[发明专利]一种由近红外光谱预测原油性质的方法

说明书

一种由近红外光谱预测原油性质的方法，包括收集各种类型原油样品，用常规方法测定其物性数据，并测定近红外光谱，进行二阶微分处理，选取4628～4000cm^‑1和6076～5556cm^‑1谱区的吸光度与原油样品对应的物性数据建立原油样品近红外光谱数据库，将待测原油样品在上述谱区的吸光度构成光谱矢量x，通过计算识别参数Q_i,取Q_i值最大的u个邻近原油样品，组成邻近物性数据库，并以此为基准，通过随机虚拟建立虚拟数据库，由其中识别成功的若干与待测原油接近的虚拟数据库样品的性质通过加权计算预测待测原油的性质。该法可有效提高原油性质的预测准确性。

技术领域

本发明为一种原油种类识别及性质预测方法，具体地说，是一种由近红外光谱预测原油性质的方法。

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，目前国内外大型石化企业都正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测定其他油品如汽、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、硫含量和残碳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公开了“一种由近红外光谱快速识别原油种类的方法”，该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，结合原油评价数据库能够快速给出待测原油的性质数据，是一种简易而可靠的原油评价分析数据快速预测方法。但是，在实际应用过程中，由于不同时期开采的同一种原油在化学组成上往往会有一定的差异，或者在储运过程中混杂了其它种类的原油，原油的性质也相应地会发生改变，所以采用CN200910169611.8的方法，经常无法从原油近红外光谱库中识别出与待测原油完全一致的原油种类，大大限制了这种快速识别技术的应用范围。

CN201410449024.5公开的采用原油光谱的随机虚拟混兑方法，由于随机产生了大容量的虚拟原油光谱，在很大程度了提高了原油识别成功的概率。但是，在实际应用过程中，由于原油在采集光谱过程中环境条件会发生变化，同一原油在不同时间所测的光谱会发生一定变化，这些光谱的变化会影响识别结果，使识别结果发生相应改变，致使最终预测的原油评价结果产生变动，预测结果的重复性变差，预测准确性也受到一定影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种由近红外光谱预测原油性质的方法，该法可有效提高原油性质的预测准确性。