[发明专利]基于介电谱技术测定汽油辛烷值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用介电谱技术对不同组成汽油建立辛烷值校正模型，利用所建 模型测定汽油辛烷值。

背景技术

本发明为汽油辛烷值的测定方法，具体地说，是一种利用汽油样品的介电 谱特征参数测定汽油辛烷值的方法。

汽油辛烷值是度量汽油抗爆性能的指标，其大小直接影响着车用汽油的性 能。在炼油工艺中以经济合理的方法增加汽油辛烷值将产生巨大的经济效益。 人们从原料，催化剂，工艺等方面不断进行探索和研究，试图找到提高汽油辛 烷值的最佳途径。因此，研究汽油辛烷值的测量方法对汽油的生产与使用都将 具有重要意义。

目前，辛烷值标准测定方法ASTM D采用ASTM-CFR辛烷值机台架测定方 法，我国采用与ASTM D等效的标准测试方法：GB/T5487-1995规定了研究法 汽油辛烷值的测定法，GB/T503-1995规定了马达法汽油辛烷值的测定法。但是， ASTM-CFR辛烷值机台架测定方法在汽油的生产控制与使用中受到一定限制： (1)测试速度慢，一个辛烷值测量至少需要1个多小时，不能及时反馈进行生 产优化控制；(2)由于ASTM-CFR辛烷值机体积庞大，需要专门化验室，不利 于现场分析使用；(3)操作和维护费用高，设备费用高，使用过程中需要不断 维护；(4)环保性差，测试的样品消耗大，约需500ml汽油样品，测量过程存 在着挥发损失与污染。

本专利方法应用介电谱技术建立汽油辛烷值的分析方法，达到快速分析汽 油辛烷值的目的。此方法建成后，可以在5分钟内快速、高效地测定汽油辛烷 值，检测过程环保；样品无需预处理；分析速度快，可靠性高，使用方便，分 析成本低。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种用介电谱测定汽油辛烷值的方法，该 方法用快速、简便的介电谱仪器测定汽油辛烷值。

技术方案：

本发明是一种用介电谱测定汽油辛烷值的方法，该方法包括以下步骤：

1、收集建模样品及其介电谱数据：使用介电谱仪器分别测量、采集汽油样 品的介电谱信息。

2、建模样品介电谱数据的预处理：对采集到的样品介电谱数据进行一阶导 数处理后，再进行平滑处理。

3、建模样品的分类处理：

在建立预测模型之前首先对汽油样品进行分类处理，以此分别建立预测模 型。这样处理可以大大提高预测模型的预测结果的准确性。

分类的标准为汽油中所加入的含氧添加剂种类，依据此标准可以将汽油样 品分为：没有加入含氧添加剂汽油、加入醇类含氧添加剂汽油、加入醚类含氧 添加剂汽油和同时加入醇、醚含氧添加剂汽油四大类。本方法对于同时加入醇、 醚含氧添加剂汽油样品无法区分而是将其归入加入醇类含氧添加剂汽油或加入 醚类含氧添加剂汽油类别中。因此，本方法可将汽油样品分为三大类：没有加 入含氧添加剂汽油、加入醇类含氧添加剂汽油和加入醚类含氧添加剂汽油，以 下分别简称为不含、含醇和含醚三大类。

分类处理的具体步骤如下：

1)采用化学计量学方法中的层次聚类方法(Hierarchical Clustering)对样品 进行聚类分析。

分类时所采用的距离算法为曼哈顿标距(也称城市街区标距city-block  metric)，其计算公式为：其中r、s为样品序号，j为介电谱采 集频率点数据，n为频率点总数。

相似性度量为最小方差算法(minimum variance algorithm)也称为内部平方 距离(Inner squared distance)，其计算公式为：其中其中r、 s为类序号，||₂为欧氏距离，为类r的中心，为类s的中心，n_r、n_s为类r 和s的样品个数。

2)根据聚类分析结果对于样品中的奇异样品进行剔除。以此方法剔除奇异 样品不受样品总体的影响，比马氏距离和主成分分析方法更优。

3)根据聚类分析结果将样品区分为不含、含醇和含醚三大类。(具体分类 结果根据样品总体所包含的实际种类而定)。

4、建立校正模型：

根据聚类分析结果，对各类分别建立校正模型，具体步骤如下：

1)汽油辛烷值采用辛烷值标准测定方法(GB/T5487.1995研究法汽油辛烷 值测定法，GB/T503-1995马达法汽油辛烷值测定法)测试。