利用近红外光谱检测成品油管道混油界面的方法技术

一种利用近红外光谱检测成品油管道混油界面的方法，包括按一定的时间间隔测定成品油管道内油品的近红外光谱，将其进行二阶微分处理，计算连续测定的n次光谱在特征光谱区间的吸光度平均标准偏差S，通过吸光度平均标准偏差S的值判断成品油管道内油品是否为混油。该法可有效检测成品油管道内的混油界面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种成品油管道混油界面的测定方法，具体地说，是一种用近红外光谱测定成品油管道混油界面的方法。
技术介绍
目前，国内外成品油管道输送已经或正在替代成品油铁路和公路运输，成为成品油运输的主力。多种油品顺序输送是用一条管道采用分批交替或顺序输送不同种类的油品，即可交替输送汽油、煤油、柴油等不同种类的成品油，也可交替输送各种原油、成品油和各种化工产品，从而大大提高管道的利用率。成品油管道作为先进的运输方式，不仅具有进一步减少环境污染，缓解运输压力，提高运输安全系数的作用，而且具有铁路、公路、水路等其他方式无法比拟的运输优势，如管道输送油品损耗低，只有万分之五，而铁路运输损耗率是其2倍。管道运输费用明显低于铁路运输，铁路运输的综合单价为0. 1237元/t · km，管道项目在保证内部收益率12%的基础上，综合单价仅为0. 0772元/t -km,比铁路运输节约 45.7%，成品油可以从产地直接输送到消费地，大大减少转运环节，与铁路相比，管道运输能耗可节约40%，人力节省一半，运输成本大幅降低。成品油管道通常采用顺序输送的方法，也就是一种油品跟在另一种油品的后面分批输送。油品在流动过程中会扩散，两种油品交替处会形成混油段。通常这个混油段从开始出现到最后消失会持续半个小时左右，为保证油品质量，必须精确测量油品之间界面的位置，进行混油切割操作，尤其不能让低质量的油品混入高质量的油品中，从而降低质量。 在用成品油管道输送油品时，通常通过界面检测的方式对混油段进行检测。界面检测的方法有很多，大致分为标示法和特性测量法，标示法有荧光、色素染料和放射性标记等识别方法，特性测量法有密度、介电常数和超声波等方法，界面检测采用特性测量法居多，尤以密度测量法最多。由于油品特性的千差万别，这些检测方法往往难以精确地测定所有油品的界面，一旦发生误差，将会造成重大事故和经济损失。“油气储运”第23卷第12期P55 57页公开的“光学界面探测仪在成品油管道上的应用”指出可用光纤探头及光谱原理测定管道内所输产品界面的变化，并与用密度计检测界面的方法进行了对比，讨论了油品输送顺序、杂质和油罐切换对光学界面探测值的影响，但未指出探测混油界面所用光的种类。上世纪90年代以来，在激光、光纤、微电子、计算机和化学计量学(Chemometrics) 等与光谱和波谱仪器相关新技术不断发展的带动下，出现了许多新型的光谱和波谱类过程分析仪器，如红外、近红外、拉曼以及核磁共振等，使得原来只能在实验室中进行物质成分分析的结构复杂、体积庞大的分析仪器也能用于工业现场的实时在线分析。尤其是在线近红外光谱分析技术(NIR)，因其仪器较简单、分析速度快、非破坏性和样品制备量小、几乎适合各类样品(液体、粘稠体、涂层、粉末和固体)分析、多组分多通道同时测定等特点，成为在线分析仪表中的一枝奇葩。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用近红外光谱检测成品油管道混油界面的方法，该法通过连续测定管道内成品油的近红外光谱，可快速跟踪成品油管道内的混油界面。本专利技术提供的，包括按一定的时间间隔测定成品油管道内油品的近红外光谱，将其进行二阶微分处理，计算连续测定的η 次光谱在特征光谱区间的吸光度平均标准偏差S，计算方法为按式(1)和( 计算连续测定的η次光谱在特征光谱区间内每一个测定波长点对应的吸光度Au的标准偏差SSi,再按式C3)计算连续测定的η次光谱在特征光谱区间内的吸光度平均标准偏差S，权利要求1.一种，包括按一定的时间间隔测定成品油管道内油品的近红外光谱，将其进行二阶微分处理，计算连续测定的η次光谱在特征光谱区间的吸光度平均标准偏差S，计算方法为按式(1)和( 计算连续测定的η次光谱在特征光谱区间内每一个测定波长点对应的吸光度Au的标准偏差SSi,再按式C3)计算连续测定的η次光谱在特征光谱区间内的吸光度平均标准偏差S，2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于测定管道内油品的近红外光谱的波长范围为 700 ^OOnm。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的特征光谱区间的波长范围为 780nm 880nm，890nm 970nm，1120nm 1240nm，1650nm 1850nm 或 2250nm 2500nm。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于当特征光谱区间的波长范围为890nm 970匪，测定管道内油品的近红外光谱波长范围为890nm 1700nm时，吸光度平均标准偏差 S大于1X10_4，判断成品油管道内油品为混油，S彡1X10_4，判断成品油管道内油品为单一油品。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的连续测定管道内油品的时间间隔为 0. 1 2. 0分钟。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于η值为2 15。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于顺次移动地计算η次光谱在特征光谱区间的吸光度平均标准偏差S。8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的混油为不同标号的汽油的混合油或汽油与柴油的混合油。全文摘要一种，包括按一定的时间间隔测定成品油管道内油品的近红外光谱，将其进行二阶微分处理，计算连续测定的n次光谱在特征光谱区间的吸光度平均标准偏差S，通过吸光度平均标准偏差S的值判断成品油管道内油品是否为混油。该法可有效检测成品油管道内的混油界面。文档编号G01N21/35GK102235970SQ201010160480公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日专利技术者孙岩峰, 褚小立, 许育鹏, 陆婉珍 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用近红外光谱检测成品油管道混油界面的方法，包括按一定的时间间隔测定成品油管道内油品的近红外光谱，将其进行二阶微分处理，计算连续测定的ｎ次光谱在特征光谱区间的吸光度平均标准偏差Ｓ，计算方法为：按式（１）和（２）计算连续测定的ｎ次光谱在特征光谱区间内每一个测定波长点对应的吸光度Ａｉｊ的标准偏差ＳＳｉ，再按式（３）计算连续测定的ｎ次光谱在特征光谱区间内的吸光度平均标准偏差Ｓ，（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ＳＳ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｑｒｔ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ａ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）Ａ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ＯｖｅｒＢａｒ；（／ｍｏ）?（／ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｓｑｒｔ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）Ａ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ＯｖｅｒＢａｒ；（／ｍｏ）?（／ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ａ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｓ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ＳＳ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）式中，ｉ为特征光谱区间内某个测定波长点序号，ｉ＝１，２，．．．，ｍ，ｍ为特征光谱区间内测定的波长点总数，ｊ为某次测定的光谱序号，ｊ＝１，２，．．，ｎ，ｎ为计算吸光度平均标准偏差所用的连续光谱的次数，通过吸光度平均标准偏差Ｓ的值判断成品油管道内油品是否为混油。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许育鹏，褚小立，孙岩峰，陆婉珍，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11