<<技术原理>>
核磁共振(NMR)
核磁共振是磁矩不为零的原子核在外磁场作用下,采用特定频率电磁波照射时,自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。由于原子核周围的电子、临近的质子、原子和化学键等化学环境对磁场的影响各不相同,这种现象导致每个原子核频谱信号的移动也不同(化学位移),这样不同物质的分子结构就能被识别。按照被测原子核分类,有氢谱、碳谱、磷谱和氟谱,目前应用较广泛的是氢谱(H1-NMR)。
其技术原理与医学上的磁共振类似,医学上主要检测人体水分分布,采用的是多维成像技术。石化应用相当于对油品进行拍片,检测分析氢原子分布,推算出油品的分子结构,根据分子结构计算出宏观的物性,如密度、硫含量、氢含量、馏程等。
拉曼(Raman)光谱
拉曼光谱是当一定频率的激光照射样品时,物质的分子与光子发生能量交换,使得分子中原子间化学键的振动发生不同方式和程度的改变,然后散射出不同频率的光,频率的变化决定于散射物质的特性,不同种类的原子团振动的方式是独一的,因此可以产生与入射光频率有特定差值的散射光,差值光谱就称为“拉曼光谱”。
针对于油品分析,烃类分子的C-C、C=C、C-O、C-S等均具有较强的拉曼活性特征,因此拉曼光谱特别适合应用于油品检测。分子中化学键的振动信息不仅反映了物质中分子组成,而且与物质的密度、辛烷值、馏程、十六烷值、蒸气压、闪点等物理特性有关,因此拉曼光谱可作为一种“指纹技术”用于油品的智能快速检测。
<<系统构成>>
<<软件系统>>
自主研发谱图采集系统(HontyeNMR和HontyeRAM)、谱图分析系统(HontyeSAS)和智能快评分析系统(HontyeIRAS),基于浏览器访问的WEB系统,实现了谱图、模型和数据的无缝连接,具有灵活、方便、易用等优点。
按客户需求量身定制快评日报、原油报告;全厂物性地图实时物性跟踪,了解全厂物料物性分布;可实现与LIMS、MES、PIMS/RPMS、ORION、RSIM等系统数据集成,综合全面展示全厂物性信息,为生产方案优化提供数据支撑。
<<硬件设备>>
运行环境和检测目标
项目 | NMR分析仪和Raman光谱仪 |
数据接口 | MODBUS RS-485、TCP/IP |
检测精度 | 满足分析方法标准允许误差范围要求 |
测量范围 | 由参比建模的样品性质范围而定 |
工作电源 | 在线:380V 三相 离线:220V 三相 |
防爆等级 | 在线:I区,Exd II CT4 |
核磁硬件
项目 | NMR在线分析仪 | NMR离线分析仪 |
分析仪型号 | Hontye.PNMR.F60I | Hontye.PNMR.L60I |
尺寸/重量 | 900*700*2100 mm/750kg | 680*700*1200 mm/450kg |
工作频率 | 60±0.5MHz,H1 | |
频率稳定性 | 24h内频率漂移不超过±1000Hz | |
分析探头 | 探头绝热(温度智能)、温度:30℃~100℃、压力:最大2.5Mpa | |
校正参比样 | 水、煤油、柴油 | |
响应时间 | 小于5分钟 | |
准确度 | 10次连续积分的标准偏差不超过±0.25% |
拉曼硬件
项目 | 检测液相物质 | 检测气相物质 |
分析仪型号 | Hontye.Raman.L785(离线液相)Hontye.Raman.F785(在线液相) | Hontye.Raman.L532(离线气相) Hontye.Raman.F532(在线气相) |
尺寸/重量 | 离线:300*440*420mm/约15kg 在线:600*450*500mm/约50kg | |
光源 | 波长:785nm(DPSS激光器); 功率:450mW;线宽:≤0.2nm; 稳定性:0.1%; 可持续使用时间:10,000h | 波长:532nm(DPSS激光器); 功率:200mW;线宽:≤0.15nm; 稳定性:3.0%; 可持续使用时间:10,000h |
光纤芯径 | 100μm激发光纤,200μm收集光纤,配FC标准接头 | |
CCD | -60℃(25℃外界环境温度)制冷;1650 x 200 像素(像素尺寸为 16 x 16 μm) | |
拉曼位移 | 150-3000 cm-1 | 150-4100 cm-1 |
分辨率 | 2-4 cm-1 | |
准确度 | 10次连续扫谱峰面积标准偏差不超过±0.10% |
<<技术服务>>
泓泰天诚拥有专业完整的软硬件研发、设备制造、工程实施、软件部署、物性建模和售后服务团队,有核磁共振分析仪制造基地和备品备件仓库,为客户提供及时、周到、专业的服务,确保设备和系统持续稳定运行。
<<应用场景>>
原油快速评价 在线分析组分原油和混合原油关键性质 原油在线调合减少常减压装置操作波动 模拟切割、简评和详评报告 | 过程质量监控 对生产过程各装置的原料及侧线产品的物性全面进行实 时监控 及时调整生产方案,优化生产 其他性质监控:如管道油品检测、码头运输油品监控等 |
装置在线分析 对关键装置进料及侧线产品进行在线质量分析 为先进控制和在线优化(DCS/APC/RTO)提供 准确数据 实现“卡边”操作、提高企业效益 | 油品调合优化 快速分析汽油、柴油和燃料油产品性质 成品油在线调和,提高一次合格率,减少 质量过剩,节约成本 |
<<技术特点>>
分析速度快
NMR:在线分析6~8分钟/次,离线分析2分钟/次
RAMAN:在线分析2~3分钟/次,离线分析2分钟/次
分析物料多 在线分析多股物料(常规6股),离线分析物料不受限制
分析参数多 可以同时测量多个参数,分析项目和数量由所建模型决定
NMR | NMR/RAMAN | RAMAN |
原油:API、酸值、总碳、总氢、总硫、总氮、水分、凝固点、残碳、胶质、沥青质、TBP曲线(80~540℃)、镍、钒等 蜡油:密度、馏程、粘度、残碳、碱性、氮、C、H、S、N、闪点、凝点等 渣油:密度、馏程、粘度、残碳、C、 H、S、N、Ni、V、闪点、凝点、四组份等 | 石脑油/汽油:馏程、 密度、辛烷值、PONA、硫含量、 氮含量、溴价、蒸汽压等 航煤:馏程、密度、粘度、硫、闪点、烟点、冰点、苯胺点、组成等 柴油:密度、粘度、十六烷值、馏程、闪点、凝固点、硫含量、氮含量等 | 原料气/产品气/反应气/尾气: 甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、正丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯、顺丁烯、反丁烯、1.3-丁二烯、氢气、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等 |
预处理简单
NMR:基于可靠的电磁技术,无需复杂的预处理,待测样品的粘稠度、颜色以及含水量均不会影响测量精度。
Raman:检测样品为透光性好的液体或气体,无需脱水。
系统免维护
NMR:分析系统不受环境温度的影响,无任何移动部件,整个系统的故障率极低,具有免维护的特点。
Raman:定期更换光源,基于单波长激光激发,换光源后,模型可自动校准,免维护。
分析精度高
谱图响应值与测量参数之间呈线性关系,建模所需的样品数量少,模型精度和可靠性高。
适用范围广
NMR:既能对轻质的汽油、煤油和柴油等进行分析,又能对含水、粘稠、颜色深的重质物料如原油、蜡油、渣油等进行分析。
Raman:既对汽油、煤油和柴油等轻质油品进行分析,也可对干气、液化气、天然气等气体进行分析。
安全又环保
NMR设备满足国标《GB8702-2014磁环境控制限值》要求,NMR和Raman分析过程不使用任何有毒溶剂,对人体无任何伤害。
客户价值 | 中控分析智能化 |
结合先进控制实现卡边操作 为装置在线优化提供实时的质量数据 减少原油性质波动 提高油品调合精度 |