北疆原油酸值的快速分析研究

胡卫平 1 柳迎春 2

1乌鲁木齐石化公司研究院，新疆乌鲁木齐， 830019, 2新疆寰球工程公司，新疆乌鲁木齐， 830019

摘 要： 北疆原油的酸值变化在新疆原油评价过程是重要的，原油的酸值对生产加工装置的影响较大，在炼油上有不可忽视的作用。目前普遍使用的检测方法，过程复杂，时间长，不能做到无损检测。我们为了简化分析过程，提高分析的效率，使用了近红外快速分析的方法进行研究。

关键词： 近红外 光谱 酸值

中和每克原油中所含游离酸所消耗的KOH毫克数，称作该原油的酸值。它是用来表示原油内原始化学性质的一个指标，即含游离酸量的多少。具体的数值是通过将一定量试样(待测原油样)溶于95%乙醇中，以酚酞作指示剂，用标准KOH溶液进行中和反应分析测试而得。

近期原油的酸值开始逐渐增加，趋势在增长，所有的炼油厂都面临着每年不得不加工含酸原油的问题，并且数量越来越多，加工的过程中会遇到各种复杂的问题，对炼油厂内的各种装置都会带来不利影响（比如对产品质量影响、增加了设备的腐蚀、影响收率、影响催化剂寿命等）。

北疆原油的酸值变化在新疆原油评价过程是重要的，原油的酸值对生产加工装置的影响较大，在炼油上有不可忽视的作用。目前普遍使用的检测方法，过程复杂，时间长，不能做到无损检测。

我们为了简化分析过程，提高分析的效率， 使用了近红外快速分析的方法进行研究^[1]。

l 首先我们先建立光谱数据库的

1．1 到北疆油田采集各种原油样品

我厂加工的北疆原油区块主要涉及北疆油田的8个区块，我们采集了北疆原油的不同样本，450批次，把新疆北部克拉玛依区域内原油的主要区块都覆盖了，酸值的数学分布范围为1.0～2.5 mgKOH/g。8种原油是我厂近年来长期加工的原油及克拉玛依新发现的油区，原油的酸值均采用GB/T 264-1983(2004)标准方法分析检测的数据。

1．2 对北疆油田采集的各种原油样品用近红外仪器测定光谱

实验室中我们配置了国内主流的近​红​外​光​谱​仪是傅立​叶​变​换近​红​外​光仪，严格按照光谱仪器要求的使用过程和操作规程采集所有原油的近红外光谱图。

近红外光谱仪，我们使用光程为1mm的石英试样池，每个样品扫描8遍，采集到的光谱图进行均值化处理。

1．3对近红外测量得到的谱图进行转换，数据库的建立

我们在分析研究中，需要寻找已经得到的北疆原油近红外光谱图与北疆原油酸值的相关关系以及关联性的大小，为了完成这个过程，我们必要要采用先进的分析方法和软件，以便我们能够达成这个目的，我们对现有的数据分析方法和软件进行了筛查，发现化学计量学软件可以帮助我们实现我们的研究目的。化学计量学软件并不能直接识别我们近红外仪器中扫描得到的各种近红外谱图，需要我们先把近红外光谱，通过一系列的数据处理，转化成用化学计量学软件可以识别的数字化光谱，软件的先进分析方法，可以帮助我们寻找北疆原油近红外光谱图与北疆原油酸值的相关关系以及关联性的大小，海量的数字化光谱，可以建立北疆原油近红外分析所需要的光谱数据库。

[作者简介] 胡卫平，男，本科，高级工程师，2000年毕业于青岛科技大学，主要研究方向为炼油与化工研究及原油评价,电话：15026002952，邮箱 huwpws@ petrochina.com。

2 酸值分析模型初步建立

我们在分析研究中，找到已经得到的北疆原油近红外光谱图与北疆原油酸值的相关关系以及关联性的大小的外部工具之后，开始进行具体的操作流程。在这个研究过程中，我们通过采集到的北疆原油450批次的原油样品作为我们数据库的基础支撑。每一个北疆原油按照仪器操作规程的要求，进入仪器中进行近红外光谱的采集，得到北疆原油的近红外光谱后，按照化学计量学软件识别的要求，我们对谱图进行数量化的详细分析和甄别，是的每一个北疆原油的近红外光谱所采集到的原油信息和数据，能够分毫不差的被转换成的信息，同时我们采用GB/T 264-1983(2004)标准方法分析检测的每一种北疆原油的酸值，分析得到他们的酸值数据，通过软件得到的北疆原油近红外光谱图与北疆原油酸值的相关关系以及关联性的大小，海量的数据形成了北疆原油近红外光谱数据库，化学计量学软件可以建立近北疆原油酸值的数学模型。

3 对北疆原油酸值模型的验证过程

3．1 北疆原油酸值模型验证集的建立

在正式使用北疆原油酸值模型进行分析预测前，我们需要对已经建立的北疆原油酸值模型进行验证，所以我们需要采集相应的北疆原油样品建立相应的北疆原油验证集，随机采集450批次中的20个北疆原油样品，采用GB/T 264-1983(2004)标准方法分析检测的每一种北疆原油的酸值。然后采集相应的北疆原油近红外谱图，转换为化学计量学软件识别的数字化谱图，形成验证集。

3.2 验证酸值的定量分析模型

常规验证模型的方法很多，实验过程中使用了验证集偏差的显著性检验法、验证集预测标准偏差法等方法对已经建立完成的原油初馏点分析模型进一步完成验证。

为了通过普遍公认的方法对我们模型的建立过程精选验证，以便能够得到普适性的结果，我们用近红外外分析方法的一致性检验法，对模型进行验证

完成3.1步骤后我们可以用北疆原油的酸值定量分析模型来分析验证20个北疆原油的酸值性质，分析结果显示，验证集中样品的分析准确率是大于99%的。

验证集中光谱预测的数据与常规方法得到的分析数据之间的偏差小于1%，准确率大于99%的数据分布大于验证集总样品数的95%，表明两者的分析结果是一致的。

实验结果表明已经建立的模型验证通过，北疆原油酸值定量模型可以覆盖并且适用于分析预测模型内的原油样品的酸值。

4 结 论

实验结果表明，我们通过对北疆原油的近红外光谱与酸值性质的研究，可以通过原油光谱来预测分析模型范围内的原油酸值性质。

参考文献

[1] 褚小立. 近红外光谱用于原油快速评价的研究 石油炼制与化工 2012年第43卷第1期P72

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