CN102706975B - 一种鉴别原油和燃料油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于鉴别原油和燃料油的方法，即利用Fisher判别函数来鉴别原油和燃料油。本发明的方法通过对原油和燃料油的样品进行测定，按照Fisher判别分析的思想，进行特征提取、重新分类，从而确定了能够准确地区分原油和燃料油的Fisher函数公式。检测结果表明，利用本发明的Fisher函数公式能够准确的鉴定原油和燃料油。
Description
技术领域
本发明涉及油料鉴别技术领域，具体涉及一种鉴别原油和燃料油的方法，即通过费歇尔（Fisher）判别来区分原油和燃料油。
背景技术
近年来，由于贸易方式日趋多元化，进货渠道越来越多，进口石油及石油产品短重、出现大量明水等商业欺诈行为时有发生，特别是随着国际市场原油价格频繁波动，一些不法商人通过采购国际市场上价格较低的原油，假冒燃料油的名义进口到国内，生产低品质的汽柴油来冲击国内市场，并且逃避国家对进口原油的检验监管，因此，就需要对进口的油品进行原油和燃料油的鉴别。
传统的原油/燃料油的鉴别主要通过如下的方法来进行的：
1、 感官鉴别方法：
由于馏分燃料油是由原油直接蒸馏所得，因此在感观上具有一定的透明度，而超轻原油、轻质原油没有透明度。虽然凝析油具有一定的透明度，但凝析油是由存在于天然气中的重组分常温条件下液化而成，其组成主要由C5及以上组分组成，因此凝析油在性质上具有密度小(一般在0.70 g/cm3以下)、挥发性大的特点，非常容易与馏分燃料油区分。所以感观上馏分燃料油与轻质、超轻和凝析原油比较容易区分。残渣燃料油由于是由常、减压渣油和催化裂化渣油加入少量催化裂化轻油调和而成，因此在外观上不透明，无挥发性，并且具有粘稠性。而轻质原油、中质原油都含有一定量的挥发性轻组分，常温或加热到足够流动性时都有轻组分挥发，并且很容易被人们的感观所感觉到；而残渣燃料油不具有此性质。利用此方法可以将大量的原油与残渣燃料油区分。
2 、物理性质鉴别
残渣燃料油根据用途以及粘度不同分为5种规格和10个品种。它的特点是各个品种具有同定的粘度范围，例如180号燃料油在50℃条件下，运动粘度不大于180 mm2/s，通常情况下，50℃运动粘度在150-180 mm2/s之间。对重质原油由于它不是燃料油，因此没有特定的粘度范围，例如喀麦隆乐克里原油，20℃密度为0.938 6 g/cm3，50℃运动粘度为31.82 mm2/s，大于30号燃料油规格，小于80号燃料油规格；但是又不能作为80号燃料油使用。对80号燃料油来说该粘度偏小，不利于油料的充分燃烧。而有些原油虽然运动粘度接近，但是密度差别较大，例如乍得多巴原油50℃运动粘度是150.7 mm2/s，20℃密度0.9233 g/cm3。而该条件下相对应的180号燃料油规定20℃密度小于0.9883 g/cm3，通常情况下180号燃料油20℃密度在0.96 g/cm3左右。
以上所述鉴别方法可对物理性质差异明显的油品进行简单比较，但目前进口石油与石油产品的种类繁多、情况复杂，不同油品混合掺假的现象严重，且对油品的物理性质方面并没有太大影响。因此，要想对石油及石油产品的种类进行准确鉴定，必须深入了解其化学组成及特征，找到可以用来进行油种鉴定的关键指标。
发明内容
本发明的目的是提供一种鉴别原油和燃料油的方法，即将费歇尔（Fisher）判别函数应用于原油与燃料油的鉴别，能够准确地鉴别出原油和燃料油，从而弥补了现有技术的不足。
本发明的一个方面涉及一种用于鉴别原油和燃料油的Fisher判别函数，其公式如下：
F=2.839C7-0.096 C8-1.135 C9+1.339C10-0.125 C11-3.684 C12-5.453 C13+4.224 C14+2.747 C15-5.287 C16+2.022 C17+4.918 C18+1.330 C19-5.809 C20+5.326 C21+0.088 C22-9.100 C23+1.331 C24-0.094 C25-0.215 C29-0.215Pr；
其中Cn为正构烷烃的含量值（n代表自然数），Pr为姥鲛烷的含量值。
本发明的另一个方面涉及鉴别原油和燃料油的鉴别方法，其步骤如下：
1）获得样品指示物的含量值，其中样品指示物包括正构烷烃C7～C30、姥鲛烷Pr和植烷Ph；
2）将步骤1）中获得的正构烷烃、植烷、姥鲛烷的含量值代入Fisher判别函数，计算F值大小，通过F值判别样品属于原油还是燃料油，当F值大于0，样品为原油；F值小于0，样品为燃料油。
上述步骤1）样品中正构烷烃、植烷、姥鲛烷含量值是通过气相色谱测得的。
本发明的方法通过对原油和燃料油的样品进行测定，按照Fisher判别分析的思想，进行特征提取、重新分类，从而确定了能够准确地区分原油和燃料油的Fisher函数公式。结果表明，利用本发明的Fisher函数公式能够准确的鉴定原油和燃料油。
具体实施方式
就石油及石油产品而言，各类油品在成份上大同小异，仅从个体层面上是无法将其进行准确的分类和定性的。目前将石油及石油产品分为两类：1类为原油；2类为燃料油。本发明以各种石油及石油产品为样本点空间，以24种正构烷烃、植烷、姥鲛烷含量为变量构成原油/燃料油鉴别的原始数据矩阵，通过数据统计分析软件（spss 17.0）对原始数据矩阵运算得出Fisher判别函数F，然后利用函数F进行鉴别分析，从而促成了本发明。
下面结合具体实施例对本发明的方法进行详细描述。
一、本发明的判别公式的确立：
1、选取指示物
在油种鉴别工作中，首要的就是选择适当的指示物表征油种，本发明选取了石油中具有代表性的组分，通过测定它们在样品中的含量来构建Fisher判别函数公式。本项目选择24种正构烷烃（C7-30）和姥鲛烷（Pr）及植烷（Ph）共26种油品的指标物，即油种鉴别指标。
2、指示物的测定
采用气相色谱，对所抽取样品中的正构烷烃（C7-30）、姥鲛烷和植烷含量进行了测定。
仪器与试剂： Agilent6890N-5975气相色谱-质谱联用仪(美国，Agilent公司)；电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司)；离心机(日立公司)溶剂：丙酮(色谱纯，美国Tedia公司)，正己烷(色谱纯，美国Burdick & Jackson公司)；
色谱条件：HP-5MS毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；载气：He(纯度为99.999%)，流速：1.0 mL/min；进样量：1μL；进样口温度：250 ℃；检测器温度：250 ℃；柱头压：42689.6 Pa (常压模式)；柱流速：0.8 mL/min；进样方式：不分流进样。升温程序：初温50 ℃，保持2 min，以6 ℃/min的速度升至300 ℃，保持16min。
样品前处理条件：取0.2g原油样品，溶于10mL正己烷中，超声10min，以3000r/min速度离心，取上清液，用有机膜过滤于进样瓶中，待测。
3、判别公式的建立
对30个原油标准品和24个燃料油样品的26种指示物的值进行测定，然后建立样本点×变量类型为54×26的数据矩阵（其中，样本点空间为54（30+24）个油品样本，变量类型为26种指示物），根据样品的已知类别进行分组，原油样品的组别为1，燃料油样品的组别为2。将已经分好类的“组别”一项移入“分组变量”，“定义范围”最大值为2，最小值为1。进行判别分析，将测得的所有的指示物变量“一起输入自变量”。判别分析的“统计量”选项的参数选择为：“描述性”选择“均值”和“单变量”，“函数系数”选择“Unstandarized”。判别分析的“分类”选项的参数选择为：“先验概率”选择“所有组相等”，使用“协方差矩阵”选择“在组内”。判别分析的“保存”选项选择“预测组成员”。运行软件，Fisher判别分析经过自身的特征提取过程，只保留对分类起关键作用的变量，以合理的变量数达到充分利用化学测量数据信息和滤除噪声的目的。
通过对输出结果的分析，建立起Fisher判别函数公式如下：
F=2.839C7-0.096 C8-1.135 C9+1.339C10-0.125 C11-3.684 C12-5.453 C13+4.224 C14+2.747 C15-5.287 C16+2.022 C17+4.918 C18+1.330 C19-5.809 C20+5.326 C21+0.088 C22-9.100 C23+1.331 C24-0.094 C25-0.215 C29-0.215Pr
二、本发明方法的准确性检测：
为了检测本发明建立的公式的准确性，把获得的样品的指示物值带入公式中进行计算。计算结果表明，原油样品的F值大于0，燃料油样品的F值小于0，与实际情况相符。
三、本发明方法的应用：
实施例1：报验号为2419的油品为UPPER 原油。
利用气相色谱对油样进行测定，各指示物的测定结果如下：
注：各变量的单位均为mg/ml
将以上各指示物值带入fisher判别函数：F=2.839C7-0.096 C8-1.135 C9+1.339C10-0.125 C11-3.684 C12-5.453 C13+4.224 C14+2.747C15-5.287 C16+2.022 C17+4.918 C18+1.330 C19-5.809 C20+5.326C21+0.088 C22-9.100 C23+1.331 C24-0.094 C25-0.215 C29-0.215Pr，F=174.5＞0，说明该油样为原油，与实际情况相符合。
实施例2：报验号为1446的油品为来自新加坡的燃料油。利用气相色谱对油样进行测定，该样品各指示物的测定结果为：
注：各变量的单位均为mg/ml
将以上各指示物的值带入fisher判别函数：F=2.839C7-0.096 C8-1.135 C9+1.339C10-0.125 C11-3.684 C12-5.453 C13+4.224 C14+2.747 C15-5.287 C16+2.022 C17+4.918 C18+1.330 C19-5.809 C20+5.326 C21+0.088 C22-9.100 C23+1.331 C24-0.094 C25-0.215 C29-0.215Pr，F=-71.397＜0，说明该油样为燃料油，与实际相符合。上述结果表明本发明的方法可以有效的来鉴别原油和燃料油。
Claims (1)
1.一种鉴别原油和燃料油的鉴别方法，其步骤如下：
1）通过气相色谱测得样品的指示物的含量值，其中样品的指示物包括正构烷烃C7～C30、姥鲛烷Pr和植烷Ph；
2）将步骤1）中获得的指示物的含量值代入判别函数，计算F值大小，通过F值判别样品属于原油还是燃料油，当F值大于0，样品为原油；F值小于0，样品为燃料油；
所述的判别函数，为鉴别原油和燃料油的Fisher判别函数，其公式如下：
F=2.839C7-0.096 C8-1.135 C9+1.339C10-0.125 C11-3.684 C12-5.453 C13+4.224 C14+2.747 C15-5.287 C16+2.022 C17+4.918 C18+1.330 C19-5.809 C20+5.326 C21+0.088 C22-9.100 C23+1.331 C24-0.094 C25-0.215 C29-0.215Pr；
其中Cn为正构烷烃的含量值，Pr为姥鲛烷的含量值。
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