近红外在石油化工行业具体使用案例

近红外在石油化工行业具体使用案例

在线仪表包括:在线近红外分析仪(采用傅立叶变换光谱技术)、分析小屋。主要用于对组分汽油和调合后汽油的密度、辛烷值、抗爆指数、硫含量、饱和蒸气压、馏程、烯烃含量、芳烃含量、苯含量和氧含量等性质进行实时分析。

油品调合是石油化工企业成品油出厂重要生产操作，也是企业降低生产加工成本重要管理项目。长期以来，油品调合主要手段仍是人工控制，即人工计算油品调合比例、各组份油调合量、油品调合时间。人工控制存在油品质量过剩、油品不合格、调合成本高、调合时间长等众多弊端，这些弊端直接影响企业的经济效益。  

                      近红外应用案例  

为解决汽油调合目前存在的问题，中海石油中捷石化有限公司新增汽油在线调合优化控制系统，其过程将各组分油按调合优化软件计算的优化比例同时送入总管内，经过管道混合器使油品充分混合均匀。混合后的油品由在线质量分析仪检测分析并将分析数据送入计算机，计算机将分析数据进行处理，计算出较佳控制方案，通过流量计加调节阀的方式执行该控制方案，使油品产品质量、经济效益达到较佳状态。  

汽油在线调合优化软件是以在线仪表检测数据为基础，采用多目标多变量非线性优化算法，通过汽油调合性质预测模型(调合规则)，实现以产品质量过剩较小和效益大为目标的汽油在线调合优化功能。汽油在线调合优化软件包括2个模块:在线调合优化控制模块、在线调合比例控制模块。  

在线仪表包括:在线近红外分析仪(采用傅立叶变换光谱技术)、分析小屋。主要用于对组分汽油和调合后汽油的密度、辛烷值、抗爆指数、硫含量、饱和蒸气压、馏程、烯烃含量、芳烃含量、苯含量和氧含量等性质进行实时分析。  

DXS调合控制系统包括DCS控制器、调合控制操作站设计开发。汽油调合控制系统依据调合优化软件的调合配比方案，通过DCS控制控制泵、阀门动作，同时检测流量计流量、阀门和泵状态，达到组分管线流速的比例实时控制，实现调合配比方案的准确执行。  

                 为什么选用近红外光谱仪？  

有机化合物在近红外光部分采集，主要为包含氨基团的不同倍频以及合频的采集谱带。石化产品主要应用的是烃类元素，与含有氨基团的物质特征非常相符，产品的性质也会受到这一区域带来的影响。  

     研究专家对于近红外光谱以及遗传的多变量当中的修正方式进行了深入的分析，对汽油等值的三种方法测定进行了比较和分析，对于三种方式的应用都可进行有效的测定。但是，产生较小误差的方式为使用遗传回归和遗传逆较小方差。此外，还有学者应用了较小方差，对向量机进行支撑，以便将其当做汽油的等值，这种方式的操作时间并不是非常长，进行实时性测试和检验非常简单。研究人员根据现在的近红外线光谱解析当中的模型，产生的传送形式限制，应用了不同的技术以及方法，对外部产生的干扰进行了消除，同时在实际处理的过程中，引用了波宽长度等优性处理方法。可获取相关的光谱建模解析。  

近红外光谱的解析技术是建立在化学基础上的一种手段，可将近红外光谱与被检测对象的性质进行紧密的结合，利用对两者函数的确立，可取得含有氨基团的特点数据。石化产品当中的重要成分皆是氨基团，因此对于近红外光谱解析的应用，与石化产品的性质解析操作非常相符，有着广阔的发展空间。  

             近红外能给化工企业带来什么？  

1. 提高自动化程度，减少劳动强度
   汽油在线调合优化系统可根据调合目标要求自动控制各组分的流量、调合泵的起停等，实现调合过程的自动化，操作人员只需在系统中的操作页面监视汽油调合过程中的报警即可，从而有效地降低了劳动强度。  

2. 提高汽油生产信息化程度  

系统自动对调合生产过程中的所有信息进行记录，在调合完成后可以进行报表统计、分析等，改变原来人工记录、报表的方式。  

3. 降低产品质量过剩  

通过汽油在线调合优化系统可实时检测组分油和调合头在调合过程中的性质的波动情况并且根据企业情况制定符合自身特点的非线性调合规则，当组分性质波动或其他原因导致调合发生偏差时系统会自动进行偏差补偿，使较终的调合结果满足设定目标要求，从而降低质量过剩。  

4. 提高系统灵活性  

通过必要的工艺改造，可满足不同牌号汽油的同时在线调合。  

5. 经济效益  

应用汽油在线调合优化系统，可根据在线近红外分析仪提供的实时分析数据，及时有效地控制调合头后和产品罐内的成品汽油性质，达到卡边操作,在保证产品合格的同时，减少辛烷值等产品质量的过鞫。中捷石化92#成品汽油辛烷值过去平均过到约1.3个单位，按照一个单位辛烷值10元/吨、月汽油调合产量4万吨计算，每年可节省成本624万元。  

通过实时分析组份油性质，依据建模数据，得到较优调合方案,有效避免产品质量过剩与不合格现象的发生。同时随着系统应用的不断深入，逐步取消成品油罐自身循环操作，节省罐区动力电费用发生，进一步降低生产运行成本。相信随着在线调合控制应用的加深，智慧调合会有越来越多的市场。
    布鲁克 FT-NIR 光谱仪可对原料、中间产品和较终产品进行实时分析来实现过程控制。坚如磐石的设计使得我们的光谱仪可适用于恶劣的工厂环境。  

通过MATRIX-F结合漫反射光纤探头、液体探头或发射探头，可以对加工环节进行在线监测，确保产品安全，大限度降低产品批次不合格风险。设计创新的设计保证长期连续可靠的数据结果，减少停机时间，可直接进行方法转移。