[發明專利]一種在線近紅外光譜預測原油一般性質的方法

在審

• 申請號: 201610321070.6
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN107367481A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 徐永業;陳紅;許平利;楊蘇平
• 申請（專利權）人: 中國石化揚子石油化工有限公司;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: G01N21/3577
• 分類號: G01N21/3577;G01N21/359
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司32112
• 代理人: 于忠洲

技術領域

本發明涉及一種預測原油一般性質的方法，尤其是一種利用在線近紅外光譜來預測原油一般性質的方法。

背景技術

隨著我國對各類油品的需求不斷增加和國內原油資源的不足，煉油廠需要加工越來越多的進口原油。由于原油品種多、批量不同，性質也在不斷變化，同時各煉廠的常減壓蒸餾和下游裝置經常需要根據市場進行調整，大部分煉廠都需要將原油進行摻煉。原油的合理摻煉，不僅可以提高拔出率，得到更多的目標產品，同時，當原油的性質不適應常減壓蒸餾裝置的加工時，可以通過原油的摻煉來改善，以提高處理量和改善產品質量。因此，在進蒸餾裝置前需要及時準確地了解原油的性質。通常，原油管道輸送過程中，也需要根據原油性質、輸送量和輸送條件，將原油進行混合后再輸送，因此，在輸送末站也需要及時測定原油的性質和混合比例等，以便得到所接收原油的性質狀況，為貿易結算等提供必要數據。

常規的原油標準測定方法都是將原油樣品采集到實驗室后，手工取樣制樣和測量光譜數據，再計算得到原油的性質數據，速度慢，時間長，成本高，難以滿足實際需要。目前快速測定原油的一般性質方法，主要有近紅外光譜和核磁共振波譜法，由于原油樣品的特殊性，現在大多是將樣品從現場取到實驗室再進行測量，還不能適合現場或在線分析。

近紅外光(NIR)的波長范圍為780～2526nm，是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的，反映的是含氫基團X-H(X為C,N,0)振動的倍頻和合頻吸收，非常適合于原油及其制品的物化性質參數的測量。現在近紅外光譜技術已逐漸被國內某些石油公司用于原油的快速分析，可快速測定原油的關鍵物化性質數據，如實沸點蒸餾曲線(TBP)、殘碳、硫含量和API度等。原油快速分析技術在原油輸送、原油貿易、原油調合等領域得到了應用，取得了顯著的經濟和社會效益。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有的測定方法都是將原油樣品采集到實驗室后，手工取樣制樣和測量光譜數據，再計算得到原油的性質數據，速度慢，時間長，成本高，難以滿足實際需要。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種在線近紅外光譜預測原油一般性質的方法，包括如下步驟：

步驟1，在原油管線上安裝近紅外探測系統，用于實時檢測原油的近紅外光譜；

步驟2，選定原油樣品集，測定各個原油樣品的近紅外光譜，再對各個原油樣品的近紅外光譜進行二階微分處理，取3800～9000cm^-1區間的吸光度與對應的原油樣品性質數據相關聯，再用偏最小二乘法建立預測原油一般性質的校正模型；

步驟3，利用近紅外探測系統實時測定待測原油的近紅外光譜并進行二階微分處理，取3800～9000cm^-1區間的吸光度代入校正模型，從而得到待測原油一般性質的含量數據，再由近紅外探測系統將待測原油的預測結果數據傳輸至監控中心。

采用在原油管線上安裝近紅外探測系統，從而在線實時地檢測原油的一般性質，而無需將原油樣品采集到實驗室后手工取樣制樣和測量光譜數據，有效提高了檢測效率；采用原油樣品建立校正模型，既具有較高的準確性，又能夠提高比對處理的效率。

作為本發明的進一步限定方案，近紅外探測系統為側線旁路探測系統，安裝時需要在原油管道上選取原油引入點和原油回路點，并在原油引入點和原油回路點之間安裝側線旁路探測系統，在原油引入點和原油回路點之間存在壓差，以促使側線旁路探測系統中原油的流速與原油管線中原油的流速一致。利用選取存在壓差的原油引入點和原油回路點，從而使得側線旁路探測系統中原油的流速與原油管線中原油的流速一致，在檢測過程中不影響原油管線的正常運行。

作為本發明的進一步限定方案，近紅外探測系統為探頭探測系統，安裝時需要將近紅外探頭伸入安裝在原油管線上。將近紅外探頭直接安裝在原油管線上進行在線測量，具有較高的測量精確性。

作為本發明的進一步限定方案，側線旁路探測系統包括旁路管線、近紅外探頭以及變徑接頭；近紅外探頭通過變徑接頭安裝在旁路管線上，在旁路管線上且位于近紅外探頭處設有排空口。采用變徑接頭和排空口能夠方便安裝近紅外探頭。

作為本發明的進一步限定方案，在旁路管線上且位于原油引入點與近紅外探頭之間設有過濾器、油水分離器以及溫度控制設備。采用過濾器、油水分離器以及溫度控制設備能夠對待測原油進行過濾、除水和恒溫控制，有效提高紅外檢測的精度。