nir-2000 近红外光谱仪测定汽油辛烷值

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1、NIR-2000近红外光谱仪测定汽油辛烷值王丽艳李述忠（中石油前郭分公司化验车间前郭138008）摘要：本文将NIR-2000近红外光谱仪用于测定90#（含催化裂化装置馏出口汽油）和93#成品汽油的研究法辛烷值（RON），结果表明，测定这两种汽油RON的准确性为0.3个辛烷值单位，重复性为0.2个辛烷值单位。近红外光谱分析技术的采用可显著节省分析时间和费用，及时和准确地为生产控制提供辛烷值数据，获得了良好的应用效果和经济效益。关键词：近红外光谱偏小二乘法成品汽油催化裂化汽油辛烷值1.前言传统分析技术测定一个样品的全性质和组成，需要大量各种设备和人力物力，分析成本高，且费时费力，

2、常常使化验室不堪重负，还不能及时地提供生产和工作所需要的数据结果。近红外光谱分析技术是近几年发展十分迅速的一种分析方法，可在几分钟内方便容易、准确快速、环境友好地完成被测样品的全性质测量，因此，在工厂已被广泛应用于汽油辛烷值、馏程、PIONA，柴油十六烷值、馏程、闪点、凝点，煤油冰点、芳烃含量等性质与组成的测定[1，2]。优质车用汽油应具有良好的抗爆性，无铅车用汽油标准中规定了各牌号车用汽油对研究法辛烷值和抗爆指数的具体要求。标准的辛烷值测定法成本高，分析时间长。自2001年8月我厂采用了NIR-2000近红外光谱仪（石油化工科学院研制开发、英贤仪器有限公司生产）和化学计量学光

3、谱分析软件（石油化工科学院研制）测定90#（含催化裂化装置馏出口汽油）和93#成品汽油的研究法辛烷值（RON），用于控制分析。分析速度快、成本低，取得了良好的应用效果和经济效益。2.实验部分2.1仪器及样品仪器：NIR-2000近红外分析仪（石油化工科学研究院研制），波长范围700~1100nm，分辨率1.5nm，5cm玻璃比色皿。样品集和验证集：收集90#（含催化裂化装置馏出口汽油）成品汽油92个，其中72个作样品集，20个作验证集，基础数据采用GB/T5487方法测定。收集93#成品汽油85个，选取69个作样品集，16个作验证集，基础数据用GB/T5487方法测定。2.2光

4、谱采集以空气为参比，样品放入3min后开始扫描，环境温度：22±5℃。700~1100nm范围内，连续三次扫描光谱的平均偏差小于0.0004AU时，光谱自动采集完毕。2.3校正模型的建立采用光谱分析化学计量学软件（石油化工科学研究院研制）的偏小二乘法（PLS）校正方法建立校正模型。建立校正模型前，光谱需经合理的预处理（如一阶微分或二阶微分的处理），以消除一些因素对光谱的影响。3结果与讨论3.1校正模型的建立由于催化裂化装置馏出口汽油和90#成品汽油在组成上基本相同，而与93#成品汽油在组成上有一定的差异，尽管可以建立一个混合的校正模型，同时测定这两种汽油的RON，但为得到准确性

5、更高的分析结果，我们建立了90#（含催化裂化装置馏出口汽油）和93#成品汽油两个模型，分别测定这两种汽油的RON。建立模型时，首先根据光谱-组成相关系数图选择850nm~960nm光谱区间，光谱经一阶或二阶微分处理，以基线漂移等因素的影响，最佳主因子数采用交互验证法所得的预测残差平方和（PRESS）确定，其校正参数及结果列于表1。表1重整汽油RON定量校正参数及统计结果样品数辛烷值范围光谱范围预处理方法主因子数相关系数SEC*90#（含催化裂化装置馏出口汽油）成品汽油7289.2~90.9850~960nm一阶微分40.98410.3193#成品汽油6993.5~94.9850

6、~960nm一阶微分60.98530.30SEC-校正模型的标准偏差用马氏距离方法建立了这两种汽油的定性模型。光谱范围、预处理方法和主因子数的选取均与定量校正参数。3.2未知样品分析用所建的模型，对20个90#（含催化裂化装置馏出口汽油）成品汽油和16个93#成品汽油进行验证，其结果见表2。由结果可以看出，定性模型可准确地识别的汽油类型，与GB方法之间的偏差小于0.3个辛烷值单位。表2验证集汽油NIR定性定量分析结果样品名称样品类型NIR定性结果NIR定量结果GB方法偏差90SSL01AA90.490.3-0.190SSL02AA90.090.20.290SSL03AA90.3

7、90.1-0.290SSL04AA90.490.2-0.290SSL05AA90.390.30.090SSL06AA90.090.30.390SSL07AA90.390.30.090SSL08AA90.090.10.190SSL09AA89.989.8-0.190SSL10AA90.690.5-0.190SSL11AA90.590.70.290SSL12AA90.590.4-0.190SSL13AA89.889.90.190SSL14AA90.390.2-0.190SSL15AA90.190