柴油近红外光谱与性质的相关性分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com石油学报(石油加工)2001年4月ACTAPETROLE1SIN1CA(PETROLEUMPROCESSINGSECT1ON)第17卷第2期文章编号：1001—8719(2001／o2—0091—05柴油近红外光谱与性质的相关性分析徐广通，陆婉珍f石油化工科学研究院，北京1000831摘要：通过近红外光谱与柴油性质的相关性分析，解释了柴油中各种cH基团的存在对柴油十六烷值、密度、折光、馏程等性质的影响。鉴于在测样技术上的特点和相关分析的便利性，近红外光谱可以作为一

2、种研究油品组成与性质关系的有效手段。关键词：近红外光谱；柴油；物理性质；相关分析中图分类号：0657．33；TE622．1文献标识码：A现代近红外光谱技术是光谱测量技术、化学计量学技术和基础测量技术的有机结合，可以快速、高效地对样品进行定性和定量分析_I]。随着计算机技术的快速发展和化学计量学研究的日趋深入，近红外光谱已成为90年代以来发展最快的分析测试技术之一。石油产品主要为烃类化合物，这些化合物含有各种不同的cH基团，油品中各种cH基团的变化会使烃类化合物的组成发生变化．而油品烃族组成的变化直接影响油品的物

3、化性质和使用性能。同时，这些基团的变化会在油品的近红外光谱特征上有所体现。通过油品近红外光谱与其性质的关联，可以反映其中各cH基团变化对其性质的影响。1实验部分1．1仪器(1)NIR一2000型近红外光谱仪，英贤仪器实业有限公司制造，光谱测量范围为700～1100nm(SW—NIR)。(2)MB一160型傅立叶变换近红外光谱仪，加拿大BOMEM公司生产，光谱测量范围为1000～2000nrn(LWNIR)。(3)计算机设备及编程：PⅡ266MMX计算机，“光谱分析化学计量学软件”由石油化工科学研究院研制，部分计

4、算程序采用MATLAB语言编写。1．2实验样品成品柴油取自齐鲁石化公司胜利炼油厂。1．3样品光谱的剥■(1)SW—NIR的光谱测量：将待测样品倒人10cm玻璃样品池，放人样品池架3rain后以空气为参比进行光谱扫描，扫描48次。(2)Lw—NIR光谱的测量：将待测油品倒人0．5cm石英样品池，放人样品池架lrain后以空气作参比进行光谱扫描，扫描l0次。收穆日期}ROOe~03一O1童讯联系^：徐广通维普资讯http://www.cqvip.com92石油学报(石油加工)第17卷1．4基础数据的测定(1)柴油十

5、六烷值：按GB／T386方法测定。(2)柴油密度：采用SYI型温度计按GB／T1884方法测定。(3)折光指数：DUR自动折光指数测定仪．瑞士Schmidt+Haensch公司出品。(4)馏程：按GB／T255方法测定。2结果与讨论2．1光谱图的预处理殛柴油的光谱特征在近红外短波区域，由于样品颜色的影响加之所使用的样品池光程较长．光谱图出现明显的平移或漂移。在近红外长波区域．由于使用的样品池光程较短．颜色的影响相对较小。为消除颜色对性质与光谱相关性分析的不良影响．对光谱图进行了二阶微分处理，处理后的短波和长波区

6、域的近红外谱图见图l。从图l可以看出，通过这样的处理，颜色所引起的光谱漂移基本得到消除。×8巨{童．!宝等图l柴油在近红外短波和长波区域的二阶微分光谱图Fig．1ThederivativespectraofdieselfuelsinSW—NIRandLW—NIRrange(a)SW—NIR；(b)LW—NIR通过测定的柴油光谱可看出，在近红外短波表l各种碳氯基团在近虹外区内的吸收谱带区域主要的吸收谱带是850～960REc—H伸缩振TablelAbsorptionbandsofdifferentCHradicl

7、es动的三级倍频，在近红外长波区域主要有三组谱带，即l100～l260nm的二级倍频吸收、l300～l500nm的台频吸收和1650~l800nm的一级倍频吸收。对各级倍频或台频，主要有3种基团的典型吸收，即芳环中C—H、甲基C—H和亚甲基C—H1)BecauseofthediffeeofCHrndic[echemica【environ吸收，吸收峰位见表1。⋯c—thepaslrionofabsorptionbandmaybe1ittlechanged．2．2柴油近红外光谱特征与其性质的相关性分析用标准方法或参

8、照方法测定柴油的十六烷值、密度、折光指数和馏程等典型的性质数据，然后将它们与测量的光谱或预处理后的光谱进行关联，计算对应波长下的相关系数．通过相关图来研究两者的相关关系。22．1与十六烷值的相关性分析从谱峰位置对应的相关性来分析不同c—H基团对柴油十六烷值的贡献。在近红外短波区域(见图2a)，3个最明显的吸收峰为8qJlm左右芳环中的c—H吸收．913RE的甲基c—H吸收和934nm的