[發明專利]由紅外光譜測定原油硫含量的方法

有效

• 申請號: 201110251802.6
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102954946A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 李敬巖;褚小立;田松柏
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明為一種由光譜預測原油硫含量的方法，具體地說，是一種由紅外光譜預測原油硫含量的方法。

背景技術

目前，全球石油交易市場上生產和交易的原油價格變化很大，除了原油的密度因素，原油的硫含量高低也是造成原油價值大大降低的一個重要原因。我國煉廠加工的原油種類較為復雜，大部分煉廠都在加工混兌原油。快速檢測原油硫含量，對于優化進料、調和，提高企業效率具有重要意義。

國產原油硫含量普遍較低，在管輸過程中對環境的腐蝕相對溫和，不會對輸油管道造成重大腐蝕。大多數進口原油為含硫原油和高硫原油，其腐蝕性普遍高于國產低硫原油。因此，我國原油管道在輸送進口高硫原油及裝置進料時，必須檢測各種腐蝕性含硫物質的含量，其意義重大。

原油中硫的存在形式有元素硫、硫化氫以及硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等有機含硫化合物，會在原油加工過程中對加工裝置產生腐蝕，這些腐蝕性含硫物質可以通過標準方法測得其相對含量，硫含量就是在指定條件下測定這些有機含硫化合物在原油中的含量。盡管原油的腐蝕性不一定與其硫含量呈正比關系，但硫含量高的原油產生腐蝕的可能性也較大。

腐蝕性含硫物質的存在對設備產生腐蝕，給生產帶來隱患，給石油加工造成一定困難，及時得到原油硫含量對石油加工具有非常重要的指導意義。現行的國內外硫含量測定方法多采用燃燒法、光譜法、波譜法得到原油的總硫含量，其結果較為準確，但測量速度較慢、方法過于繁瑣、工作量大、成本高，遠不能滿足實際應用的需要。在煉廠煉制混兌原油或者原油管道輸送過程中一般都需要及時得到原油硫含量等基本性質數據，原有的方法不能滿足快速評價的需要。

史乃捷在《氧彈燃燒-離子色譜法測定原油標準物質中硫含量》(化學分析計量，2006，15(1)：4～7)一文中，采用氧彈燃燒-離子色譜法對原油標準物質中的硫含量進行了定量分析。考察了樣品燃燒條件，驗證了實驗方法的可靠性，分析了空白量、溶液中基體、儀器測量值漂移、吸收液等諸多實驗因素對測量結果的影響。

雷猛在《二維近紅外光譜定量分析內燃機油粘度指數性能的研究》(石油煉制與化工，2009，40(4)：61～65)一文中，以電壓為外擾方式，以獲取內燃機油二維近紅外光譜。收集來自不同廠家、不同質量等級的35個內燃機油樣品建立多維偏最小二乘(N-PLS)模型對內燃機油粘度指數進行了預測研究。

Marcelo?M.Sena等在“N-way?PLS?applied?to?simultaneous?spectrophotometric?determination?of?acetylsalicylic?acid，paracetamol?and?caffeine”{Journal?ofPharmaceutical?and?Biomedical?Analysis，Issue?34，Pages?27-34(2004)}一文中，以pH值作為條件變量，使用多維偏最小二乘方法建立乙酰水楊酸、對乙酰氨基酚、咖啡堿的校正模型，預測結果表明，預測標準偏差(RESEP)低于采用偏最小二乘的偏差。

發明內容

本發明的目的是提供一種由紅外光譜測定原油硫含量的方法，該方法分析速度快，測試準確、重復性好。

本發明提供的由紅外光譜測定原油硫含量的方法，包括如下步驟：

(1)收集各種原油樣品，用標準方法測量原油樣品硫含量，建立硫含量矩陣Y，

(2)測定收集的各個原油樣品在不同溫度下的紅外光譜并進行一階或二階微分處理，取745～1227cm^-1和1516～1613cm^-1特征譜區的吸光度構成三維光譜矩陣X(I×J×K)，其中I為原油樣品數，J為特征譜區的波長點數，K為溫度變化數，與硫含量矩陣Y采用多維偏最小二乘法建立校正模型，

(3)在與收集的原油樣品相同的條件下測定待測原油樣品在不同溫度下的紅外光譜并進行一階或二階微分處理，取745～1227cm^-1和1516～1613cm^-1特征譜區的吸光度構成三維光譜矩陣X^un，將其代入(2)步建立的校正模型，得到待測原油樣品的硫含量。

本發明方法通過在不同溫度下測定原油樣品的紅外光譜，將譜圖進行微分處理，選擇適當的紅外光譜特征譜區，將特征譜區對應的吸光度與標準方法測得的原油硫含量相關聯，通過多元回歸分析建立校正模型，通過校正模型，由待測原油樣品在所選特征譜區的吸光度預測其硫含量。