«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

БЛИЖНЯЯ ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ В ПРАКТИКЕ МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ТОВАРНЫХ И СЫРЬЕВЫХ ПОТОКОВ СТАНЦИИ СМЕШЕНИЯ БЕНЗИНОВ

УДК: 665.773.3
DOI: -

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина

Ключевые слова: инфракрасный спектрометр с Фурье-преобразованием, спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона (БИК), сырьевые потоки, товарные бензины, калибровочная модель, независимая проверка моделей

Аннотация:

Спектроскопия ближней инфракрасной области (БИК) становится эффектив-ным и популярным аналитическим методом в нефтехимической и нефтепе-рерабатывающей промышленности, в основном, из-за надежности и удобства для рутинного использования. В данной работе накоплен и систематизирован большой объем спектральных данных, полученных для сырьевых и товарных потоков станции смешения бензинов с использованием спектрометра ближнего инфракрасного диапазона с Фурье-преобразованием (FT-NIR) в режиме ON-LINE. Показана корреляция между спектральными данными и параметрами качества, а именно: октановые числа исследовательским и моторным методами, плотность, содержание: ароматических углево-дородов, бензола, олефиновых углеводородов; фракционный состав, давление насыщенных паров. Построены и валидированы калибровочные модели на данные параметры и предложены для использования в режиме реального времени. Ошибки предсказания полученных калибровочных моделей лежат в рамках воспроизводимости стандартных методов для каждого параметра.

Список литературы:

1. Barsamian A. Get the Most Out of Your NIR Analyzers. Hydrocarbon Processing, January, 2001, p. 69-72.
2. Espinosa, M.S. et Аl. On-line NIR Analysis and Advanced Control Improve Gasoline Blen-ding. Oil and Gas Journal, Oct. 17, 1994.
3. Reboucas M.V., Dos Santos J.B., Domingos D. and Massa A.R. Near-infrared spectroscopic prediction of chemical composition of a series of petrochemical process streams for aromatics production. Vibr. Spectrosc. 52, 97 (2010). oi: 10.1016/j.vibspec.2009.09.006.
4. Watari M., Ozaki Y. Du and Y. Variations in predicted values from near-infrared spectra of samples in vials by using a calibration model developed from spectra of samples in vials: causes of the variations and compensation methods. Appl. Spectrosc. 61(4), 397 (2007). doi: 10.1366/ 000370207780466244.
5. Chung H. Applications of near infrared spectroscopy in refineries and important issues to address. Appl. Spectrosc. Rev. 42(3), 251 (2007). doi: 10.1080/05704920701293778.
6. Chung H., Choi Hyuk-Jin and Ku Min-Sik. Rapid Identification of Petroleum Products by Near-Infrared spectroscopy, Bull. Korean Chem. Soc. 1999, vol. 20, no. 9.
7. Тонков М.В. Фурье-спектроскопия — максимум информации за минимум времени//Со-росовский образовательный журнал, 2001. — Т. 7. — № 1.
8. Carlos-A. Baldrich Ferrer, Luz-Angela Novoa Mantilla. Infrared spectrophotometry, a rapid and effective tool for characterization of direct distillation naphthas. CT&F, Colombia. 2005. — № 3.
9. Chung H., Ku M.S., Lee J.S. Comparison of near-infrared and mid-infrared spectroscopy for the determination of distillation property of kerosene. Vib. Spectrosc, 1999, № 20, p. 155–163.
10. Ingrid Komorizono de Oliveira, Werickson F. de Carvalho Rocha, Ronei J. Poppi Application of near infrared spectroscopy and multivariate control charts for monitoring biodiesel blends. Analytica Chimica Acta, 2009, 642, p. 217–221.
11. Monteiro M.R., Ferreira A.G. Determination of biodiesel blend levels in different diesel samples by 1H NMR. Fuel, 2009, no. 88, — p. 691–696.
12. Peinder P., Visser T. Partial least squares modeling of combined infrared, 1H NMR and 13C NMR spectra to predict long residue properties of crude oils. Vibrational spectroscopy, 2009, p. 8.
13. Narve Aske, Harald Kallevik, and Johan Sjoblom Determination of saturate, aromatic, resin, and asphaltenic (SARA) components in crude oils by means of infrared and near-infrared spectroscopy. Energy & Fuels, 2001, no. 15, p. 1304-1312.
14. Сафиева Р.З. Физикохимия нефти. — М.: Химия, 1998. — 448 с.
15. http://www.fda.gov/cder/OPS/PAT.htm.
16. Крищенко В.П. Ближняя инфракрасная спектроскопия. — Москва, 1997.
17. Burns D.A., Ciurczak E.W. Handbook of Near-Infrared Analysis. Marcel Dekker: New York, USA, 1992.
18. Белова О.А. Оперативно и достоверно//Лукойл СИНТЕЗ (корпоративная газета ОАО „ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез”), 2012. — № 49. — С. 1-2.
19. Филатов В.М., Сафиева Р.З. Хемометрические методы анализа продукции нефтепереработки и нефтехимии//Нефтепереработка и Нефтехимия. — 2009. — № 9. — С. 33-38.
20. Пурэвсурэн Сарангэрэл „Экспресс-метод анализа свойств нефтей и нефтяных фракций при их переработке”, дисс. на соиск. уч. степ.канд. техн. наук. — М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. — 177 с.
21. Филатов В.М. „Разработка хемометрических методик экспресс-анализа показателей качества и состава нефтяных систем с применением метода ближней инфракрасной спектроскопии”, дисс. на соиск. уч. степ.канд. техн. наук. — М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2010. — 117 с.
22. Балабин Р.М. „Создание экспресс-методов анализа показателей качества дистиллятных фракций основе методов колебательной спектроскопии”, дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. — М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2013. — 110 с.
23. Balabin R.M., Lomakina E.I. Support vector machine regression (SVR/LS-SVM) — an alternative to neural networks (ANN) for analytical chemistry. Comparison of nonlinear methods on near infrared (NIR) spectroscopy data. Analyst 136, 1703, 2011.
24. Balabin R.M., Safieva R.Z. Near-infrared (NIR) spectroscopy for biodiesel analysis: Fractional composition, iodine value, and cold filter plugging point from one vibrational spectrum. Energy & Fuels 25, 2373, 2011.
25. Balabin R.M., Safieva R.Z., Lomakina E.I. Gasoline classification using near infrared (NIR) spectroscopy data: Comparison of multivariate techniques. Anal. Chim. Acta 671, 27, 2010.
26. Balabin R.M., Safieva R.Z. Gasoline classification by source and type based on near infrared (NIR) spectroscopy data. Fuel 87, 1096, 2008.
27. Balabin R.M., Smirnov S.V. Variable selection in near-infrared (NIR) spectroscopy: Benchmarking of feature selection methods on biodiesel data. Anal. Chem. Acta 692, 63, 2011.
28. ASTM 1655-04 Standard Practices for Infrared Multivariate Quantitative Analysis.
29. ASTM 6122 Standard Practice for Validation of Multivariate Process Infrared Spectrophotometers.
30. www.brukeroptics.com/ www.bruker.ru.
31. Martens H., Naes T.M. Multivariate Calibration. John Wiley and Sons: New York, USA, 1989, p. 116.
32. Massart D.L. Chemometrics: a textbook, Elsevier, NY, 1988.