[發(fā)明專(zhuān)利]由近紅外光譜預(yù)測(cè)混合原油中單種原油含量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910157459.1
• 申請(qǐng)日: 2009-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101988895A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚小立;田松柏;陸婉珍;許育鵬;王京;李虎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/35
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/35
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為一種由光譜數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)混合原油中單種原油含量的方法，具體地說(shuō)，是一種由近紅外光譜預(yù)測(cè)混合原油中不同種原油含量的方法。

背景技術(shù)

隨著市場(chǎng)對(duì)油品需求的不斷增加和國(guó)內(nèi)原油資源的不足，煉油廠正在加工越來(lái)越多的進(jìn)口原油和海洋原油，加工的原油品種不斷增多。由于原油品種多、批量少，原油摻煉的情況普遍存在。原油的合理?yè)綗挘粌H可以提高拔出率，而且，當(dāng)一種原油的性質(zhì)不適應(yīng)設(shè)備的時(shí)候，可以通過(guò)原油的摻煉來(lái)改善，以提高處理量和改善產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在進(jìn)蒸餾裝置前需要及時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定摻混原油的比例。另外，原油管道輸送過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)幾種原油混合的情況，因此，在輸送末站也需要及時(shí)測(cè)定原油的混合比例，以便得到所接收原油的性質(zhì)狀況。

目前，尚沒(méi)有一種簡(jiǎn)易可行的方法來(lái)快速準(zhǔn)確地測(cè)定多種原油的摻混比例，可通過(guò)多個(gè)物性參數(shù)如密度、硫含量和粘度等推算出混合原油的單種原油比例。這種方法不僅需要測(cè)定多個(gè)物性參數(shù)，而且遇到原油間的物性參數(shù)相近時(shí)，其推算結(jié)果與實(shí)際情況偏離較大，很難滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。也可通過(guò)GC-MS測(cè)得的原油指紋參數(shù)計(jì)算出原油的摻混比例，但這需要昂貴的分析設(shè)備，也不適合現(xiàn)場(chǎng)或在線分析。

近紅外光(NIR)的波長(zhǎng)范圍為780～2526nm，是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，反映的是含氫基團(tuán)X-H(X為C、N、O)振動(dòng)的倍頻和合頻吸收，非常適合于油品物化參數(shù)的測(cè)量。早在上世紀(jì)90年代前期，近紅外光譜技術(shù)就被用于原油的快速分析和在線分析，可以在1分鐘內(nèi)測(cè)定原油和摻混原油的關(guān)鍵物化性質(zhì)數(shù)據(jù)，如實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線(TBP)、殘?zhí)肌⒘蚝亢虯PI度等。在原油輸送、原油貿(mào)易、原油調(diào)合等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

在地質(zhì)勘探領(lǐng)域，對(duì)于混源油的研究有許多報(bào)道，陳建平等在“用生物標(biāo)志物定量計(jì)算混合原油油源的數(shù)學(xué)模型”(地球化學(xué)，vol.36，No.2，205～214)中，選取三個(gè)典型的端元原油，采用人工混合典型端元原油的方法配制18個(gè)混合原油，然后對(duì)端元原油和混合原油進(jìn)行全油碳同位素、全烴色譜及飽和烴色質(zhì)等分析測(cè)試，利用原油中的生物標(biāo)志物的絕對(duì)含量，采用多元線性回歸的方法建立數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)混合原油中端元原油所占的比例。

靳廣興等在“控制內(nèi)蒙古二連盆地達(dá)爾其油田石油富集度的關(guān)鍵因素-不同油源原油的混合作用”(現(xiàn)代地質(zhì)，vol.19，No.3，425～431)中，對(duì)達(dá)爾其油田成熟原油和低熟原油進(jìn)行人工混合，對(duì)混合油進(jìn)行物性分析和色譜分析，由原油密度、粘度、族組成和生物標(biāo)志化合物來(lái)判斷勘探油井打出的油是否為混源油。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種由近紅外光譜預(yù)測(cè)混合原油中不同單種原油含量的方法，該方法通過(guò)測(cè)定單種原油的近紅外光譜即可建立預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)由兩種或多種原油組成的混合油中各單種原油的含量。

本發(fā)明提供的由近紅外光譜預(yù)測(cè)混合原油中不同種原油含量的方法，包括如下步驟：

(1)分別測(cè)定單種原油的近紅外光譜，將各單種原油的近紅外光譜的吸光度向量按其模擬含量所占比例進(jìn)行加合，形成模擬混合原油的光譜，

(2)將每個(gè)模擬混合原油的光譜進(jìn)行二階微分處理，取3800～7000cm^-1區(qū)間的吸光度與對(duì)應(yīng)的模擬混合原油中單種原油的模擬含量相關(guān)聯(lián)，用偏最小二乘法建立預(yù)測(cè)單種原油的校正模型，

(3)測(cè)定混合原油的近紅外光譜并進(jìn)行二階微分處理，取3800～7000cm^-1區(qū)間的吸光度代入預(yù)測(cè)單種原油的校正模型，得到混合原油中該單種原油的含量。

本發(fā)明方法先測(cè)定單種原油的近紅外光譜，用各單種原油的近紅外光譜模擬摻混比例建立模擬混合原油的光譜，取經(jīng)過(guò)處理的模擬光譜在特定區(qū)域的吸光度和對(duì)應(yīng)的單種原油的含量相關(guān)聯(lián)建立校正模型。由混合原油的近紅外光譜通過(guò)校正模型即可預(yù)測(cè)混合或摻混原油中單種原油的含量。本發(fā)明方法建立校正模型不需進(jìn)行實(shí)際的混油配制，節(jié)省了人力、物力，可快速測(cè)定幾種原油混合物中各單種原油的含量，并具有較高的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為原油A和原油B的近紅外光譜。

圖2為由原油A和原油B的近紅外光譜得到的41個(gè)模擬混合油的光譜。

圖3為二元體系用留一法交互驗(yàn)證得到的原油A含量的實(shí)際-預(yù)測(cè)結(jié)果。

圖4為原油C、原油D和原油E的近紅外光譜。

圖5為由原油C、原油D和原油E的近紅外光譜得到的66個(gè)模擬混合油的光譜。

圖6為三元體系用留一法交互驗(yàn)證得到的原油C含量的實(shí)際-預(yù)測(cè)結(jié)果。