[发明专利]一种基于近红外技术石油分馏塔产品分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于近红外技术石油分馏塔产品分析方法，属于化学检测分析领域。

背景技术

石油在经济建设中起到举足轻重的作用，是我国国民经济的基础，在发展各项事业中占据重要地位。

石油化学工业是我国的基础性产业，它在农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等各个行业领域为国家和人民提供支持。是我国的支柱产业部门之一，同时在国民经济发展中占据非常大的席位。

石油在分馏过程中产生很多产品，其化学品种极多、范围极广。石油分馏通过烃类裂解、裂解气分离可以获取乙烯、丙烯、丁二烯等各种烯烃同时也可以获得甲苯、二甲苯等芳香烃。在整个分馏过程中，产生的各种产品可以应用于不同产业。

传统石油分馏产品检测仪器具有单一性、一台机器只能对某种或者某一类产品进行检测和分辨、而且不具有在线检测功能，大大降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的是克服传统技术中存在的不足，提供一种基于近红外技术石油分馏塔产品分析方法，其操作方便，检测速度快，绿色环保，对样品没有破坏性，多种产品同时检测、并可以在线检测。

根据实时检测到的近红外数据，及时调整分馏温度，从而获取更加优质的石油分馏产品。按照本发明提供的技术方案，分为以下步骤：

(1)不同石油分馏产品标准产品取样

(2)利用NIR检测设备进行检测，获取不同产品近红外图谱。

(3)对分馏塔标准样品近红外图谱预处理。

(4)利用MATLAB进行仿真，选取仿真模型PLSR，并利用浓度梯度分类方法，建立数学模型。得出仿真结果并优化，整合得出最终结果。

(5)对MATLAB数据进对比，利用指标RMSEC，Rc，RMSEP以及Rp分别对不同预处理情况下建立的模型进行比较，筛选出最优组，从而获得最优模型。

(6)对各种产品进行分类并标注特征图谱。

附图说明

图1傅里叶变换红外光谱仪器的排列和工作示意图；

图2石油分馏产品标准近红外特征图谱获取过程；

图3基于近红外技术石油分馏塔产品分析方法示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明做进一步说明。

如图1傅里叶变换红外光谱仪器基本组成包括以下五部分：

①分析光发射系统.该系统由光源、分束器、样品等部分组成，收集携带样品信息的分析光。

②干涉仪.该仪器为核心部件，它的好坏直接影响到整个仪器的处理效果.传统使用的干涉仪，麦克尔逊干涉仪，另外还有改进的干涉仪。他们的工作原理都是使分析光发射器发出的光束分为两束，形成光程差，从而产生空间或者时间域所表达的分析光，也就是干涉光。

麦克尔逊干涉仪系统由两个互成90度角的平面镜组成，一个动镜一个定镜.另外还有光学分束器、光源以及探测器。动镜在移动的过程中始终与定镜保持垂直角度。一般情况为了减小振动，动镜由空气轴承连接移动，光束分束器与光源呈45度角。50％的单色光可以通过，另外50％则被反射。反射光A和透射光B。光束A会垂直照射在定镜上，然后被反射回分束器，50％被反射回光源，50％透过分光器射入探测器。B光束以同样的过程和A光束一起射入探测器。A光束与B光束在这里合并，形成具有干涉光性质的相干光。利用动镜不断的改变位置，最终可以得到不同光程差的干涉光强。

③探测器。检测干涉光。

④采样系统。利用数模转换器把干涉光转换为数字信号，并利用计算机系统进行采样统计。

⑤计算机处理系统.使用计算机系统处理样品干涉光函数与光源干涉光函数，再经过傅里叶变换数学处理，将干涉图还原成光谱图，使用显示器显示即可得到近红外光谱图。

图2石油分馏产品标准近红外特征图谱获取过程。

①标准产品取样。对石油分馏产品标准产品进行取样。

②测定近红外光谱。对步骤①中的不同石油分馏产品进行近红外光谱测定。每组样品测取两次，减小误差。数据保存为CSV格式数据。

③TQAnalyst分析。对获得的数据矩阵进行初步分析，获得初步分析结果，根据分析结果确定预处理方法以及建模方法。

④TQAnalyst做出拟合曲线。根据拟合曲线去除界外点、无差点。