煉油設(shè)計，1999，29(6) :53 55) —文中，根據(jù)原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)和超臨界萃取分餾方法得到常壓渣油的TBP蒸餾數(shù)據(jù)，開發(fā)了獲得全餾程TBP蒸餾數(shù)據(jù)的方法。針對大慶原油建立了描述原油TBP蒸餾曲線、相對分子質(zhì)量曲線和密度曲線的數(shù)學(xué)模型，為工藝設(shè)計提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算方法。仇汝臣在《原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的數(shù)學(xué)模型》(計算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2008，25 (3)365 368) —文中，提出實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的四參數(shù)擬多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型，以描述大慶原油的全餾程實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線，建立了實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的數(shù)學(xué)模型。Peter Behrenbruch 等在 “Classification and characterisation of crudeoils based on distillation properties，， {Journal of Petroleum Science andEngineering, Issue57, Pages 166-180(2007)} —文中，建立了一種擬合原油實(shí)沸點(diǎn)蒸懼曲線的方法，該方法能很好地預(yù)測原油餾分。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種紅外光譜測定原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)曲線的方法，該方法分析速度快，測試準(zhǔn)確、重復(fù)性好。本專利技術(shù)提供的，包括如下步驟(I)收集各種類型的原油樣品，用標(biāo)準(zhǔn)方法測定原油樣品從初餾點(diǎn)到終餾點(diǎn)之間各個餾出溫度下餾出組分的收率，分別建立原油樣品在各個餾出溫度下的餾出組分收率矩陣，(2)測定各個原油樣品在不同溫度下的紅外光譜，進(jìn)行一階或二階微分處理，取677 3060CHT1特征譜區(qū)的吸光度構(gòu)成三維光譜矩陣X(I X JXK)，其中I為原油樣品數(shù)，J為特征譜區(qū)的波長點(diǎn)數(shù)，K為溫度變化數(shù)，將X分別與各個餾出溫度下的餾出組分收率矩陣逐一采用多維偏最小二乘法建立校正模型，(3)在與收集的原油樣品相同的條件下測定待測原油樣品在不同溫度下的紅外光譜，并進(jìn)行一階或二階微分處理，取677 3060CHT1特征譜區(qū)內(nèi)的吸光度構(gòu)成待測原油樣品的三維光譜矩陣，將其代入(2)步建立的各個餾出溫度對應(yīng)的餾出組分收率的校正模型，得到待測原油樣品在各個餾出溫度下的餾出組分收率，由此獲得待測原油樣品的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線。本專利技術(shù)方法采用操作較為簡便的紅外光譜預(yù)測原油樣品的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)曲線，通過選擇適宜的紅外光譜特征譜區(qū)，將特征譜區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚缫浑A或二階微分處理，再將該特征譜區(qū)對應(yīng)的吸光度與標(biāo)準(zhǔn)方法測得的原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)曲線中各個餾出溫度下的餾出組分收率相關(guān)聯(lián)，通過多元回歸分析建立各個餾出溫度下餾出組分收率的校正模型，然后通過校正模型，由待測原油樣品在特征譜區(qū)的吸光度預(yù)測其實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)曲線。附圖說明圖1為本專利技術(shù)建立校正模型的流程示意圖。圖2為本專利技術(shù)方法預(yù)測值與GB/T 17280、GB/T17475標(biāo)準(zhǔn)方法測定值的相關(guān)圖。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)方法采用操作較為簡便的紅外光譜預(yù)測原油的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)曲線，首先在不同溫度下測量原油樣品的紅外光譜，進(jìn)行適當(dāng)處理，然后選擇合適的特征譜區(qū)對應(yīng)的吸光度構(gòu)成三維光譜矩陣，與標(biāo)準(zhǔn)方法測得的各原油樣品實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)曲線各餾出溫度對應(yīng)的餾分收率逐個關(guān)聯(lián)，用多維偏最小二乘法建立各餾出溫度下餾分收率的校正模型，然后通過校正模型，由待測樣品在所述特征譜區(qū)的吸光度預(yù)測原油樣品的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾(TBP)曲線。本專利技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)了原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的快速預(yù)測，為確定原油加工方案和優(yōu)化生產(chǎn)決策及時獲得原油評價數(shù)據(jù)提供了一種快捷的方法。紅外光譜是由于分子的振動-轉(zhuǎn)動能級躍遷而產(chǎn)生的。習(xí)慣上，往往把波長為2500 25000nm (波數(shù)4000 400CHT1)的譜區(qū)稱為中紅外(簡稱紅外)區(qū)，把波長為780 2500nm(波數(shù)12820 4000cm-1)的譜區(qū)稱為近紅外區(qū)。絕大多數(shù)有機(jī)化合物和許多無機(jī)化合物分子振動的基頻均出現(xiàn)在紅外區(qū)域，這對于有機(jī)物結(jié)構(gòu)的定性分析以及成分分析非常有效。由于指紋區(qū)的存在，在這個區(qū)域?qū)υ蛯?shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的定量比近紅外光譜更具有說服力。所述波數(shù)為單位厘米內(nèi)含有的波的個數(shù)，波數(shù)為波長的倒數(shù)。原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線是指原油從初餾點(diǎn)到終餾點(diǎn)間各餾出溫度及對應(yīng)的餾出組分收率繪制的曲線。常規(guī)的測量方法是將原油進(jìn)行常減壓蒸餾，計算從初餾點(diǎn)到終餾點(diǎn)之間各個餾出溫度下餾出組分的收率，即餾出組分與原油樣品總質(zhì)量的百分比，然后以餾出溫度為橫座標(biāo)，餾出溫度對應(yīng)的餾出組分收率為縱座標(biāo)繪圖，得出的曲線即為原油實(shí)沸點(diǎn)曲線。所述的餾出溫度指從原油的初餾點(diǎn)到終餾點(diǎn)之間所選擇的可收集餾出組分的溫度，某一餾出溫度下的餾分收率是指從初餾點(diǎn)開始到該餾出溫度餾出的組分總質(zhì)量或總體積與原油樣品質(zhì)量或體積的百分比。本專利技術(shù)方法⑴步用標(biāo)準(zhǔn)方法測定原油樣品實(shí)沸點(diǎn)選取的餾出溫度范圍為60 540°C。測定實(shí)沸點(diǎn)選取的餾出溫度優(yōu)選20 30個，每個餾出溫度的間隔為15 30°C。測量每個餾出溫度下餾出組分的質(zhì)量收率，即可得到原油樣品用標(biāo)準(zhǔn)方法測定的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線，優(yōu)選的測定原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線所用的餾出溫度有23個，分別為65°C、80°C、100°C、120°C、140°C、165 °C、180°C、200°C、220°C、240°C、260°C、280°C、300°C、320°C、350°C、380°C、400°C、425°C、450 V、470 V、500°C、520°C、540 V。本專利技術(shù)選擇與原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線有良好相關(guān)性的紅外光譜區(qū)，即波數(shù)為677 3060cm—1的譜區(qū)為特征譜區(qū)，將特征譜區(qū)內(nèi)不同溫度下測得的吸光度組成三維矩陣，與標(biāo)準(zhǔn)方法測定的原油樣品在各餾出溫度的餾出組分收率相關(guān)聯(lián)，分別建立原油各餾出溫度的餾出組分收率的校正模型，由待測原油樣品在特征譜區(qū)的吸光度組成三維矩陣，代入各個餾出溫度下所建餾出組分收率的校正模型，預(yù)測待測原油樣品在各個本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種由紅外光譜測定原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的方法，包括如下步驟：(1)收集各種類型的原油樣品，用標(biāo)準(zhǔn)方法測定原油樣品從初餾點(diǎn)到終餾點(diǎn)之間各個餾出溫度下餾出組分的收率，分別建立原油樣品在各個餾出溫度下的餾出組分收率矩陣，(2)測定各個原油樣品在不同溫度下的紅外光譜，進(jìn)行一階或二階微分處理，取677～3060cm?1特征譜區(qū)的吸光度構(gòu)成三維光譜矩陣X(I×J×K)，其中I為原油樣品數(shù)，J為特征譜區(qū)的波長點(diǎn)數(shù)，K為溫度變化數(shù)，將X分別與各個餾出溫度下的餾出組分收率矩陣逐一采用多維偏最小二乘法建立校正模型，(3)在與收集的原油樣品相同的條件下測定待測原油樣品在不同溫度下的紅外光譜，并進(jìn)行一階或二階微分處理，取677～3060cm?1特征譜區(qū)內(nèi)的吸光度構(gòu)成待測原油樣品的三維光譜矩陣，將其代入(2)步建立的各個餾出溫度對應(yīng)的餾出組分收率的校正模型，得到待測原油樣品在各個餾出溫度下的餾出組分收率，由此獲得待測原油樣品的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李敬巖，褚小立，田松柏，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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