Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Bestämning av bensinparametrar med hjälp av NIR-spektroskopi och multivariat kalibrering
1999 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree)Student thesis
Abstract [sv]

Bestämning av bensinparametrar med hjälp av NIR-spektroskopi och multivariat kalibrering Lillemor Andersson 1999. Examensarbete Analytisk Kemi, 20p Examinator Professor Lars G. Blomberg Karlstads Universitet Handledare Niclas Andersson Karlstads Universitet. The laboratory of Scanraff inquired development of multivariate models of gasolineproperties for the gasolinecomponents heavy reformate, light cracker naphta, heavy cracker naphta and polymerised gasoline. A graduationwork became the base for these studies. Properties studied were motor octanenumber, research octanenumber, the destillation-temperature at 95% (V/V) destilled and the final boiling point, the percentage of benzene and the vaporpressure. The properties are modelled towards spectrum from the Near Infrared region. The future purpose of the project is to be able to use models for prediction of some of these properties. That would give a reduction of the measurements with referensmethods. These are often very timedemanding, expensive and sometimes means handling of unhealthy chemicals. The FTIR-instrument used was a Bomem Michelson MB160, which has a good sensitivity within the spectral region 9000-3700 cm-1. The whole region was scanned. A kyvett made of BaF2, 0.5mm wide, was used. Samples were collected during the period October 12th until December 13th. The number of samples collected, was too small for all models. Parts of the samples were quite different from samples from normal processrunning, because of the restartproblematics after the revisionstop in September. This meant that the unnormal samples often got too big influence on the models. Polymerised gasoline as well as the research octanenumber of light cracker naphta had to few samples, why these studies were neglected. The model of the percentage benzene of heavy reformate had the best conditions to succeed, since it got the greatest number of samples collected. An external validation was done for all models, except for the motor octanenumber of light cracker naphta. All models need a greater number of samples for the validation, to make a fair judgement of the predictability of the models. All models except for the percentage benzene in heavy reformate need a greater number of calibration samples to be good enough. In the table below, parts of the results are shown. Table 1. RMSEP Corr Stddev(ref.method) calibration- validation- interval interval Heavy reformate: MON 0,38 0,91 0,18 93,2-96,7 93,2-97,2 Bz (%V/V) 0,05 0,99 0,11 0,1-1,1 0,1-1,3 Heavy cracker naphta: Dest 95% 1,5 0,96 1,34 176,8-198,4 175,8-204,6 Dest FBP 2,41 0,97 1,22 186,7-224,4 185,1-215,7 RON 0,35 0,78 0,12 87,5-89,8 87,5-88,6 MON 0,30 0,65 0,18 78,0-79,7 78,1-79,1 Light cracker naphta: RVP 0,80 0,96 0,216 60,6-80,0 62,7-70,0 MON --- --- --- 79,4-80,2 --- ---Laboratoriet på Skandinaviska Raffinaderi AB, Scanraff, gav i uppgift att utveckla multivariata modeller för viktiga bensinparametrar hos bensinkomponenterna tungreformat, tungkracknafta (TCN), lättkracknafta (LCN) och polybensin (Poly). Uppgiften ligger till grund för ett examensarbete omfattande 20 poäng, i Analytisk kemi. Parametrar som studeras är oktantalsparametrarna MON och RON, temperatur vid 95% avdestillerat respektive slutkokpunkt, samt bensenhalt och ångtryck. Parametrarna modelleras mot spektra i det nära infraröda området, NIR. I framtiden vill laboratoriet kunna utnyttja modeller för prediktion av dessa parametrar och på så sätt reducera analyserna på referensmetoderna. Dessa är ofta tidskrävande, kostsamma och innebär ibland hantering av ohälsosamma ämnen. Det FTIR-instrument som används är av typ Bomem Michelson MB160 och är känsligt inom vågtalsområdet 9000-3700 cm-1. Hela spektrum har scannats för proverna. Spektrum, som i stora drag ser likadant ut för alla bensinkomponenterna, innehåller två stora topp-grupper i den lägre delen av vågtalsområdet. En kyvett av typ BaF2, 0,5mm har använts. Provinsamling pågick från 12 oktober till 13 December 1998. Provantalet blev litet för samtliga modeller och en stor del av proverna var annorlunda relativt prover från normala processförhållanden, pågrund uppstartsproblematiken efter ett revisions-stopp i September. Detta begränsade förutsättningarna för modellerna. Polybensin och RON för lättkracknafta gick inte att undersöka på grund av provbrist. Tungreformatets bensenhalt, hade bäst förutsättningar att lyckas, då flest prov fanns för denna, 52 stycken. Extern validering utfördes för samtliga modeller, med undantag från MON för LCN. Samtliga modeller kräver dock ett utvidgat antal prov i valideringen för att en rättvis bedömning av prediktionsförmågan skall kunna göras. Alla modeller utom tungreformatets bensenhalt kräver även en utökning av antal kalibreringsprov för att bli lyckade. I tabellen nedan kan vi se utdrag från resultatet. Tabell 1. Resultatsammanställning RMSEP Corr Stdavv(ref.metod) kalibrerings- validerings- Intervall intervall Tungreformat: MON 0,38 0,91 0,18 Bensenhalt 0,05 0,99 0,11 0,1-1,1 0,1-1,3 Tungkracknafta: Dest95% 1,5 0,96 1,34 176,8-198,4 175,8-204,6 Dest FBP 2,41 0,97 1,22 186,7-224,4 185,1-215,7 RON 0,35 0,78 0,12 87,5-89,8 87,5-88,6 MON 0,30 0,65 0,18 78,0-79,7 78,1-79,1 Lättkracknafta: RVP 0,80 0,96 0,216 60,6-80,0 62,7-70,0 MON --- --- --- 79,4-80,2 --- --- Innehållsförteckning Sida 1 Inledning………………………………………………………………………..1 2 Företaget………………………………………………………………………..1 2.1 Från råolja till färdig produkt………………………………………………….2 2.1.1 Råolja 2.1.2 Processen 2.1.3 Blandningsstationer _x000B_2.2 Laboratoriet……………………………………………………………………3 2.2.1 Laboratoriets uppgifter 3 Teori bakom spektroskopin……………………………………………………4 3.1 Elektromagnetisk strålning…………………………………………………….4 3.2 Definition av spektroskopiska begrepp………………………………………..4 3.2.1 Våglängd, vågtal och frekvens 3.2.2 Transmittans och absorbans 3.3 Absorption aav elektromagnetisk strålning……………………………………5 3.3.1 Allmänt 3.3.2 Absorption i mid IR-området 3.3.3 Absorption i NIR-området 3.4 Instrumentering för NIR-spektroskopi………………………………………...8 4 Teori bakom NIR med multivariat kalibrering………………………………9 4.1 Historik………………………………………………………………………...9 4.2 Metodens egenskaper……..…………………………………………………...10 4.3 Kemometri med multivariat dataanalys……………………………………….11 4.3.1 Kemometri, innebörd och omfattning 4.3.2 Överblick av den multivariata analysens funktion 4.4 Teori bakom multivariat dataanalys…………………………………………..12 4.4.1 Råmatrisens uppbyggnad 4.4.2 Projektionsmetoden 4.4.3 Analys- och regressionsmetoder 4.4.4 Valideringsmetoder 5 Experimentell bakgrund………………………………………………………17 5.1 Problemformulering…………………………………………………………...17 5.2 Beskrivning av aktuella bensinkomponenter …………………………………17 5.3 Provinsamling…………………………………………………………………18 5.4 Laborativt förfarande vid scanning……………………………………………19 5.5 Modelleringsmönster…….……………………………………………………19 5.5.1 Regressionsmetod 5.5.2 Valideringsmetod 5.5.3 Spektrum 5.5.4 Förbehandling av spektrum 5.5.5 Outlier-detektion 5.5.6 Val av antal PC:s 5.5.7 Prov utanför prediktionsintervall 5.5.8 Extern Prediktion 5.6 Modelleringsförutsättningar för komponentparametrarna…………………….22 5.6.1 Tungreformat 5.6.2 Tungkracknafta 5.6.3 Lättkracknafta 6 Resultat…………………………………………………………………………25 6.1 Tungreformat………………………………………………………………….25 6.1.1 Motoroktantal, MON 6.1.2 Bensenhalt 6.2 Tungkracknafta………………………………………………………………..27 6.2.1 Destillationspunkter 6.2.2 Researchoktantal, RON 6.2.3 Motoroktantal, MON 6.3 Lättkracknafta…………………………………………………………………28 6.3.1 Ångtryck, rvp 6.3.2 Motoroktantal, MON 7 Utvärdering av resultatet……………………………………………………...28 7.1 Utvärdering av modellerna……..……………………………………………..29 7.1.1 Tungreformat 7.1.2 Tungkracknafta 7.1.3 Lättkracknafta 8 Inför framtida projekt…………………………………………………………30 8.1 Laborativt förfarande………………………………………………………….30 8.2 Provinsamling…….…………………………………………………………...30 9 Källförteckning………………………………………………………………...31 Bilagor 1. Beskrivning av referensmetoder 32 2. Förklaring av termer/plottar 35 3. Analys- och regressions-metoder 37 4. Outlierdetektion 40 5. Val av antal PC:s 41 Provfördelning av: 6. MON, bensen hos tungreformat 42 7. Dest-95%, Dest-FBP hos tungkracknafta 43 8. RON, MON hos tungkracknafta 44 9. vp, MON hos lättkracknafta 45 Resultat: 10. MON, tungreformat 46 11. Bensen, tungreformat 47 12. Dest-95%, Dest-FBP hos tungkracknafta 48 13. RON, tungkracknafta 49 14. MON, tungkracknafta 50 15. Vp, lättkracknafta 51

Place, publisher, year, edition, pages
1999. , 57 p.
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-52631Local ID: KEM-9OAI: oai:DiVA.org:kau-52631DiVA: diva2:1101158
Subject / course
Chemistry
Available from: 2017-05-29 Created: 2017-05-29

Open Access in DiVA

No full text

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

Total: 4 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf