炼油厂实验室快速检测 原油检测解决方案

炼油厂实验室快速检测 解决方案

1.行业现状

在石油炼制工业中，汽油性质包括：辛烷值（RON、MON和爆震指数），各种沸程数据，蒸汽压，组成数据（POINA），苯含量，硫含量，氧含量等。对于这样一些常规分析工作，往往涉及使用大量各种分析仪器设备和分析方法，其中，有些设备和分析及维护费用都很高（如辛烷值机和十六烷值机的价格在200万元以上到600万元，单个数据分析价格在900至2000元），有些分析方法比较费事和费时，分析前需要对样品进行复杂的前处理，有些分析过程（尤其是涉及到物理分离或化学转化过程）短则几小时，多则几天，其分析效率很低，这种情况常常严重制约了工业生产以及科研工作效率，这些矛盾在一些大的炼厂和化工厂里表现得更为突出，比如对于年加工500万吨原油的某些炼厂的分析化验室人员多达400多人，也经常出现由于分析效率低，而不能及时为生产提供控制所需的分析数据，从而影响到炼厂的正常生产。因此，分析效率对生产企业的市场竞争能力有着较大的影响，主要体现在以下几个方面：

（1） 分析效率与产品质量：企业的产品质量好坏是影响企业市场占有率的重要因素之一。在生产过程中变化的因素很多，都会对产品质量有影响，需要及时检测原料、中间物料和产品的质量指标，根据测量数据及时控制生产条件，以生产出合格的产品。分析效率低，滞后于生产对其的需求，就会影响到产品质量，从而对市场竞争能力产生不良影响。

（2） 因为影响生产过程的许多因素变化是不可避免的，造成产品质量波动也是必然的。企业在分析效率低的情况下，为了保证产品质量合格，采取的办法是在生产条件上留有“余地”，比如提高装置的苛刻度和增加产品中高附加值的组分含量，与质量卡边操作相比， “浪费”了一些质量指标，大大增加了生产成本。

（3） 分析成本是整个企业生产成本的一部分，主要体现在仪器设备购置、维护、材料消耗和人工费用上，低的分析效率导致高分析成本，对于大企业的这部分费用相当可观，它对企业的市场竞争能力的影响不容忽视。

2.解决方案

成品油快检技术的关键设备是成品油综合快速分析仪，该设备采用的是近红外光谱技术。近红外光谱技术是一种常见的分析手段，它以物质对红外光的吸收作为理论基础。它是介于中红外光（2500～25000nm）和可见光（400～780nm）之间的电磁辐射波，一般将近红外光谱区定义为780～2526nm（波数范围为12820～3959cm-1）的区域。由于近红外光谱区与有机分子中含氢基团（C—H、O—H、N—H）的振动频率吸收区相一致，所以通过扫描样品的近红外光谱，就可以得到样品中含氢基团的特征信息。同时，利用近红外光谱技术分析样品具有简便、快捷、高效、准确、价廉、不破坏样品、不消耗化学试剂、不污染环境等优点，因此该技术受到越来越多的青睐。

近红外光谱(波长范围780-2526mm)的产生主要是样品分子中含X-H键(X为C,O,N,S等)基团的化合物在中红外区域基频振动的倍频及合频吸收。石油化工产品的主要成分是烃类化合物，而近红外分析技术可以针对其中的基团化合物进行检测，因此在油品分析中运用近红外光谱分析技术，是十分适合的。 弗莱德科技推出的FISA-2000油品综合快速分析仪已经在全国炼油厂有大量应用，对石油炼化各个工艺化验工作提供了快捷高效的分析手段。    

3.产品介绍

FISA-2000油品综合分析仪

1.采用国际先进的平面镜电磁驱动干涉仪，DSP 控制，每秒不低于 13 万次高速动态准值系

统；可消除震动及温度带来的测量误差，实现车载的稳定性及准确性。

2.傅里叶型综合分析仪，采用 CaF2 分束器

3.采样模块均有独立的高灵敏度 InGaAs 检测器

4.光谱范围 12800-3800cm-1 (780 – 2630nm)

5.标准配置分辨率为 2 cm-1 (0.3 nm@1250 nm)

6.波数重现型（系统自身）：10 次测量的标准偏差 < 0.006 cm-1

7.波数重现性（系统与系统间）：优于 0.05 cm-1 (0.008 nm@1250 nm)

8.波数准确性± 0.03 cm-1 (0.005 nm @1250 nm)

9.透射采样模块：

9.1 计算机控制自动 3 位样品穿梭装置，两个样品分析位置，内置背景采集光路；样品和背

景的采集实现完全自动化；

A.可用于分析液体样品，还具有可用于分析包装材料、薄膜等固体样品的检测装置；可自

动适应光程 0.5-10mm 长的样品池，而不需更换样品池支架。

10.操作软件：

A.能够基于 Workflow 进行标准工作流程（SOP）的制定和分析方法的开发；带有自动光谱

校 正功能，能够自动校正光谱背景，提高数据准确性和结果可靠性；

B.能够实现单键操作，即只要使用一个按键便能自动完成采集光谱、测量结果、生成报告

和 存贮结果等步骤；能够显示分析指标实时变化趋势线；

C.能够自动产生 Text 报告，便于与 LIMS 实验室信息管理系统进行通讯；

D.能够通过 OPC 技术与其它控制系统或信息管理系统进行数据交换。

11.化学计量学软件：

A.必须是独立的化学计量学软件，能够独立于操作软件而使用；

B.定量算法包含有最小二乘回归（CLR）、逐步多元线性回归（SMLR）、主成分回归（PCR） 、

偏最小二乘回归（PLS）及加权 PLS、非线性 PLS 等改进算法；定性算法包括线形判别分析

技 术、相似度和距离匹配技术、光谱检索技术和 SIMCA 等；灵活的数据处理功能，数据

格式与 各种统计分析软件相互兼容；辅助实验设计功能；操作简单，逐步的帮助向导，丰

富而深入 的在线帮助信息。

C.全中文操作界面，具备模型调用、数据库，报告出具，账户管理、LIMS 连接等模块。

D. 数据库已经完全具备覆盖中石油、中石化及全国各地方炼厂油品性质的模型数据库，汽

油代表性样品要求40000个以上，柴油代表性样品要求30000个以上，车用尿素代表性样品  20000个。具有完整的车用汽油、车用柴油、 车用乙醇汽油、 车用尿素数据库， 能够直接适用市场监督部门的油品市场监督检查。

12. 可扩展石科院原油评价数据库

4.执行标准

产品完全符合成品油近红外检测方法(DB37/T3636-2019、 DB37/3638-2019、 DB37/3640-2019)要求，具体标准如下

DB37/T 3636-2019 车用汽油快速检测方法 近红外光谱法

DB37/T 3635-2019 车用汽油快速筛查技术规范

DB37/T 3638-2019 车用柴油快速检测方法 近红外光谱法

DB37/T 3637-2019 车用柴油快速筛查技术规范

DB37/T 3640-2019 车用乙醇汽油（E10）快速检测方法 近红外光谱法

DB37/T 3639-2019 车用乙醇汽油（E10）快速筛查技术规范

DB37/T4118-2020 柴油发动机氮氧化物还原剂-尿素水溶液（AUS 32）的快速检测方法 近红

外光谱法

DB37/T4119-2020 柴油发动机氮氧化物还原剂-尿素水溶液（AUS 32） 快速筛查技术规范

5.经济效益

炼化实验室：综合快速分析系统可以代替大部分的实验室检测工作，减少人员成本，提高检测效率，极大的节省企业运营费用。以山东石油炼化企业为例，目前已经应用的炼化工艺有29个，每个炼化工艺平均按15个检测指标计算，就是435个检测指标，每个工艺点每天取样取样频率3次，每个指标按100元计算，全部化验就需要13万元。每年按300天计算（除去设备检修、节假日），一年的化验费用就可节约3600万元人民币。山东省目前有20家炼化企业采用了油品综合快速分析系统，每年就可节省检测费用几亿元。

炼厂调油：采用油品综合快速分析系统可以有效提升炼化企业的化验效率，及时有效对油品炼化工艺进行技术指导，提高成品油的综合质量。因综合分析系统可把样品分析时间从一个小时降为一分钟，可大量节约调油助剂的添加，对每吨成品油可节省10-30元费用，山东省成品油年产能近2.1亿吨，炼化企业每年将节约几十亿费用。