近红外分析仪在油品调合中的应用

　　1　引　　言

　　对生产自动化来讲,传感器的选择是一个非常重要的环节,性能良好的传感器可以为整个自控系统的顺利运行提供物质保障。同时,作为环境污染之一的大气污染问题也是许多城市已经面临或即将面临的严重问题。提高空气质量的一个有效途径就是减少汽车有毒气体的排放,这要取决于燃料特性和汽车废气排放技术的最佳结合[1]。世界上许多城市已经遭受严重的大气污染,因为这些城市的车辆几乎完全没有采用排放控制技术[2]。在这种情况下,使用新配方汽油以减少汽车排放气的污染就显得格外迫切。各炼油厂在采用经苛刻的催化裂化和催化重整来提高汽油质量的同时,也采用含氧化合物,如甲基叔丁基醚(MTBE)和甲醇(methanol)来代替含铅添加剂,通过调合法生产汽油。传统的汽油调合方法是泵循环罐式调和,不仅需要昂贵的调和罐投资,而且调合时间长,油品消耗大,能源消耗多。同时不能对调合比例精确控制,调合作业分批进行,一次调合合格率低,调合成本高[3]。近年来兴起的管道汽油自动调合系统则可以克服这些缺点,能减少重调次数,大大降低调合成本。作为该系统的关键环节——传感器的选择尤其重要,它决定着该自动控制系统能否正常运行。比如传统的辛烷值测量仪器使　　用爆震发动机测量仪,其滞后时间达20分钟以上,这不利于实时控制作用的发挥[4]。近红外分析仪则完全能弥补这个缺点,以其测量准确快速,便于对生产进行实时控制等优点为炼油厂的优化控制提供强有力的支持。

　　2　原理和特点

　　2.1　油品调合的原理和特点

　　2.1.1　原理

　　管道调合是将各个组分和添加剂按比例同时送入总管道和管道调合器进行均匀调合的方法。管道调合器一般是静态调合器,它的作用是液体依次通过混合器内的每个混合元件前缘时被分割并交替变换,最后由扩散达到均匀混合[5]。管道调合系统主要包括管线、近红外分析仪、计算机控制系统、调节阀和常规测量仪表等。汽油管道调合系统的示意图见图1。

　　参加调合的各组分的质量指标是已知的(也可在线测量),根据调合模型和对目标产品的质量要求,计算机根据优化算法可以给出初始调合配方。近红外分析仪将测得的目标产品的实际质量指标送入计算机和模型输出进行比较,进一步优化得优化配方,如此循环往复,即可实现汽油质量指标的在线卡边控制。

　　2.1.2　特点

　　相对于罐调合的缺点,管道调合的优点主要表现在以下几个方面[6]:

　　A.可减小成品汽油中各指标的富余量,实现卡边控制。

　　B.优化与合理利用各组分汽油,发挥组分汽油之间的正调合作用。