下载文档原格式
车用乙醇汽油快速检测方法近红外光谱法A.1范围本附录规定了采用近红外光谱法测定车用乙醇汽油（E1O）研究法辛烷值（RON）、乙醇含量（体积分数）、其他有机含氧化合物含量（质量分数）、苯含量（体积分数）、芳嫌含量（体积分数）、烯垃含量（体积分数）、密度的方法。
本附录适用于车用乙醇汽油（E1O）质量指标的快速检测。
A.2原理近红外光谱法是利用含有氢基团（X—H,X为：C,O,N等）化学键的伸缩振动的倍频或合频，以透射或反射方式获取在近红外区的吸收光谱，通过主成分分析、偏最小二乘法等现代化学计量学方法，建立光谱与质量指标之间的线性或非线性关系（定标模型），从而实现利用光谱信息对待测样品的多种质量指标的快速测定。
A.3仪器与设备A.3.1近红外光谱仪A.3.1.1傅立叶变换近红外光谱仪：近红外光谱的有效波数区间12500cm4~4000cm/，光谱分辨率优于2cm1波数准确度优于土0.03Cm1波数重复性优于0.05Cm1扫描速度优于5次/秒。
光谱系统配备具有平面镜电磁驱动干涉功能的动态准直干涉仪。
A.3.1.2光栅式近红外光谱仪：近红外光谱的有效波长区间1000nm~1800nm,波长准确性优于±0.2nm,波长重复性优于0.01nm,扫描速度优于5次/秒，光谱系统配备TEC制冷控温型钿钱碑（InGaAS）检测器。
A.3.2化学计量学软件：使用近红外光谱仪配置的化学计量学软件。
至少含P1S（偏最小二乘法）多元校正算法，具有近红外光谱数据的收集、存储分析和计算功能，采用马氏距离判断样品的异常性以保障定标模型预测的可靠性和特异性样品的识别。
A.4试剂A4.1样品池冲洗溶剂:石油醒（60βC→0βC）,分析纯。
A.5定标模型的建立和验证A.5.1仪器准备A.5.1.1仪器性能检查每次测定试样光谱之前，应按照仪器操作手册检查仪器性能，确保仪器正常运行。
A.5.1.2仪器工作参数设置按照仪器操作手册设定仪器参数C测定定标集样品、验证集样品和待测试样的光谱时,仪器参数应一致。
基于DMD哈达玛变换近红外光谱仪的汽油辛烷值检测斯中发;王月;韦紫玉【摘要】应用近红外光谱分析检测技术建立一种汽油研究法辛烷值的快速定量分析方法.收集来自不同地区共100个汽油样品,应用化学计量学方法建立近红外光谱原始数据信息与研究法辛烷值之间的定量分析模型,结果表明:对原始光谱进行归一化处理后,采用偏最小二乘回归建立数学模型,其校正集与预测集相关系数分别为0.9300和0.9322,校正集均方根误差与预测集均方根误差分别为0.6700和0.6577,表明模型准确可靠,可应用于汽油辛烷值的快速检测.【期刊名称】《浙江化工》【年(卷),期】2018(049)007【总页数】5页(P50-54)【关键词】汽油辛烷值;哈达玛变换;近红外光谱仪【作者】斯中发;王月;韦紫玉【作者单位】浙江华才检测技术有限公司, 浙江诸暨 311800;浙江华才检测技术有限公司, 浙江诸暨 311800;河池市粮油质量监督检测中心, 广西河池 547000【正文语种】中文近红外光谱（Near Infrared Spectrum，NIR）作为一种快速、无损检测分析技术，广泛应用于食品、石油化工、纺织等多个领域，其利用有机物中含有的各种含氢基团（如C-H、O-H、N-H等）的倍频与合频谱带在近红外区域具有特征性振动信息，结合化学计量方法建立光谱信息与样品成分含量之间的定量关系，从而实现样品中指标含量的快速测定[1-2]。
近红外光谱分析技术最早应用于汽油辛烷值的分析测量，而后关于石油产品其他性质的检测日渐增多，并得到石化行业的认可与推广。
近年来，随着NIR研究和应用领域的不断扩展，各种新型近红外光谱仪也层出不穷，如何应用便携式或微型近红外光谱仪设备实现石油相关品质属性的移动、快速、准确、简便检测成为研究热点。
数字变换式微型近红外光谱仪主要包括傅里叶变换式和哈达玛变换式两种模式[3]。
傅里叶变换光谱仪因存在可动部件，且对外界环境要求较高，主要用于实验室离线分析。
近红外光谱分析技术在油品分析中的应用研究作者：鲁静剡根姣贺晓莹来源：《山东工业技术》2014年第22期摘要：炼油过程中，需要对产品的关键品质进行在线监测，传统的实验室分析方法因费用高、测量滞后较大而不适合实时在线分析。
近红外光谱分析是利用近红外光包容的物质信息进行分析的无损分析技术，可用于对石油产品质量的在线实时分析。
论文在简述近红外线光谱技术的基础上，对近红外线光谱分析主要应用技术即汽油产品品质分析的NIR定量分析技术进行技术原理研究和应用研究。
关键词：近红外线光谱；分析技术；油品分析1 概述近红外线光谱分析技术近红外线是介于可见光和中红外线之间的电磁波，近红外光谱分析技术在光谱测量、化学计量等方面发挥着重要作用，其作为一种快速分析方法，也已广泛应用于石油产品的性质及组成分析。
近红外线光谱分析技术在石油炼制中成功地应用于汽油性质和组成的测定，这也是论文的主要研究内容，即对NIR定量分析中在汽油分析中的应用研究。
近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的。
红外光谱范围内，测量的主要是含氢基团 X—H 键振动的倍频和合频吸收。
在油品分析中可将油品的近红外光谱和组成数据，通过合理的谱图预处理（如平滑、微分）和化学计量学校正方法建立起近红外光谱与组成间的校正模型，通过建立的校正模型便可快速得到组成结果。
近红外光谱分析的主要技术特点有分析速度快、分析效率高、分析成本较低、对样品无损伤、适用的样品范围广等，因而近红外光谱技术之所以成为一种快速、高效、适合过程在线分析、的有利工具。
近红外光谱法在汽油分析中的应用主要表现在如汽油辛烷值的测定，汽油中烯烃、芳烃含量的测定，汽油中乙醇的测定，汽油族组成的分析等方面。
2 NIR定量分析在汽油分析中的技术分析汽油是最广泛应用的的发动机燃料，辛烷值标志着汽油抗爆性能力的强弱。
因此汽油辛烷值的检测是油品分析的重要内容。
传统的辛烷值测定方法分别测定汽油的研究法辛烷值和马达法辛烷值，传统测试法存在着机器价格比较贵且需经常性保养，测试费用高，对工作人员的要求较高等缺点，不适合生产控制和在线测试。
山东化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY-106-2020年第49卷车用汽油研究法辛烷值测量方法浅析刘慈祥，夏攀登，田娟，白林智（山东省产品质量检验研究院，山东济南250100）摘要:本文主要介绍了CFR辛烷值机法和近红外光谱法测定车用汽油研究法辛烷值的原理，分析了这两种研究法辛烷值测定方法的优缺点，指出了各种情形下应如何选择合适的研究法辛烷值测定方法%关键词:研究法辛烷值;CFR辛烷值机法;近红外光谱法中图分类号:TE626文献标识码：A文章编号：1008-021X（2020）19-0106-01辛烷值是衡量车用汽油质量合格与否的重要指标,主要反应车用汽油的抗爆性能％我国车用汽油国家标准中采用研究法辛烷值（RON）和马达法辛烷值（MON）来判定车用汽油的抗爆性能，其中汽油的研究法辛烷值为市场销售车用汽油的标号数值％1研究法辛烷值测定方法简介目前，研究法辛烷值的常规测定方法为GB/P5487-2005《汽油辛烷值的测定研究法》，该方法是利用辛烷值试验机来模拟发动机工作原理的台架试验方法。
随着消费市场对于车用汽油的需求量不断增加，车用汽油的销售周期明显缩短，常规的辛烷值机测定方法已经越来越难以满足监管部门对于时效性的要求％因此，近年来不断涌现出许多新的测定研究法辛烷值的方法，主要包括:介电常数法、核磁共振法、近红外法、气相色谱法等其中,介电常数法及气相色谱法测定研究法辛烷值具有很大的局限性，例如测定加入抗爆剂的汽油辛烷值及车用乙醇汽油辛烷值所得结果误差较大而近红外光谱法由于其可以快速的测定车用汽油研究法辛烷值，近几年发展较为迅速％现从测定原理、优缺点及应用前景等方面对辛烷值机测定法和近红外光谱法进行探讨对比％2辛烷值机法和近红外光谱法的测定原理汽油中各类碳氢化合物的成分比例决定了汽油辛烷值的高低，汽油辛烷值越高，抗爆性就越好％GB/P5487-2005《汽油辛烷值的测定研究法》是利用CFR辛烷值测定仪和专用的电子爆震仪器在规定的运转条件下，将待测车用汽油样品与自动配样器配制的已知辛烷值的正标混合燃料的爆震性能进行对比，从而确定待测车用汽油样品的研究法辛烷值％根据试验方法的不同，又分为内插法和压缩比法两种测定方法近红外光谱法利光谱仪对已知研究法烷的车样品进行扫描，由于不同的化学基团和有机化合物具有不同的特征吸收波长,所以得到的近红外谱图和样品的成分之间有着密切的联系％然后再利用合适的关联方法，将车用汽油样品的辛烷值数据和近红外光谱图关联起来，建立分析校正模型5+利用近红外光谱仪测得未知样品的近红外光谱图,将其代入建立的分析校正模型中，即可计算出其相应的研究法辛烷值％3辛烷值机法和近红外光谱法方法比对3.1试验成本比对CFR辛烷值测定仪及自动配样器价格昂贵、购置成本较高，体积庞大,在仪器安装及后期维护保养时成本较大％近红外光谱仪购置成本低，体积较小便于安装％另外，CFR辛烷值机法测定辛烷值需要400-500mL汽油样品，而近红外光谱法只需1~2mL汽油样品，对于产量较大的炼厂而言，每年可在质省大的样%，CFR烷机法试验时配制正标混合燃料，原料需从国外进口价格较高％因此，近红外光谱仪在安装和使用过程中可节省大量成本％但是,近红外光谱法前期样品数据的采集及分析校正模型的建立较为复杂％3.2试验过程比对CFR辛烷值机法测定辛烷值时，时间较长（需提前热机45 min左右）、操作步骤复杂（需校正大气压及进气温度等）、影响因素较多，对试验人员的技术要求高。
中红外光谱法快速测定汽油辛烷值作者：暂无来源：《中国储运》 2011年第12期文／徐继刚雷猛王雷摘要：红外光谱能够获得与汽油辛烷值相关的光谱信息，本文研究了红外光谱特征吸收峰法和红外光谱全光谱法预测汽油辛烷值。
结果表明：红外光谱法能够进行汽油辛烷值的快速测定，红外光谱全光谱法优于红外光谱特征吸收峰法。
关键词：红外光谱；偏最小二乘法；辛烷值红外光谱分析测试技术广泛地应用于医学、中药、食品等领域。
美军已研制出中红外仪器用于油品质量指标的快速检测。
燃料在发动机中燃烧不产生爆震的性质称为燃料的抗爆性，燃料和各烃的抗爆性好坏通常用辛烷值表示。
实验室辛烷值有研究法辛烷值和马达法辛烷值，二者的国家标准方法分别是GBT5487-1995和GB/T503-1995。
本文研究了中红外光谱不同的信息提取方法，结合化学计量学方法对汽油的辛烷值进行了快速测定，为汽油辛烷值的测定提供了一种新的检测方法。
1．实验部分：试验仪器PE1725 傅里叶变换红外光谱仪。
试验条件样品池厚度 0.1mm仪器分辨率 0.4CM。
试验样品全国不同炼油厂、油库和加油站抽取的52个汽油样品指标数据由石油科学研究院提供。
2．实验结果与讨论：2.1红外光谱特征峰法测定汽油辛烷值2.1.1逐步回归选取与辛烷值相关的红外光谱特征吸收峰。
在1700-650CM-1红外光谱区间，可以观察到汽油中不同结构基团所贡献的18个吸收峰（见图1），采用逐步回归方法从汽油18个红外光谱吸收峰中优化组合出与汽油辛烷值相关的特征吸收峰。
先采用OMIN软件计算每条光谱18个特征峰峰面积，再用最优子集法逐步回归得到峰面积与汽油研究法辛烷值和马达法辛烷值相关的优化组合，研究法辛烷值优化结果为第1、9、10、11、15共5个特征吸收峰，马达法辛烷值的优化结果为第1、4、9、13共4个特征吸收峰。
2.1.2 多元线性回归法预测汽油辛烷值根据逐步回归方法得到的汽油红外光谱吸收峰面积与辛烷值之间相关性优化结果，采用多元线性回归建立数学模型预测汽油辛烷值，每个汽油样品分别进行了两次试验，以考察试验方法的重复性。
近红外光谱分析技术在油品化验分析中的应用摘要：油品化验分析是石油化工生产中的一项重要工作，是油品质量的重要保障。
随着科学技术的不断发展，近红外光谱分析等先进技术在油品分析中的运用有效提高了油品分析的效率及准确性，在推进石油化工行业发展方面发挥的重要作用。
本文主要对近红外光谱分析技术在油品分析中的应用进行了研究，旨在提高近红外光谱分析在油品分析研究中的应用水平，促进石油化工行业更快发展。
关键词：近红外光谱分析技术；油品分析；应用在石油化工生产过程中，油品化验及分析是一项重要工作，提高油品分析技术应用水平对于石油化工行业发展具有深远意义。
随着科学技术的快速发展，油品分析技术应用水平也不断提高。
而近红外光谱分析技术是一项快速分析技术，因具有分析快速、高效及能耗低等优点而在各个领域中得到关注和广泛应用，其在油品分析中的应用更是有效提高了分析效率及准确性，且随着技术的不断发展与完善，近红外光谱分析技术在石油化工领域中的运用也将越来越广泛，在促进石油换行业发展方面发挥了重要作用。
一、近红外光谱分析技术概述近红外光是指波长在780～2526nm范围内的电磁波，是人们认识最早的非可见光区域。
近红外光又可划分为近红外短波(780～1100nm)和长波(1100～2526nm)两个区域。
现代近红外光谱是90年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术，是光谱测量技术与化学计量学学科的有机结合，量测信号的数字化和分析过程的绿色化是该技术的典型时代特征。
相对于其他常规分析技术而言，近红外光谱分析技术是一种间接分析技术，其主要是通过校正模型的建立来实现对位置样本的定性或定量分析。
近红外光谱分析技术除了具有分析速度快、效率高等特点外，还具有分析成本低、测试重现性好、便于实现在线分析及无需预处理，测量方便等优点，因此在很多领域都有显著的推广应用前景。
我国从20世纪80现代开始对近红外光谱分析技术在石油领域中的应用进行研究，经过几十年的研究，产生了关于近红外光谱技术在柴油基团中密度、折光等性质的检测，且与油品性质间存在密切关系，随着研究的不断深入，近红外光谱技术在石油化工领域中的应用也将更加广泛。
NIR-2000近红外光谱仪测定汽油辛烷值王丽艳李述忠（中石油前郭分公司化验车间前郭138008）摘要：本文将NIR-2000近红外光谱仪用于测定90#（含催化裂化装置馏出口汽油）和93#成品汽油的研究法辛烷值（RON），结果表明，测定这两种汽油RON的准确性为0.3个辛烷值单位，重复性为0.2个辛烷值单位。
近红外光谱分析技术的采用可显著节省分析时间和费用，及时和准确地为生产控制提供辛烷值数据，获得了良好的应用效果和经济效益。
关键词：近红外光谱偏小二乘法成品汽油催化裂化汽油辛烷值1.前言传统分析技术测定一个样品的全性质和组成，需要大量各种设备和人力物力，分析成本高，且费时费力，常常使化验室不堪重负，还不能及时地提供生产和工作所需要的数据结果。
近红外光谱分析技术是近几年发展十分迅速的一种分析方法，可在几分钟内方便容易、准确快速、环境友好地完成被测样品的全性质测量，因此，在工厂已被广泛应用于汽油辛烷值、馏程、PIONA，柴油十六烷值、馏程、闪点、凝点，煤油冰点、芳烃含量等性质与组成的测定[1，2]。
优质车用汽油应具有良好的抗爆性，无铅车用汽油标准中规定了各牌号车用汽油对研究法辛烷值和抗爆指数的具体要求。
标准的辛烷值测定法成本高，分析时间长。
自2001年8月我厂采用了NIR-2000近红外光谱仪（石油化工科学院研制开发、英贤仪器有限公司生产）和化学计量学光谱分析软件（石油化工科学院研制）测定90#（含催化裂化装置馏出口汽油）和93#成品汽油的研究法辛烷值（RON），用于控制分析。
分析速度快、成本低，取得了良好的应用效果和经济效益。
2.实验部分2.1 仪器及样品仪器：NIR-2000近红外分析仪（石油化工科学研究院研制），波长范围700~1100nm，分辨率1.5nm，5cm玻璃比色皿。
样品集和验证集：收集90#（含催化裂化装置馏出口汽油）成品汽油92个，其中72个作样品集，20个作验证集，基础数据采用GB/T5487方法测定。
近红外光谱仪在汽油质量过程控制上的应用余新铭（中石化集团公司武汉分公司生产调度处430082）摘要：近红外光谱分析技术与传统的分析技术相比，在测定样品的性质和组成方面，具有分析成本低、速度快、污染小等优点。
我厂用近红外光谱分析方法来监测生产过程中汽油的辛烷值和族组成等质量指标，其结果与标准方法一致，并具有更好的重复性，收到了良好的应用效果和经济效益。
关键词：近红外光谱汽油辛烷值族组成1 引言随着人们环保意识的逐步提高，优质车用汽油不但应具有良好的抗爆性，而且对汽油族组成提出了新的要求。
在GB17930-99中，对无铅车用汽油规定了各牌号汽油辛烷值（抗爆性）和族组成的具体要求。
而汽油辛烷值和族组成的标准分析方法，检测成本高、分析时间长，显然，在追求低成本高效益的炼油企业里，在生产过程控制分析上依靠增加汽油辛烷值和族组成分析频次的方法，来满足生产过程中质量指标优化控制是不现实的。
而近红外光谱分析技术是90年代初发展起来的一种快速分析方法，实践证明，该方法可以替代标准分析方法，用于炼厂过程控制分析。
自2001年8月，我厂与中国石化集团公司石化科学研究院在建立分析模型工作中进行密切合作，将近红外光谱仪成套技术用于我厂过程控制中汽油的辛烷值和族组成的监测。
试验结果表明，NIR-2000型近红外光谱仪可准确、快速地测定汽油的辛烷值（RON、MON）、族组成性质，且操作简单、无污染、费用较低。
2 近红外光谱的分析方法要素近红外光谱分析方法有3个要素很重要，一是准确、稳定地测定样品的吸收或漫反射光谱图的硬件技术（即光谱仪器），要求其保持长时间的稳定性；二是利用多元校正方法计算测定结果的软件技术，即化学计量学校正软件；合适的校正模型，要求校正集在性质或组成分布范围应能覆盖待测样品。
3 应用3.1 设备NIR-2000型近红外光谱仪（石化科学研究院研制开发，英贤实业有限公司生产），5cm玻璃样品池，光谱范围700—1100nm,CCD检测器，计算机一台。
近红外光谱技术在油品检测中的应用摘要：油品分析是炼油过程中一项重要的工作，对油品的成分和质量进行检验，可以获得相应的数据，从而为油品的有效应用提供依据。
近红外光谱分析技术是一种间接测定方法，运用光谱技术和光线技术，对油品中的辛烷值等参数进行快速检测和判定，并且获得准确的判定结果。
本文就主要针对近红外光谱分析技术在油品分析中应用的相关问题进行简单的分析。
关键词：近红外光谱分析技术；定量分析；定性分析；油品分析所谓的中红外光谱，实则指分子对特定波长的红外线进行选择性的吸收，进而实现内部分子间的振动能级和转动能级的提升。
在这个过程中对红外线吸收的现象进行检测，如此一来就得到了相关物质的中红外吸收光谱。
在化学研究中又会将其称作分子振动光谱或者是振转光谱。
一般在对其进行具体的检测时，所运用的仪器为棱镜与光栅谱仪、傅里叶变换中红外光谱仪。
其中，尤以傅里叶变换中红外光谱仪应用最为广泛。
中红外光谱在对不同油品检测中效果比较好，能够快速获得油品的物质信息，具有良好的适用性，现中红外光谱仪已经广泛的应用于油品分析，对快速分析油品质量指标起到了关键性的作用。
1近红外光谱技术的概念近红外光谱技术是一种常见的分析手段，它以物质对红外光的吸收作为理论基础。
它是介于中红外光（2500～25000nm）和可见光（400～780nm）之间的电磁辐射波，一般将近红外光谱区定义为780～2526nm（波数范围为12820～3959cm-1）的区域。
由于近红外光谱区与有机分子中含氢基团（C—H、O—H、N—H）的振动频率吸收区相一致，所以通过扫描样品的近红外光谱，就可以得到样品中含氢基团的特征信息。
同时，利用近红外光谱技术分析样品具有简便、快捷、高效、准确、价廉、不破坏样品、不消耗化学试剂、不污染环境等优点，因此该技术受到越来越多的青睐。
2近红外光谱技术的原理近红外光谱(波长范围780-2526mm)的产生主要是样品分子中含X-H键(X为C,O,N,S等)基团的化合物在中红外区域基频振动的倍频及合频吸收。
前言烃加工工业中，连续在线监测关键石油物流的性质，是强化过程控制和炼厂信息系统集成的重要环节，为表征石油物流这一高度复杂的烃类混合物，引入了一系列测试手段和标准指标，总的来说，这些指标测试费用高、重复性差、试样用量大，在线实现时维护代价高，响应速度慢。
七十年代以来，近红外光谱(NIR)技术在分析机理、仪器制造、数据处理方面有了很大发展，与传统分析仪器相比，近红外分析仪有显著优势：光纤远程信号传输，可实现非接触式测量；一谱多用，只要建立模型，可同时测量多个指标；预处理简单，分析中不需化学试剂；响应速度快；易于制成小型紧凑的过程分析仪，在农作物分析等方面已建立实用标准[47]。
八十年代末，西雅图华盛顿大学过程分析化学中心(CPAC)进行了将近红外技术用于石油化学领域的研究，最重要的工作是测量汽油辛烷值，族组成和其它几个关键指标，随后在世界范围内的众多试验室和炼厂开展了这方面的研究工作，例如位于法国的BP拉菲尔炼厂将近红外技术大量用于过程控制，效益显著：在调合工艺中，一套近红外分析仪可替代两台辛烷机和一套雷德蒸汽压测试仪和其它蒸馏测试装置，月维护时间减小到数小时，光学仪器发生故障的平均时间间隔能够提高到几百小时，辛烷值测量范围增宽，重复性偏差小于0.1，该厂借助于近红外分析系统对乙烯蒸汽裂解炉的进料进行高频监测和优化，年收益百万美元，分析设备的投资可很快回收，还有利于下游分馏塔的稳定操作尽管NIR预测的重复性很好，在数学模型的设计上仍要谨慎从事。
因为近红外技术用于石油物流性质的预测是基于ASTM系列测定的二次方法，NIR模型只有在其适用范围内，才能获得与ASTM测试一样的准确性，当对象物流由于进料、工艺等原因偏离原模型的适用范围时，NIR模型必须重新标定。
如何提取NIR光谱和目标性质的统计关系是这门技术软件方面的关键。
一些典型的数学方法有主因子分析(PCA)、偏最小二乘法(PLS)、多元线性回归(MLR)、判别分析(DA)、聚类分析和人工神经网络(ANN)等，这些基本属于计量化学问题。
一个有工业价值的模型，是基于工艺、产品、光谱和数学知识，适用范围宽、预测准确、重复性好、易于维护的模型。
与国外近红外技术的应用相比，国内做的工作还很不够，红外光谱的应用主要停留在中红外光谱的定性分析上，计量化学方法的使用还较少。
毋庸质疑，NIR的最大收益将来自在线监测，需要控制环节的配套投资。
但是，诸如减少辛烷值测试频度的离线应用，投入小，见效快，还可为在线应用积累经验，完全可在现有试验室基础上开展。
就硬件方面，国外较新的红外仪器都具备或可括充至近红外波段，数据可转至微机处理，也有具备条件的国产仪器开始推出。
由于近红外光谱数据处理的复杂性，表1所示众多性质模型的建立和维护将是一个瓶颈问题，本课题的目的在于，将传统计量化学模型与人工神经网络模型结合起来，探索通用性、鲁棒性好,易于推广使用的NIR建模方法和计算程序，促进近红外技术在石化生产中的应用。
由于辛烷值预测在石油化工中的重要作用，本工作的试验和理论工作集中于汽油辛烷值与近红外光谱的关系，但是所建立的方法毫无疑问可推广到其它油品质量指标与近红外光谱的模型关联，只要这些质量指标与红外光谱存在内在联系。
同样这些方法也可应用到中红外光谱。
第一章近红外光谱预测汽油辛烷值综述发动机爆震现象是一个传递和反应强交互作用的复杂过程，构成了发动机运作的重要约束条件，因此衡量爆震强度的辛烷值成为汽油燃料最重要的质量指标，在控制、调合、科研试验和商检等场合及时获取辛烷值信息有重大价值。
但是，传统的汽油辛烷值测定标准方法是在CFR发动机上进行的，此种方法耗样量大，周期长，测试和维护费用高。
Horowitz曾预测过，到本试纪末,辛烷值调合增量的问题很可能仍不能得到解决[51]。
目前的爆震机理主要是定性的解释：由于一部分燃料和空气的混合物多次自燃,从而极迅速地完成了燃烧过程,同时伴随着冲击波的产生和残余混合物的超声速燃烧[52]。
虽然已有大量单体烃和混合烃的辛烷值数据[5]-[8]，从机理出发的物理化学模型或从分子结构出发的构效关联远未达到实用[53]-[57]。
改进的方法主要分为物理模拟和化学分析两种，物理模拟如热反应仪，化学分析可利用多种仪器分析方法，如汽相色谱(GC)，核磁共振(NMR)，近红外(NIR)等。
这些方法在成为工业标准以前必须用ASTM标准的发动机测试方法来标定，所以又称为二次方法。
第一节近红外与其它方法的比较一、色谱法计算汽油辛烷值J.P.Durand等指出，气相色谱用于汽油分析应解决的问题有:(1)谱图复杂，有200个峰以上。
(2)不同谱峰间停留时间短，(3)对程序生温控制，同一规格的不同色谱柱停留时间不易复现[9]。
1967年Jenkins最先提出将气相色谱组成分析用于计算催化重整产物的研究法辛烷值(RON)和马达法辛烷值(MON)等理化指标，对抗爆性相近的化合物谱峰进行合并，分成12组，以各组化合物含量为自变量，用多元线性回归的方法确定系数[57]。
以后的数据处理基本沿用此法。
程桂珍等人采用高分辨率毛细管气相色谱法，分析了国内20多个炼厂的200多个汽油样品，并用标准CFR发动机法测取了辛烷值，用多元逐步线性回归程序分析数据，针对催化裂化，宽馏份重整及其它混合汽油，分为MON和RON两类，共建立了六个计算公式[59]-[60]。
色谱法用来替代辛烷机，国内已有在线和试验室应用，与近红外光谱法比较，不足之处在于:采样回路和色谱分离时间根本限制了色谱法的响应速度;色谱柱分离条件的优化和控制也是一个问题，尤其是在线长期使用情况下;由色谱峰得到分组，再用多元线性回归关联辛烷值，有其不合理之处，因为不同烃类分组对辛烷值的贡献一般是非线性的，另外由于汽油组成之多变及色谱图的复杂性，使得特征谱峰的分组过于主观。
二、核磁法计算汽油辛烷值Myers等(1972年)以异构链烷指数，芳烃含量，铅含量，硫含量为自变量预测RON和MON，设M，N分别是核磁共振谱中甲基峰区和次甲基峰区的氢积分值，则异构链烷指数(CH3/CH2)=2M/3N。
芳烃含量由芳氢谱区的氢积分推算，铅含量用X荧光或原子吸收光谱测定。
预测MON和RON的标准偏差为+/-1.1。
样品应含有汽油馏分内的各种正常组分，RON范围超出91-103后，各变量的交互影响会增大[57]。
JasenkaMuhl等(1989年)由核磁共振数据得到汽油的功能团和烃类组成，然后用线性回归分析研究了它们和辛烷值的关系，汽油样品来自催化重整装置，对62个样品的分析表明，RON 的标准差为0.713[10]。
M.Ichikawa等人由质子磁共振(PMR)谱数据，运用模式识别和线性回归分析法预测其辛烷值。
在此基础上，他们又建立了含MTBE汽油辛烷值的预测方法，MTBE的含量由PMR数据确定。
得到的预测辛烷值的线性方程包括MTBE对辛烷值的贡献项[11]-[13]。
国内方面，文献[58]介绍了各种无铅汽油的HNMR谱及由各谱区相对积分值计算MON，烃族组成异构指数和氢碳比的分析方法，试样用量仅0.5ml，文中介绍的由判别因子自动分类计算程序的适用范围很广。
对不同来源及不同工艺的84个汽油样品(MON为:50-100)分析结果中，MON与标准实验方法对照，烃族组成与气相色谱法对照，绝对标准偏差分别为+/-0.16-0.93和+/-0.41-3.44%。
通过核磁共振谱得到的汽油平均分子结构，能准确揭示许多与辛烷值密切相关的结构因素，但其最大的不足是仪器昂贵，不易在线实现三、红外法计算汽油辛烷值Honigs等用NIR同时测定了烃类混合物的生成热，分子量和甲基数。
其中，生成热可准确到1.2Kal/mol，分子量准确到1.5g/mol，平均分子中甲基的基团数准确至0.057，波长范围1250-2500nm[14]。
这一研究有力地提示，烃类混合物的近红外光谱，可很好地表征烃类混合物的复杂物理化学性质。
这一设想随后得到Kelly等人(1989年)的验证，例如，他们在660-1215nm的近红外波段上观察到甲基，亚甲基，芳烃和烯烃功能团的谱峰，以三个波长为自变量进行多元线性回归分析(MLR)，辛烷值预测的标准偏差为0.3--0.4个单位。
另外九个样品的回归分析还表明，可用NIR谱峰关联RON，MON，RVP，API比重，溴价铅含量，硫含量，芳烃，烯烃和饱和烃含量，关联的偏差与实验测定偏差相近[15]。
随后扩展到汽油族组成的同时预测[21]-[22]。
N.Asker和S.Kokot提出了一种由NIR快速预测重整汽油辛烷值的方法，用PCR方法确定关联的最佳谱图区间，并能对不同原料来源的重整汽油进行分类。
分析表明，在2000-2500nm 区间上，有甲基，亚甲基和芳烃的C-H峰，关联公式能很好反映出:长侧链烃有较低的辛烷值，短侧链烃和芳烃有较高的辛烷值[16]。
Fields等提出在1200-1236nm的近红外区间，关联MON和RON，以实现汽油调合的在线控制和优化，此项技术已获专利，适宜测量的汽油抗爆指数((RON+MON)/2)区间为84-95，亦可扩展到75-120。
为提高关联效果对红外谱图作了导数光谱，各波长上的吸收作了规一化处理，并且使用了差谱技术，关联偏差为+/-0.3个单位[19]。
Nazaneen Asker和Serge Kokot(1991年)用主因子分析(PCA)和多元线性回归(MLR)方法，从轻质裂化汽油的FT-IR谱图数据预测其挥发性指数，关联效果最佳的红外吸收区域为5800-6500nm，主要反映了芳烃和烯烃双键的吸收。
此类方法，用因子分析找出最佳吸收区域很关键[18]。
文献[35]用神经网络方法分析汽油的近红外光谱图以预测汽油的辛烷值，四个波长作为输入参数，经过训练后，标准偏差为0.25个辛烷值单位。
A.D.Stuart等将FT-IR用于润滑油质量指标的快速检测，他们的工作证实，近红外区的谱峰能获得很好的关联，中红外区使用离散谱峰关联效果较差，但是经CIRCOM软件做因子分析和多元线性回归后，表明中红外区的谱峰亦可很好关联润滑油的质量指标[20]。
国内外已建立了不少辛烷值预测模型，北京第二光学仪器厂于95年10月份推出的FT—NIR 辛烷值仪提供了近红外组件,辛烷值专用测量软件由石油化工科学研究院提供,测量准确度小于0.7辛烷值单位,精确度小于0.3辛烷值单位，样品适用范围：催化裂化汽油、直馏汽油、重整汽油及其调合产品。
国外的辛烷值模型突出的是Core试验室的工作,他们的模型包括了全美各地1000多个成品汽油,并且将NIR分析仪与辛烷值发动机在线安装经数月运转取得一万多个数据用于模型标定和检验,经与其它试验室模型的对比,Core试验室认为已解决了问题。
