提高近紅外分析儀加氫汽油辛烷值模型的準(zhǔn)確性

邸祥生　周　宏

（中國石油蘭州石化公司質(zhì)檢部，甘肅蘭州 730060）

提高近紅外分析儀加氫汽油辛烷值模型的準(zhǔn)確性

邸祥生周宏

（中國石油蘭州石化公司質(zhì)檢部，甘肅蘭州 730060）

按照公司汽油優(yōu)化調(diào)合的要求，對公司原有在線近紅外分析儀系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，配合汽油產(chǎn)品升級，實現(xiàn)資源利用最優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本，提高調(diào)合成功率，縮短調(diào)合周期，以滿足公司國Ⅳ汽油調(diào)合。結(jié)合在線近紅外分析儀在蘭州石化公司汽油調(diào)合現(xiàn)場應(yīng)用情況，通過分析儀表存在的問題，對其進(jìn)行處理并對模型進(jìn)行完善校準(zhǔn)，取得了較好的效果。

近紅外分析儀 模型 完善

自180萬噸/年催化汽油加氫裝置開工以來，汽油調(diào)和組分發(fā)生變化，原有的催化汽油模型用于分析加氫汽油時，催化汽油模型已不能滿足對加氫汽油組分的分析，為了提高加氫汽油組分分析的準(zhǔn)確性，對原有的催化汽油模型進(jìn)行完善，提高對加氫汽油組分辛烷值分析的準(zhǔn)確性。通過長達(dá)兩個月的數(shù)據(jù)采集分析，分析數(shù)據(jù)與化驗室分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，辛烷值分析誤差最大誤差在1.91，誤差較大。因此，為了降低誤差，減少調(diào)合過程質(zhì)量損失，必須建立適合目前工藝狀況的加氫汽油模型，為在線調(diào)合提供可靠的支持。

1　現(xiàn)狀分析

隨著汽油標(biāo)準(zhǔn)的升級，公司汽油加氫、汽油醚化等裝置開工及重芳烴組分用于調(diào)合，公司汽油加工路線發(fā)生了較大的變化，嚴(yán)重影響汽油在線調(diào)合。蘭州石化汽油調(diào)合在線近紅外分析儀于1997年購置投用，使用年限長達(dá)17年之久，M310 型近紅外分析儀主機(jī)的關(guān)鍵光學(xué)部件光柵、濾光輪、輸入/輸出模塊性能嚴(yán)重下降，硬件參數(shù)已達(dá)不到軟件要求，光通量損失嚴(yán)重。按照公司汽油優(yōu)化調(diào)合的要求，對公司原有在線近紅外分析儀系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，配合汽油產(chǎn)品升級，實現(xiàn)資源利用最優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本，提高調(diào)合成功率，縮短調(diào)合周期，以滿足公司國Ⅳ汽油調(diào)合。在線車用汽油近紅外分析儀數(shù)學(xué)模型完善在實驗室調(diào)合配方測試的基礎(chǔ)上，利用在線近紅外光譜儀測定汽油組分及車用汽油辛烷值、烯烴含量、苯含量、芳烴含量等關(guān)鍵性質(zhì)量指標(biāo)，為在線汽油調(diào)合提供技術(shù)支持。

2　處理方案

2.1光學(xué)元件污染

近紅外光譜分析中分光系統(tǒng)是核心部件，光譜效果很大程度上取決于光學(xué)元件清潔度，必須確保光學(xué)元件具有良好的工作環(huán)境，避免光學(xué)元件污染，擦拭和安裝光學(xué)元件時，我們實施以下方案:

（1）GuideWave光纖由光纖芯和外部覆蓋層構(gòu)成，材質(zhì)均為熔融硅。但是，探頭和檢測器及短接光纖兩端的接頭表面要光滑，我們應(yīng)用專用的工具對接頭進(jìn)行打磨，確保接頭無凹凸不平現(xiàn)象。（2）輸入和輸出光纖排列在不銹鋼管內(nèi)；窗口為藍(lán)寶石光窗。用于直接安裝在物料管線上，適應(yīng)溫度為-20～300℃，壓力可承受2000Psi。（3）探頭插在管道中，往出拔時管道中不能有樣品，拔探頭的工具采用專用工具，以免對探頭造成損傷，我們先取出探頭，在清洗探頭時對其用酒精進(jìn)行清洗，清洗過程用力不能太大，以免藍(lán)寶石光窗造成創(chuàng)傷，清洗完畢后，將光纖與探頭連接上。（4）做參比，在做參比時要特別注意將探頭取出用黑色的布將探頭包住，一人在室內(nèi)進(jìn)行操作，一人在現(xiàn)場進(jìn)行配合，參比能正常通過，而且基線值也在0.3左右，符合了操作要求。

2.2收集代表性樣品數(shù)量

調(diào)合模型的完善需要相當(dāng)量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析的原則是全面、準(zhǔn)確:全面即盡可能多地涵蓋所有的情況；準(zhǔn)確即分析的數(shù)據(jù)可靠、重復(fù)性高。只有獲得高質(zhì)量的實驗室分析數(shù)據(jù)，才能完善已建立的汽油數(shù)學(xué)模型，為了不斷擴(kuò)充完善數(shù)據(jù)庫中具有代表性的樣品數(shù)量，我們實施了以下方案:（1）在油品儲運(yùn)廠調(diào)合車間要進(jìn)行油品調(diào)合時，及時按規(guī)定掃樣、采樣送化驗室進(jìn)行分析，對不理想的近紅外模型加以校正和更新。（2）動態(tài)樣品的采集過程及模型的校正。（3）利用Unscrambler軟件進(jìn)行離線建模工作，建立數(shù)學(xué)模型。（4）采用最簡單的模型評價方法將建好的各參數(shù)模型安裝到M310的Spectron軟件中。

表-1數(shù)學(xué)模型統(tǒng)計主要參數(shù)

表-2 加氫汽油模型完善后儀表分析與化驗室分析數(shù)據(jù)對比

3　效果檢查

在化驗室的配合下，成功的完善了加氫汽油的靜態(tài)數(shù)模型，接著進(jìn)行模型的考察工作，從表1看出模型預(yù)測值的準(zhǔn)確性達(dá)到了要求。以加氫汽油研究法數(shù)學(xué)模型舉例說明，模型統(tǒng)計參數(shù)見表-1。

從表-1看出通過預(yù)測和測量的斜率、截距及相關(guān)性的符合程度來判斷建立數(shù)學(xué)模型的適用性，符合性越好，建立的模型適用性越好。從表-1數(shù)學(xué)模型統(tǒng)計參數(shù)斜率，相關(guān)系數(shù)可以看出，儀表模型參數(shù)滿足生產(chǎn)需要。表-2為加氫汽油模型完善后儀表分析與化驗室分析數(shù)據(jù)對比。

通過對加氫汽油采樣分析，從收集到的數(shù)據(jù)可以看出，研究法辛烷值人工分析與化驗分析最大偏差為0.48，馬達(dá)法辛烷值人工分析與化驗分析最大偏差為0.42。

4　結(jié)語

由于在線近紅外分析儀能及時準(zhǔn)確的反映油品在調(diào)合過程中瞬間質(zhì)量變化情況，所以應(yīng)用近紅外分析儀實時監(jiān)測汽油調(diào)合質(zhì)量，在合理利用組分、優(yōu)化調(diào)合比例、提高產(chǎn)品質(zhì)量，增產(chǎn)高牌號清潔車用汽油方面作用顯著，如提高一次調(diào)合合格率，在線汽油管道調(diào)合代替了傳統(tǒng)的罐式調(diào)合，減少罐式調(diào)合中的設(shè)備占用率，降低設(shè)備損耗及人工勞動強(qiáng)度，合理利用組分卡邊，減少質(zhì)量過剩，減少汽油耗損等，可產(chǎn)生巨大的社會效益。