甲醇汽油在线拉曼分析仪的开发及其应用.pdf

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1、甲醇汽油在线拉曼分析仪的开发及其应用董学锋，等甲醇汽油在线拉曼分析仪的开发及其应用DevelopmentandApplicationofOnlineRamanAnalyzerforMethanolGasoline量亏镥截瞳巷(浙江大学工业控制技术国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：介绍了一种基于拉曼光谱的在线分析仪表，该仪表用于甲醇汽油的调和过程检测。在线分析仪的主机安置于远离现场的操作室，利用长光纤与工业现场的拉曼探头连接；结合先进的光谱数据处理算法，对油样进行质量分析。实际运行结果表明，

2、该分析仪能对调和成品油中的甲醇含量进行质量连续监控，具有分析速度侠、精度高、维护简便的优点。该分析仪不仅替代了传统的离线检测方法．也为企业稳定、优化生产提供了重要手段。关键词：拉曼光谱甲醇汽油汽油调和在线分析仪过程检测率图分类号：TP273文献标志码：AAbstract：TheonlineanalyzerbasedOnRamanspectroscopyisintroducedforusinginprocessdetectionofmethanolgasolineblending．Themainmac

3、hineoftheonlineanalyzerisplacedintheremoteoperationroomandconnectedwiththefieldRamanprobevialongopticalfiber．Bycombiningwithadvancedspectraldataprocessingalgorithm，thequalilyanalysisofoilsamplesisconducted．Theresultofpracticaloperationindicatesthatthea

4、nalyzercontinuouslymonitorsme山andcontentinhiendedfinishedoilandfeaturesfastspeedanalysis。highaccuracyandcasemaintenance．Theinstrumentreplacestraditionalofflinedetectionmethod，andalsoprovidesenterpriseswithsignificantmeasureforstableandoptimalproduction

5、．Keywords：RamanspectroscopyMethanolgasolineGasolineblendingOnlineanalyzerPD3Cessdetection0引言随着石油资源的日益枯竭，汽油价格不断上涨，国民经济发展受到影响。甲醇汽油作为替代燃料始于第二次石油危机。其在欧美国家的应用已经十分成熟⋯。使用甲醇汽油燃料结合催化转换器，可以改善汽车尾气排放。比普通汽油更环保、更节能[2]。在低牌号汽油中加入甲醇．可以提高油品辛烷值，从而达到生产高牌号汽油的目的。但是甲醇的热值约为汽油

6、的一半，如果甲醇含量过高，会导致汽车动力不足，油耗增加。依据目前已经出台的国家和地方标准，甲醇汽油按照甲醇掺混比例主要分为高比例和低比例两种。其中，低比例中最常见的是甲醇含量为15％的甲醇汽油，简称M15甲醇汽油。使用M15甲醇汽油无需改造汽车发动机，在国内部分地区已有推广使用，市场前景十分乐观。因此，对于甲醇汽油生产企业，在调制甲醇汽油的过程中。急需一种快速、准确、适合在线运行的检测仪表，以指导稳定生产，达到优化效益的目的。国家“863“计划基金资助项目(编号：2006AA040309)。修改稿收

7、到日期：2012—08—17。第一作者董学锋(1985一)。男，现为浙江大学控制科学与工程专业在读博士研究生：主要从事光谱分析的研究。《自动化仪表》第34卷第8期2013年8月1原理分析在分析仪器技术与化学计量学的推动下，出现了许多新型的光谱类过程分析仪表，如近红外、红外、拉曼等口]。拉曼光谱技术具有快速、无损、样品无需预处理及可实现工业在线分析的优点，它能对分子结构进行“指纹”识别。拉曼光谱谱峰的位置和强度直接反映了有关物质的含量信息，对于简化模型以及减少样本标定具有重要意义。拉曼光谱是一种分子散

8、射光谱，其波段主要集中在近红外区域。可采用石英光纤来进行激发光的传输和散射光的收集，为在线应用提供了便利。国内外已有文献报道在线拉曼分析仪的应用．这些应用主要集中在化学反应监控以及过程控制领域‘4“3。针对甲醇汽油快速分析的问题．本文自主开发了基于拉曼光谱的在线分析仪表，为汽油管道调和提供了有效的实时监控手段。仪表采用了主机与拉曼探头分体的形式。两者之间使用长达百米的光纤连接，以进行光信号传输，主机可安置于离现场较远、无防爆等级要求的操作室。同时，结合拉曼仪表自身的性