ccd近红外光谱快速测定柴油中的芳烃含量

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷分析化学(删HUAXUE)研究报告1999年1月ChineseJournalofArmlvdcChemistryCCD近红外光谱快速测定柴油中的芳烃含量婉珍*T芒6、(石油化工科学研究院，北京100083))摘要研究了采用电感耦台器件(CCD)近红外光谱仪在短波近红外区域(7001100m)、利用偏最小二乘回归(PLs)测定柴油中芳烃含量的方法。考虑样品颜色对短波近红外光谱的影响，对波长范围的选择和基线处理方式进行了研究。考察了样品进入光路的时间对测定结果的影响。将C

2、CD,~BR对未知样品的预测结果与傅里叶变换近红外光谱(FT-NIR)在长波近红外范围(1000～2OOOnm)的预测结果及液相色谱的测定结果进行了比较，对测量的重现性进行了考察，相对标准偏差为017％。关键词近红外光谱，电感耦舍器件，偏最小二乘回归．柴油，芳烃1)叫1引言柴油是目前使用最多的燃料之一，柴油中芳烃含量的高低直接影响燃料的燃烧性能，并对大气污染产生不同程度的影响。一些国家和地区组织最近已出台了一些对柴油中芳烃含量进行严格限制的新规定⋯，使用洁净燃料，已成为石油燃料发展的必然趋势，这也就迫切需要建立一套快速、准

3、确地分析柴油中芳烃的方法。柴油烃族组成的分析，一直是油品分析的难点问题之一，对此已做过大量的研究工作L2J，尽管荧光指示剂法和超临界流体色谱法已作为标准方法使用，但在应用时仍存在一定的问题8J。近来我们采用双柱切换液相色谱分离、移动丝氢火焰检测器检测(HPLC．MWFID)，较好地解决了柴油族组成的分析问题】，为了使分析工作向更便利、更快速、更洁净以及在线分析的方向发展，我们在HPLC．MWFID分析柴油芳烃的基础上，采用傅里叶变换近红外光谱在1000～2OOOnm范围内对成品柴油的芳烃含量进行了分析，取得了较好的结果。近

4、红外光谱作为近年来迅速崛起的分析测试技术已越来越多地用于石油产品的性质及组rI／成分析L9～⋯，并取得了可观的经济效益。为推广近红外光谱分析技术在我国石化领域中的应擘用，我们研制了CCD近红外光谱仪器及相应的化学计量学软件，在对汽油和煤油的性质测定中取得了较好的结果5，J，CCD近红外光谱仪的一个显著优点就是仪器内无可移动部件，特别适合用于在线分析。但由于CCD的响应是在短波近红外区域(70O～1100nm)，主要测定的是碳氢化合物3级、4级倍频的光谱特征，灵敏度较低，所用样品池较长，样品颜色容易对光谱产生影响，柴油正是这

5、类有色样品。■本文采用CCD近红外光谱仪及化学计量学软件对测定柴油芳烃的可行性进行了研究，发现尽管柴油的颜色对其光谱有明显的影响，但通过光谱区域的选择和合理的基线处理，仍然可以得到满意的分析结果。19粥-23收稿；19984~．1O接受维普资讯http://www.cqvip.com30分析化学第27卷2实验部分2．I仪器CCD近红外光谱仪(石油化工科学研究院研制)，l0ClTI玻璃样品池；Pentium586／200M}kP(=计算机；HP1050高效液相色谱仪；Ⅱ一Y100烃族分析仪(移动丝氢火焰检测器，中国科学院科学

6、仪器中心制造)。2．2样品来源及基础数据的测定42个柴油样由济南炼油厂提供，为该厂成品油，样品中的芳烃含量采用HPLC—M测定[。2．3光谱的采集2以ccl4为参比，样品放人光路3rain后开始扫描。CCD扫描累加5O次，同样条件下‘测定42个柴油样品的光谱，见图1。”2．4校正方法采用石油化工研究院研制的化学计量学软件，将3O个柴油中的芳烃含量与光谱间进行PLS回归，光谱经零点扣除、均值中心化处142个柴油样品在CCD光谱仪采集的光谱图理，采用交互校验法预测残差平方和n．1Spectraof42diesdsmnplesi

7、nCCDspectrometea"(PRESS)确定最佳主因子，并建立校正模型。3结果与讨论3．I光谱范围的选择柴油中含有少量带杂原子的物质，特别是含氮化合物，由于含量不同，放置时间不同，样品的颜色深浅不一。CCD近红外光谱仪采集光谱的范围为700—1100mn，与可见光区域相邻，样品颜色容易对吸收光谱产生影响。由图l可以看出，在短波近红外范围内明显出现漂移。为了消除颜色对预测结果的影响，对建立校正模型的光谱区域进行了选择，结果见表l。在不同的光谱范围内，校正结果有较大的差别，其中采用全谱校正时结果最差，这主要是样品颜色的

8、影响。当波长范围较高时(10271070rim)，则由于CCD响应较弱，噪音增加，也影响校正结果，故选择建立校正模型的波长范围为854～1027rain。表1不同波长范围的校正结果Table1Calibmtimaresultsindi~eremsp0I1*柴油光谱巾的撮小吸收位置(Ⅱnfiniraama