Determination of RON, aromatics, benzene, olefins, and density in reformate by NIRS

Význam tématu

Rafinace pomocí katalytického reformingu produkuje vysoce oktanové reformáty používané pro prémiové benziny a petrochemické suroviny. Přesné a rychlé stanovení klíčových parametrů, jako je výzkumné oktanové číslo (RON), obsah aromátů, benzenu, olefinů a hustota, je nezbytné pro udržení kvality paliv a optimalizaci výrobních procesů. Tradiční metody jsou však časově náročné a vyžadují značnou přípravu vzorků.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem této studie bylo ověřit schopnost analyzátoru Metrohm DS2500 Liquid Analyzer provést kompletní analýzu reformátu pomocí NIR spektroskopie. Studie zahrnovala 507 vzorků reformátu a porovnání výsledků s referenčními metodami ASTM D2699 (RON), ASTM D5769 (aromáty), plynovou chromatografií (benzén, olefiny) a densitometrií.

Použitá metodika a instrumentace

• Spektroskopie v transmitančním módu se spektrem 400–2500 nm
• 8 mm jednorázové kádinky, teplotní řízení na 35 °C
• Metrohm DS2500 Liquid Analyzer (č. 2.929.0010)
• Držák pro 8 mm kádinky (č. 6.7492.020)
• Software Vision Air Complete (č. 6.6072.208) pro sběr dat a vývoj kalibrací

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační modely NIR vykázaly vynikající korelaci s referenčními metodami (R²>0,98):

• RON: R²=0,996, SEC=0,34, SECV=0,36
• Aromáty: R²=0,999, SEC=0,88 % vol, SECV=0,91 % vol
• Benzén: R²=0,984, SEC=0,066 % vol, SECV=0,088 % vol
• Olefiny: R²=0,982, SEC=0,71 % vol, SECV=0,87 % vol
• Hustota: R²=0,993, SEC=0,0029 kg/L, SECV=0,0034 kg/L

Analýza vzorku trvá cca 1 minutu bez jakékoliv přípravy, což představuje významné zrychlení oproti 30–45 minutám u konvenčních metod.

Přínosy a praktické využití metody

• Zkrácení času analýzy z desítek minut na jednu minutu
• Žádná příprava vzorku a minimalizace chemikálií
• Nižší produkce odpadu a provozních nákladů
• Vhodné pro rutinní kontrolu kvality v laboratořích i v provozech

Budoucí trendy a možnosti využití

• Online a inline analýza přímo ve výrobních linkách
• Rozšíření kalibrací pro další palivové parametry a petrochemikálie
• Automatizace pomocí vzorkovacích robotů pro vyšší průchodnost
• Využití strojového učení a big data pro prediktivní údržbu a optimalizaci procesů

Závěr

Metrohm DS2500 Liquid Analyzer prokázal schopnost rychle a spolehlivě stanovit RON, obsah aromátů, benzenu, olefinů a hustotu reformátu. Metoda zkracuje dobu analýzy, eliminuje přípravu vzorku a chemikálie a je vhodná pro vysokoprůchodovou kontrolu kvality.

Reference

• Application Note AN-NIR-114 „Determination of RON, aromatics, benzene, olefins, and density in reformate by NIRS“
• ASTM D2699: Research Octane Number Determination
• ASTM D5769: Determination of Aromatic Content