[发明专利]成品油中有机物添加剂快速定量分析方法

说明书

技术领域：

本发明为一种利用红外光谱快速测定汽油中有机化合物添加剂含量的方法，具体地说，是通过红外光谱结合子空间夹角和斜投影算法测定汽油中有机化合物添加剂含量的方法。

背景技术：

在车用油品生产和销售过程中，为提高油品的辛烷值，节省生产成本，在汽油中添加一种或几种化合物添加剂。但过度加入添加剂或加入没有列入国家标准的添加剂等都会对环境、机车带来不良影响，直接影响消费者利益。油品中添加剂的有效监控已经成为油品销售中的重要分析任务。有机化合物添加剂一般为一些醇类和醚类化合物，如甲醇、乙醇、异丙醇、甲基叔丁基醚、叔戊基甲基醚和二异丙基醚，但近年来也出现添加酯类如碳酸二甲酯和乙酸仲丁酯、苯胺类如N,N二甲基苯胺，或甲缩醛等的情况，且添加剂种类层出不穷。这给汽油质量、机车和环境带来很大隐患，给汽油监管工作带来很大挑战。

文献报道的是是能够拿到纯物质，如甲醇，乙醇的标准光谱，然后用这些纯物质光谱建立标准光谱数据库。而汽油是很组成复杂的一种多种烃类的混合物，很难拿到纯汽油组分的标准光谱。我们为解决这个难题，采用蒸馏的手段将汽油分割成不同馏分，相当于不同的汽油组分，以增加汽油光谱数据库的。所以采用汽油馏分光谱来建立光谱库是首次提出。

目前检测汽油中有机化合物添加剂的方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法、气质联用、分光光度法和中红外光谱法。这些方法中，气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱法、气质联用、分光光度法等方法具有分析时间长，且仪器和维护成本高等缺点，只能采用现场取样送实验室分析方式进行质检，不适合油品流通领域出入库环节大量样品的现场分析需求。而中红外光谱法具有快速简便的特点，适合快速检测。现有中红外方法主要是通过待测化合物的特征峰建立一元校正曲线，或通过偏最小二乘法等化学计量学算法建立多元校正模型的方法实现定量分析。利用特征峰建立一元校正曲线适用于待测化合物特征峰不与其他物质的吸收重叠，即没有其他添加剂化合物和汽油背景的干扰。例如，利用苯胺类添加剂在3250cm^－1～3 550cm^－1范围的红外特征吸收光谱峰，取峰值处吸光度值，可建立一元校正曲线来实现未知样品苯胺含量测量。而实际油品中，可能还会添加醇类添加剂，而这类添加剂在苯胺特征吸收峰处也存在吸收，从而对苯胺定量产生干扰，影响苯胺准确定量分析。此外还有研究发现，该方法容易受到汽油机体背景干扰，N,N二甲基苯胺不出特征峰，无法建立校正曲线，用中红外光谱中无法准确测定N,N二甲基苯胺含量。因此，当可能会存在其他物质的干扰时，一般采用多元线性回归(MLR)、主成分回归(PCR)和偏最小二乘法(PLS)等建立化学计量学多元校正模型的方法来避免。这种方法也是目前中红外光谱法常用的定量方法。由于不同种类、牌号和产地的汽油物理化学性质和化学组成会有所差别，因此为使模型定量准确，建模样品需要覆盖所要检测汽柴油样品种类，从而在建立一种或多种含氧化合物模型时，样品量一般在几十到几百个甚至上千个，导致建模工作量巨大，建立一个新的模型将要花费较大的人力和物力，这对一般用户来说是很难实现的。这非常不利于扩充添加剂检测种类。而这也是导致多元校正方法不能大规模应用的技术难点。因此，亟需一种能够快速准确测定汽油中有机化合物添加剂，且易扩充添加剂检测种类的方法。