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2020年CAIA奖二等奖获奖项目成果简介:高档基础油生产过程中关键物性在线NIR分析技术开发及应用

文章来源: 中国分析测试协会      |      2020/12/16



完成单位:中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院

完成人:许育鹏,褚小立,陈瀑,章群丹,吴梅,王小伟,时圣洁,任小甜,李敬岩,刘丹

成果简介: 

     本项目基于专利算法和自行研制的化学计量学软件开发了用于基础油及其生产原料关键性质快速/在线分析的近红外光谱技术,可以快速测定基础油生产原料减压瓦斯油(V)、中间产物(加氢尾油)和产物(基础油)化学组成、粘度、粘度指数和倾点。所建减压瓦斯油(V)近红外分析模型覆盖了中国石化常加工的200余种原油,加氢润滑油基础油近红外分析模型覆盖了II类和III类润滑油基础油的生产范围。预测V、加氢尾油和加氢润滑油基础油组成和物性的准确性满足现行方法规定的再现性要求,其中,预测粘度指数和倾点的准确性分别为2个粘度指数单位和2℃,满足现场快速和在线分析的需求。目前该成果已在炼厂40万吨/年润滑油加氢异构化装置进行工业应用,对六路物料包括异构装置加氢尾油进料、6cst基础油、10cst基础油和5号白油的烃类组成、粘度、粘度指数进行在线检测,相关数据结合优化控制系统指导润滑油生产装置的优化运行。

创新点及科学价值:

  本项目的创新点之一开发了一种新的线性计算方法,利用线性处理公式将近红外光谱数据库中的40℃运动粘度和100℃运动粘度分别进行线性处理,使其与近红外光谱线性相关,然后利用偏最小二乘方法建立相应的近红外分析模型,与直接采用粘度数据建立预测模型相比,利用线性方法处理后建立的模型相关系数大大提高,预测准确度也有显著提升。本项目的另一项创新点是采用石油化工科学研究院专利算法—库光谱拟合方法建立了预测V、加氢尾油和基础油详细烃类组成的近红外光谱分析模型,该方法可使模型维护简单方便,解决了困扰近红外光谱应用推广的模型维护难题。

社会经济效益:

     本项目开发的基础油和生产原料关键性质快速/在线近红外光谱技术不仅提高了分析速度,同时还可以节省大量分析费用和人力成本。在炼厂进行工业应用时,该技术可以实时在线测定润滑油装置异构进料和基础油性质,因不必采用传统取样分析,可以节约80%分析成本,按照炼厂常规分析频次,每天每路物料减少两个样品的中控分析估算,为炼厂节省费用取得的直接经济效益为150万元/年(每天1个样品每个样品分析4个性质,按每个性质100元算,一天就是5000元分析费)。除显著提高分析效率,降低分析成本以外,引进在线分析技术后,实时分析数据结合优化控制系统可指导炼厂润滑油生产装置的优化运行,在提高生产装置自动化和信息化水平的同时,也提高了装置平稳运行能力和加工量,保守估计可取得上百万元/年的间接效益。

应用前景:

     预期该技术将在本行业十余套类似装置得到推广应用,成为未来智能炼厂自动化检测网络中的重要一环,可为企业带来非常可观的经济和社会效益。