[发明专利]一种原油种类的近红外光谱识别方法

说明书

一种原油种类的近红外光谱识别方法，包括收集各种原油样品，取4628～4000cm^‑1和6076～5556cm^‑1谱区经二阶微分处理的吸光度建立原油样品近红外光谱数据库，将近红外光谱库进行主成分分析，取前14～16个主成分的光谱库得分矩阵T和光谱库载荷矩阵P；将待识别原油样品在上述特征谱区经二阶微分处理的吸光度构成矢量x，求得其主成分得分向量t，从光谱库得分矩阵T中选取与得分向量t相近的10～40个原油样品，将其光谱组成邻近光谱数据库，求得邻近光谱库各样品对x的识别参数，若所有的Q_i值均不大于Q_t，则没有与待识别原油相同的样品；若Q_i>Q_t，且i样品的每个移动相关系数均不小于0.9900，则待识别原油与邻近数据库中的i样品相同。该法可提高未知原油样品的识别速度。

技术领域

本发明为一种原油样品的光谱识别方法，具体地说，是一种用近红外光谱识别原油种类的方法。

背景技术

原油评价在原油开采、原油贸易、原油加工等各个方面发挥着十分重要的作用，尽管目前已经建立了一套较为完整的原油评价方法，但是这些方法分析时间长、工作量大、成本高，远不能满足实际应用的需要。因此，目前大型石化企业都在基于多种现代仪器分析手段开发建立原油快速评价技术，包括色-质联用(GC-MS)、核磁共振(NMR)、近红外光谱(NIR)和红外光谱(IR)等，其中NIR方法由于测量方便、速度快、并可用于现场或在线分析而倍受青睐。

与NIR测定其它油品如汽、柴油不同的是，原油评价指标多，例如仅原油的一般性质就有几十项，若加上各馏分的性质将有上百项。若采用传统的因子分析方法如偏最小二乘(PLS)建立逐个性质的校正模型显然是不可行的。将近红外光谱与原油性质数据库结合起来是较好解决这一问题的技术路线之一，即以NIR光谱为特征对待测原油进行识别，从NIR光谱库中识别出其品种，然后再从已有的原油性质数据库中调出其评价数据，从而实现原油快速评价的目的，为确定原油加工方案和优化生产决策及时获得评价数据提供了一种简捷的方法。

现存的原油评价知识库大都具有原油比对的功能，通过待测原油的几个已知性质如密度、粘度、酸值、硫含量和残炭等从数据库中找出最相似的一种或多种原油，从而用这些近似的原油评价数据给出待测原油的评价数据。这类方法用到的识别参数是原油的一些基本性质，这些原油性质的测定相对繁琐，且测量时间长，提供的信息也不全面，限制了这种方式的应用普及。

近红外光谱主要反映的是C-H、N-H和S-H等含氢官能团的信息，非常适合油品的定量和定性分析，原油的近红外光谱中包含了丰富的组成结构信息，具有很强的指纹性，且近红外光谱的采集方便、快速、成本低，因此，以近红外光谱为指纹特征对原油的品种进行识别将会成为一种快速简便的原油识别方式。

CN200910169611.8公开的“一种由近红外光谱快速识别原油种类的方法”基于移动窗口概念(Moving Window)结合传统相关系数法提出了一种用于原油近红外光谱快速识别的方法－移动窗口相关系数法。这种方法可以准确地对原油品种进行识别，并能给出不同原油近红外光谱之间详细的差异信息，为解析谱图提供有力帮助。但是，该方法数学计算量大，耗费的计算时间较长，对于一个包含上千条原油光谱的数据库，识别一种原油往往需要5min，限制了该方法的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种原油种类的近红外光谱识别方法，该法可提高现有的原油种类近红外光谱快速识别方法的计算速度。

本发明提供的原油种类的近红外光谱识别方法，包括如下步骤：

(1)收集各种类型原油样品，将原油样品的近红外光谱进行二阶微分处理，选取4628～4000cm^-1和6076～5556cm^-1谱区的吸光度建立原油样品近红外光谱数据库，将近红外光谱库进行主成分分析，取前14～16个主成分的光谱库得分矩阵T和光谱库载荷矩阵P，