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【應(yīng)用干貨】拉曼光譜應(yīng)用于識(shí)別汽油燃料的品質(zhì)
汽油的質(zhì)量通常用多種參數(shù)進(jìn)行表征，比如API度（用以表示石油及石油產(chǎn)品密度的一種量度）、研究法辛烷值（RON）、發(fā)動(dòng)機(jī)辛烷值（MON）和苯含量等特性參數(shù)，高的辛烷值和低的苯含量代表這更好質(zhì)量的汽油，因此這些參數(shù)必須精確測(cè)量和控制，以使煉油廠能夠保證并穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，并快速將汽油輸送到市場(chǎng)。
為了做到這一點(diǎn)，煉油廠實(shí)驗(yàn)室每天必須分析數(shù)百個(gè)汽油樣本。在中型煉油廠，這個(gè)數(shù)字可能是每天250個(gè)，在大型煉油廠，這個(gè)數(shù)字可能高達(dá)每天500個(gè)。巨大的樣品量對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)提出了巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)闃悠返奶幚硭俣热Q于實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量技術(shù)。
如何確定汽油燃料的品質(zhì)?
石油和天然氣行業(yè)通常使用氣相色譜儀、模擬蒸餾、閃點(diǎn)和凝固點(diǎn)分析裝置、密度計(jì)、蒸汽壓力測(cè)試儀、RON和MON的爆震測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)等分析工具來(lái)鑒別汽油燃料特性。最新的一種檢測(cè)方法是采用在線拉曼光譜，它可以在幾秒鐘內(nèi)精確、快速地一次性測(cè)量汽油的多種特性參數(shù)。
* D5191是一種自動(dòng)小型測(cè)試方法，用于自動(dòng)測(cè)定干蒸氣壓當(dāng)量(DVPE)，通常稱為Reid蒸氣壓(RVP)
測(cè)量辛烷值是汽油進(jìn)入市場(chǎng)的關(guān)鍵指標(biāo)，與傳統(tǒng)方法相比，拉曼技術(shù)可以加速煉油廠在該指標(biāo)上的應(yīng)用，這是一個(gè)很好的例子。例如，在爆震發(fā)動(dòng)機(jī)分析一個(gè)樣品的時(shí)間情況下，拉曼光譜可以分析180個(gè)樣品。拉曼配置也很靈活，可以直接在原料的管路上分析，而不需要采樣測(cè)試。
汽油燃料特性拉曼分析與建模
在Thermo Scientific Ramina 在線拉曼過(guò)程分析儀最近進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)87個(gè)汽油樣品進(jìn)行了分析，每個(gè)樣品進(jìn)行了10次掃描。每個(gè)樣品的分析時(shí)間為5秒。對(duì)生成的光譜進(jìn)行SOLO (Eigenvector)處理。采用偏最小二乘(PLS) 建立模型。采用交叉驗(yàn)證優(yōu)化模型標(biāo)定。對(duì)于汽油模型，留下一個(gè)保留集確定模型的準(zhǔn)確性。建立模型所用的參考數(shù)據(jù)采用ASTM相關(guān)方法收集。
利用87個(gè)汽油樣品建立模型，對(duì)汽油的6種燃料品質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。下表概述了測(cè)量的屬性和生成的模型誤差情況。
在煉油廠中使用在線拉曼光譜可以顯著提高樣品的檢測(cè)速度和數(shù)量，減少開銷，并改善實(shí)驗(yàn)室的安全環(huán)境。此外，拉曼方法的可轉(zhuǎn)移性允許在實(shí)驗(yàn)室中建立模型并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的在線拉曼光譜儀上，提高投資回報(bào)并推動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)和連續(xù)檢測(cè)的融合。
下圖為Ramina整體預(yù)測(cè)線性圖
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