شناسایی برخط ویژگی‌های سوخت بنزین با استفاده از روش رامان

شناسایی برخط ویژگی‌های سوخت بنزین با استفاده از روش رامان

شناسایی برخط ویژگی‌های سوخت بنزین با استفاده از طیف‌سنجی رامان به عنوان یک روش سریع و دقیق، نقش بسزایی در ارتقاء کیفیت و کارایی سوخت ایفا می‌کند. این تکنیک می‌تواند ویژگی‌های شیمیایی سوخت را در لحظه شناسایی کرده و از بروز مشکلات در عملکرد موتور جلوگیری کند. با توجه به اهمیت کیفیت سوخت در کاهش آلاینده‌ها و بهینه‌سازی مصرف انرژی، روش رامان پتانسیل زیادی در بهبود فرآیندهای تولید و توزیع سوخت دارد. در این مقاله، به بررسی کاربرد طیف‌سنجی رامان در شناسایی ویژگی‌های بنزین می‌پردازیم. تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.
شناسایی برخط ویژگی‌های سوخت بنزین با استفاده از روش رامان

فهرست مطالب

آنالیز سوخت بنزین با استفاده از روش رامان

ویژگی‌های سوخت بنزین مانند API، بنزن، عدد اکتان (RON) و عدد اکتان موتور (MON) باید با دقت و سرعت بالا اندازه‌گیری شوند. این امر به پالایشگاه‌ها امکان می‌دهد که فرآیند تضمین کیفیت را تسریع کرده و بنزین را سریع‌تر به بازار عرضه کنند. برای این منظور، آزمایشگاه‌های پالایشگاه باید روزانه تعداد زیادی نمونه بنزین را آنالیز کنند.

سرعت پردازش نمونه‌ها چالش اصلی این آزمایشگاه‌ها است، زیرا سرعت پردازش نمونه‌ها به تکنولوژی اندازه‌گیری موجود در آزمایشگاه بستگی دارد. این فرآیند می‌تواند خیلی زمان‌بر بوده و خطاهای مختلفی را ایجاد نماید.

در صنعت نفت و گاز معمولا برای شناسایی ویژگی‌های سوخت بنزین از ابزارهای آنالیزی متنوعی استفاده می‌شود. این ابزارها شامل کروماتوگراف‌های گازی، تقطیر شبیه‌سازی‌شده، دستگاه‌های اندازه‌گیری نقطه انجماد و جوش، دانسیتومتر، موتورهای آزمون ناک برای اندازه‌گیری RON و MON، تست‌کننده‌های فشار بخار و بسیاری روش‌های دیگر هستند.

روش دیگری که می‌تواند ویژگی‌های بنزین را به‌طور سریع و دقیق اندازه‌گیری کند، روش پر سرعت و کم هزینه طیف‌سنجی رامان است. تکنیک رامان قادر است چندین ویژگی بنزین را در عرض چند ثانیه اندازه‌گیری کند. سیستم‌های رامان شرکت تکسان با دقت و سرعت بالا این امکان را فراهم می‌کنند که یک سیستم اندازه‌گیری برخط با قابلیت تست صدها نمونه در روز بدون دخالت کاربر در اختیار داشته باشید.

مقایسه روش طیف سنجی رامان با روش‌های سنتی برای آنالیز بنزین
شکل ۱: مقایسه روش طیف سنجی رامان با روش‌های سنتی برای آنالیز بنزین

به عنوان مثال اندازه‌گیری عدد اکتان به عنوان یک معیار کلیدی در عرضه بنزین، نمونه‌ای عالی از چگونگی سرعت بخشیدن روش رامان برخط به کاربردهای حیاتی پالایشگاه‌ها در مقایسه با روش‌های سنتی است. طیف‌سنجی رامان می‌تواند در مدت زمانی که موتورهای آزمون ناک تنها یک نمونه را آنالیز می‌کنند، ۱۸۰ نمونه را بررسی کند. همچنین روش رامان بسیار انعطاف‌پذیر است و در شرایط مختلف قابلیت نصب دارد. این باعث کاهش هزینه و افزایش بالای راندمان پالایشگاه می‌شود. آزمایشگاه‌ها می‌توانند چندین روش آنالیزی را به‌طور همزمان اجرا کنند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد طیف سنج های رامان برخط با کارشناسان ما در تماس باشید.

مطالعه مقاله  طیف سنجی رامان: استاندارد جدید در آزمایشگاه‌های نفت، گاز و پتروشیمی

مدل‌سازی ویژگی‌های سوخت بنزین

در فرآیند تحقیق و توسعه‌های انجام شده، ۸۷ نمونه بنزین با ده بار اندازه‌گیری برای هر نمونه مورد بررسی قرار گرفت. زمان کل آنالیز برای هر نمونه پنج ثانیه تنظیم شده بود (این زمان با توجه به سرعت مورد نیاز در فرآیند می‌تواند بین چند میلی‌ثانیه تا ۱ دقیقه تنظیم شود). طیف‌های تولید شده با استفاده از نرم‌افزار قدرتمند پردازش لحظه‌ای تانسو شرکت تکسان در لحظه پردازش می‌شود. داده‌ها می‌توانند به وسیله کابل LAN یا سیستم فیبر نوری پرسرعت با ترانسمیترها و رسیورهای با کیفیت تکسان تا ۱۰ کیلومتر جابجا شده و در نقطه دلخواه کاربرد، نمایش داده شوند.
پردازش‌ها با استفاده از مدل‌های دقیق و تست شده متناسب با روش رامان اجرا می‌شوند. اعتبارسنجی این مدل‌ها دائما با روش (Cross Validation) برای بهینه‌سازی کالیبراسیون در هر اندازه‌گیری انجام می‌شود. برای نمونه‌های بنزین، مجموعه‌ای از نمونه‌ها برای تعیین دقت مدل مورد استفاده قرار گرفته‌اند. داده‌های مرجع استفاده ‌شده برای اندازه‌گیری با استفاده از روش ASTM مربوطه جمع‌آوری شده‌اند.

داده‌های مرجع برای اندازه‌گیری با روش ASTM
شکل ۲: داده‌های مرجع استفاده ‌شده برای اندازه‌گیری با استفاده از روش ASTM

این ۸۷ نمونه بنزین، برای ساخت مدل‌هایی به‌منظور پیش‌بینی شش ویژگی سوخت بنزین استفاده شدند. شکل ۳ ویژگی‌های اندازه‌گیری شده و دقت مدل‌ حاصل را نشان می‌دهد.

مشخصات اندازه‌گیری شده سوخت بنزین
شکل ۳: مشخصات اندازه‌گیری شده سوخت بنزین و دقت مدل‌ حاصل

استفاده از طیف‌سنجی رامان بر خط در پالایشگاه می‌تواند به‌طور چشمگیری سرعت پردازش نمونه‌ها را افزایش دهد، هزینه‌های جانبی را کاهش دهد و محیط ایمنی آزمایشگاه را بهبود بخشد. علاوه بر این، قابلیت انتقال روش‌های رامان به این معنی است که مدل‌ها می‌توانند در آزمایشگاه ساخته شوند و به ابزارهای فرآیندی در میدانی که در حال کار هستند، اعمال شوند. این امر باعث افزایش بازده سرمایه‌گذاری و گسترش فناوری تحلیل فرآیند می‌شود.

مطالعه مقاله  مشخصه‌یابی الفین‌ها به کمک طیف‌ سنجی رامان

کاربردهای پالایشگاهی

مدل‌های رامان برخط ارائه‌شده توسط تکسان ، به پالایشگاه‌ها این امکان را می‌دهد که:
● ترکیبات بنزین را به صورت لحظه‌ای پایش کنند.
● پیش‌تولید نفتا را آنالیز کنند.
● پیک‌های گوگرد را شناسایی کنند.
● غلظت‌های CO ،CO۲ و اکسیژن را آنالیز کنند.
● تقطیر شبیه‌سازی کنند.

با انتخاب سیستم‌های رامان برخط شرکت تکسان علاوه بر دقت و سرعت بالا می‌توانید از مشاوره، تست پیش از خرید و آموزش رایگان هم بهره‌مند شوید. برای دریافت اطلاعات بیشتر با کارشناسان تکسان تماس بگیرید.

مطالب مرتبط
0
افکار شما را دوست دارم، لطفا نظر دهیدx
()
x