基于拉曼光谱解析的调和汽油辛烷值在线分析及控制

发布时间：2023-01-06 19:10

　　汽油管道调和技术已广泛应用于炼油生产过程,而针对调和汽油的在线分析与控制问题,直接关系到成品汽油的质量与炼厂经济效益。作为一种新的分子光谱技术,在线拉曼分析技术具有检测周期短、特征性强、现场维护工作量少等优势,然而,由于调和汽油的组成复杂,对应的拉曼光谱重叠严重。为此,本文深入研究了调和汽油拉曼光谱信号分离及其应用问题。论文的主要研究内容包括:（1）结合调和汽油在线检测光谱的相似性,设计了一种拉曼光谱快速解析算法,在解析精度相似的条件下,大幅度地减少了算法的运行时间;以相关系数为相似指标,对油品样本集进行拉曼特征分析,并进行了拉曼特征峰的分类。（2）针对调和汽油辛烷值的定量分析问题,利用拉曼特征分析结果,结合光谱分量的物理意义,选择主要特征量,剔除相关分量光谱,设计了一种结合多元线性回归（MLR）与偏最小二乘法（PLS）的辛烷值混合模型。对比常规PLS模型,混合模型所需的主成分数少;而面对样本集容量的变化,混合模型性能更加稳定,模型精度也优于常规PLS模型。现场投运结果表明,嵌入上述混合模型的在线拉曼分析仪运行状态良好,对比管道取样的人工分析数据,拉曼分析值的均方误差为0.26。（3）... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 综述
    1.1 调和汽油生产工艺
    1.2 汽油品质的光谱分析
        1.2.1 辛烷值等综合指标的定量分析
        1.2.2 汽油添加物检测
        1.2.3 汽油定性分类
    1.3 汽油调和生产调度与优化控制
    1.4 光谱解析技术
    1.5 论文主要研究工作
2 调和汽油拉曼光谱的快速解析与信号分离
    2.1 拉曼光谱预处理
        2.1.1 模拟油样的配置与拉曼光谱采集
        2.1.2 光谱基线校正与归一化
    2.2 拉曼光谱快速解析
        2.2.1 常规解析算法
        2.2.2 快速解析算法
    2.3 拉曼光谱特征分析与信号分离
        2.3.1 油品样本收集
        2.3.2 油品样本集拉曼特征分析
        2.3.3 油品拉曼特征峰的分类
    2.4 结论与讨论
3 基于光谱解析的调和汽油辛烷值定量分析
    3.1 样本集划分
    3.2 结合MLR与PLS算法的辛烷值混合模型
        3.2.1 混合模型结构设计
        3.2.2 基于主要特征量的辛烷值MLR模型
        3.2.3 基于PLS算法的辛烷值残差模型
        3.2.4 模型线性叠加
    3.3 模型效果分析
        3.3.1 对比常规PLS模型
        3.3.2 更改样本集划分比例
        3.3.3 随机划分样本集试验
    3.4 辛烷值混合模型在线检测运行状况
    3.5 结论与讨论
4 基于非线性预估器的调和汽油辛烷值控制
    4.1 调和汽油辛烷值控制对象描述
        4.1.1 汽油调和过程
        4.1.2 基于工艺机理的动态模型
    4.2 基于非线性预估器的控制系统
        4.2.1 非线性控制系统结构
        4.2.2 非线性预估器参数选择
    4.3 控制系统仿真
        4.3.1 参数匹配情况
        4.3.2 参数不匹配情况
    4.4 结论与讨论
5 结论与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 研究工作展望
参考文献
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果



本文编号：3728202