在石化炼油厂中使用NIR光谱

石油化学精炼是一种复杂的多步骤，涉及数百种化学品种。虽然在运输燃料中使用石油的全球增长正在放缓，但对原油改进生产的化学品的需求不是，¹随着许多国家投资超过1000亿美元的石油化工的回应。²

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许多炼油厂都在寻找利用这种“原油转化为化学产品”的方法，以在不断变化的市场中保持竞争力。其中一部分涉及将精炼过程集中在高价值化合物的生产上，如石脑油等中等量碳氢化合物。另一个是提高精炼过程中许多阶段的效率和产量。

这方面的挑战是找到能够处理原油混合物化学复杂性的技术，从而提供感兴趣的化学物质的定量和定性信息。这种筛选对于生产符合国际标准和法规的产品也是必不可少的。

用NIR光谱学分析

快速筛选和烃基混合物的快速筛选和分析的最佳技术之一是近红外（NIR）光谱。许多石化化合物非常强烈地吸收Nir光，并且每个化学物质具有唯一的能量和强度的吸收模式，称为光谱指纹。利用校准，由于观察到的信号的强度与化学存在的浓度成比例，因此也可以用于量化化学物质的定量。

随着导向波的发展NIR-O过程分析仪^3.，可以将这些设备集成到炼油厂的许多不同领域，实现混合物的自动化在线分析。导波的NIR-O仪器与光多路复用器的设计，使一个单一的仪器可以监测多达12个不同的采样点，提供优良的过程覆盖。这可以作为在线优化加工或最终产品分析的反馈系统的一部分，如燃料辛烷值的测定。

近红外光谱的另一个重要应用是NIR-O仪器适用于，是在精炼过程中苯水平的监测。美国环境保护署(EPA)最近的立法规定，炼油厂必须采取措施减少苯和类似的空气有毒物质(如1,3-丁二烯和萘)的生产。年平均苯水平必须低于0.62%体积百分比。⁴

通过将nir光谱与3组合^{理查德·道金斯}党的化学计量软件包如解克，PLS-Toolbox和Pirouette，引导波提供了一个完整的在线解决方案，用于测量汽油中的苯，这与依赖于离线采样的基于实验室的基于实验室的方法的准确性一致。随着易用性，这代表了通过使用原位探针来实时监测过程组成变化的重要时间和成本节约。⁵

LPG加工和质量控制

另一个受益于导波niro设备快速分析能力的关键领域是液化石油气(LPG)处理。在炼油厂中，近红外光谱技术被广泛应用于液化石油气的过程监测⁶但在成分分析方面则不然，成分分析通常使用气相色谱法(GC)进行离线测量。

引导波最近显示，通过安装单个NIR-O光谱仪，采用采样点，覆盖主分馏器单元和去喷射器和去血液器流，可用于更换更昂贵和复杂的以维持GC仪器。⁷使用自动化数据分析，NIR分析仪系统可以成功地用于评估所产生的丁烷和丙烷的纯度，以及优化细化过程本身的速度和质量控制。随着LPG处理通常涉及气态和液体样品的混合物，也可以鉴定检测到的化合物的相位，仅包括LPG的测量，提高了测量的鲁棒性和可靠性。

选择近红外传感而非离线GC分析，可以显著减少新项目的资本支出，因为可以用一个设备同时监控多个流。该分析仪易于安装，因为可以使用长时间的热稳定光纤电缆到达采样点而不会损失信号质量，甚至可以用于查看被监测燃料的其他特性，而不仅仅是化学成分。

NIR-O过程分析仪

nni - o过程分析仪

的NIR-O过程分析仪可以多路复用，最多12个不同的样本点，在有许多处理流的炼油厂中使用必不可少。引导波的专利最先进的现实样品界面，例如金传输SST探针，可以承受最恶劣的过程条件，同时仍提供无与置意的光传输。所有过程流的数据监控可用于促进工厂所有区域的实时反馈加工优化，对炼油厂的盈利能力显着影响，并且如果需要，可以随着时间的推移添加其他采样点。

引导波的作品表明，NIR技术可以轻松竞争传统的GC分析方法进行组建分析，增加成本和时间储蓄和在线过程监控的选项的额外优势。

NIR-O过程分析仪利用双光束光学和内置诊断实现卓越的可靠性和非常高的信噪比的最佳灵敏度的测量。其波长精度是NIST可追踪的，而且其出色的光学性能使其能够区分即使是最相似的碳氢化合物物种，无论是液体、气体还是薄膜。

1. BP Energy Outlook - BP， (2020)，https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/energy-outlook/demand-by-sector/transport.html.，访问21.^圣10月2020年
2. 为什么石油的未来是化学品，而不是燃料- A. H. Tullo， (2019)https://cen.acs.org/business/petrochemicals/future-oil-chemicals-fuels/97/i8，访问21.^圣10月2020年
3. NIR-O分析仪-导波，(2020)https://guided-wave.com/nir-o-full-spectum-analyzer/，访问21.^圣10月2020年
4. 美国环保局（2007年），https://www.epa.gov/gasoline-标准 - / gasoline-mobile-source-air-toxics.，访问21.^圣10月2020年
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6. Alcalà，M.，Blanco，M.，Menezes，J.C.，Felizardo，P. M.，Garrido，A.，Pérez，D.，...Romañach，R.J.（2012）。近红外光谱在实验室和过程分析中。分析化学的百科全书。https://doi.org/10.1002/9780470027318.A9361.
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