RU2616519C1 - Method for determining physical and chemical properties of multicomponent hydrocarbon systems - Google Patents

Method for determining physical and chemical properties of multicomponent hydrocarbon systems Download PDF

Info

Publication number
RU2616519C1
RU2616519C1 RU2016104685A RU2016104685A RU2616519C1 RU 2616519 C1 RU2616519 C1 RU 2616519C1 RU 2016104685 A RU2016104685 A RU 2016104685A RU 2016104685 A RU2016104685 A RU 2016104685A RU 2616519 C1 RU2616519 C1 RU 2616519C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rgb
colorimetric
coordinates
physicochemical properties
xyz
Prior art date
Application number
RU2016104685A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гульнара Ульфатовна Ярмухаметова
Михаил Юрьевич Доломатов
Светлана Андреевна Еремина
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Уфимский Государственный Университет Экономики И Сервиса"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Уфимский Государственный Университет Экономики И Сервиса" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Уфимский Государственный Университет Экономики И Сервиса"
Priority to RU2016104685A priority Critical patent/RU2616519C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616519C1 publication Critical patent/RU2616519C1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; viscous liquids; paints; inks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: in process of determining colour characteristics in the colorimetric system XYZ by recording the absorption spectra of the samples in the visible region of the electromagnetic spectrum, then produce the transition from the colorimetric XYZ system colorimetric RGB system is determined by three coordinates of the red, green and blue colorimetric RGB system which linearly correlated with physical and chemical properties of the objects, and determine the physicochemical properties of the formula: Z=a1r+a2g+a3b, where Z - is one of the physicochemical properties: the relative density, average molecular weight, the activation energy of viscous flow and coking by Kondarsonu; r, g, b - coordinates of the RGB colour; a1, a2 and a3 - the numerical coefficients.
EFFECT: improved accuracy and reliability, acceleration determination.
5 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к способам определения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем: относительной плотности, средней числовой молекулярной массы, коксуемости по Конрадсону, энергии активации вязкого течения.The invention relates to methods for determining the physicochemical properties of multicomponent hydrocarbon systems: relative density, numerical average molecular weight, Conradson coking ability, viscous flow activation energy.

Необходимость экспрессного контроля производства и состояния окружающей среды требует разработки новых универсальных методов, позволяющих с минимальными затратами времени и высокой точностью определять комплекс физико-химических свойств (ФХС) различных классов многокомпонентных углеводородных систем (МУВС), таких как:The need for rapid control of production and the state of the environment requires the development of new universal methods that allow, with minimal time and high accuracy, to determine the complex of physicochemical properties (PFS) of various classes of multicomponent hydrocarbon systems (MUVS), such as:

- пластовые и товарные нефти;- reservoir and commercial oils;

- гудроны и мазуты различных температур кипения;- Tar and fuel oil of various boiling points;

- окисленные и остаточные битумы.- oxidized and residual bitumen.

Несмотря на то что в настоящее время имеется большое число экспериментальных способов определения ФХС, существующие методы характеризуются трудоемкостью и длительностью исследования.Despite the fact that there are currently a large number of experimental methods for determining PFs, existing methods are characterized by the complexity and duration of the study.

Наиболее распространенные экспериментальные методы определения ФХС нефтей и нефтепродуктов:The most common experimental methods for determining the FHS of oils and petroleum products:

1. Для определения относительной плотности руководствуются ГОСТ 3900-85, при этом используются ареометры для нефти по ГОСТ 18481-81. Сущность метода заключается в снятии показаний по шкале ареометра при температурах определения. Результаты пересчитываются на плотность при температуре 20°C.1. To determine the relative density, GOST 3900-85 is guided, while hydrometers for oil are used in accordance with GOST 18481-81. The essence of the method is to take readings on a hydrometer scale at determination temperatures. Results are recalculated for density at 20 ° C.

2. Для определения коксуемости по Конрадсону руководствуются ГОСТ 19932-99, при этом используется аппарат для определения коксуемости. В данном методе образец нефтепродукта сжигается и определяется масса коксового остатка.2. To determine the coking ability according to Conradson, GOST 19932-99 is guided, and an apparatus for determining coking properties is used. In this method, a sample of the oil product is burned and the mass of coke residue is determined.

3. Для определения средней числовой молекулярной массы M используют метод криоскопии в нафталине [Эмирджанов Р.Т., Лемберанский Р.А. Основы технологических расчетов в нефтепереработке и нефтехимии: Учеб. пособие для вузов. - М.: Химия, 1989. - 192 с.]. Суть метода заключается в определении понижения точки замерзания растворителя - нафталина.3. To determine the average numerical molecular weight M use the cryoscopy method in naphthalene [Emirdzhanov RT, Lemberansky RA Fundamentals of technological calculations in oil refining and petrochemicals: Textbook. manual for universities. - M.: Chemistry, 1989. - 192 p.]. The essence of the method is to determine the lowering of the freezing point of the solvent - naphthalene.

4. Для определения энергии активации вязкого течения E a используют значение динамической (абсолютной) вязкости, которую можно измерить специальным прибором - вискозиметром, и температуру исследуемого образца по уравнению Френкеля-Эйринга [Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. - Л.: Наука, 1975. - 592 с.]:4. To determine the activation energy of a viscous flow E a , the value of dynamic (absolute) viscosity is used, which can be measured with a special device - a viscometer, and the temperature of the test sample according to the Frenkel-Eyring equation [Frenkel Y.I. Kinetic theory of liquids. - L .: Nauka, 1975. - 592 p.]:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где η - динамическая вязкость, Па⋅с;where η is the dynamic viscosity, Pa⋅s;

η0 - предэкспонента вязкости, Па⋅с;η 0 - pre-exponent of viscosity, Pa⋅s;

E a - энергия активации вязкого течения, Дж/моль;E a is the activation energy of a viscous flow, J / mol;

R - универсальная газовая постоянная 8,31 Дж/(моль⋅K);R is the universal gas constant of 8.31 J / (mol⋅K);

T - температура, K.T is the temperature, K.

Недостатки способов:The disadvantages of the methods:

1. Существенным недостатком методов является трудоемкость, в результате чего определение ФХС затягивается на несколько десятков часов.1. A significant drawback of the methods is the complexity, as a result of which the determination of PFC is delayed for several tens of hours.

2. Способы требуют работу с большим количеством вещества, что не всегда возможно по техническим причинам.2. The methods require working with a large amount of substance, which is not always possible for technical reasons.

3. Каждое ФХС определяется по отдельным методикам с применением специальной аппаратуры.3. Each FHS is determined by separate methods using special equipment.

4. Способы применимы исключительно для жидких углеводородных систем, т.е. не подходят для таких веществ, как смолы и асфальтены.4. The methods are applicable exclusively to liquid hydrocarbon systems, i.e. not suitable for substances such as resins and asphaltenes.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ [Доломатов, М.Ю. Способ определения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем / М.Ю. Доломатов, Д.О. Шуляковская, М.М. Доломатова // Патент РФ №2560709].The closest technical solution to the claimed method is the method [Dolomatov, M.Yu. The method for determining the physicochemical properties of multicomponent hydrocarbon systems / M.Yu. Dolomatov, D.O. Shulyakovskaya, M.M. Dolomatova // RF Patent No. 2560709].

Данный метод заключается в том, что физико-химические свойства МУВС определяются по цветовым характеристикам фотографического изображения раствора образца. Полученные характеристики колориметрической системы sRGB переводят в колориметрическую систему XYZ. После производится их корректировка на стандартный источник излучения и рассчитывается интегральный показатель поглощения многокомпонентной углеводородной системы

Figure 00000002
. Совокупность ФХС исследуемого образца МУВС определяют по зависимости:This method consists in the fact that the physicochemical properties of the MUVS are determined by the color characteristics of the photographic image of the sample solution. The obtained characteristics of the sRGB colorimetric system are transferred to the XYZ colorimetric system. After that, they are adjusted to a standard radiation source and the integral absorption coefficient of a multicomponent hydrocarbon system is calculated
Figure 00000002
. The totality of the FHS of the investigated sample MUVS is determined by the dependence:

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где Z - одно из физико-химических свойств: относительная плотность, средняя числовая молекулярная масса, коксуемость по Конрадсону или энергия активации вязкого течения;where Z is one of the physicochemical properties: relative density, average numerical molecular weight, Conradson coking ability or viscous flow activation energy;

E0, E1 - константы, определяемые исследуемым свойством.E 0 , E 1 - constants determined by the investigated property.

Недостатки данного способа заключаются в следующем:The disadvantages of this method are as follows:

1. Использование только одного стандартного источника излучения CIE D65 либо корректировка метода под другие стандартные источники излучения, т.к. CIE D65 сложно эмулировать с помощью искусственных источников света.1. Using only one standard radiation source CIE D 65 or adjusting the method for other standard radiation sources, because CIE D 65 is difficult to emulate using artificial light sources.

2. Необходима корректировка метода под особенности фотоаппаратуры.2. A correction of the method is required for the features of the camera.

3. Отсутствие всей ширины спектра видимой области поглощения, которую охватывают стандартные источники излучения. Т.е. не учет компонентов раствора МУВС, которые поглощают электромагнитное излучение в красном, зеленом и синем диапазоне длин волн, что значительно влияет на точность метода.3. The absence of the entire spectrum width of the visible absorption region, which is covered by standard radiation sources. Those. not taking into account the components of the MUVS solution, which absorb electromagnetic radiation in the red, green, and blue wavelength ranges, which significantly affects the accuracy of the method.

Целью изобретения является разработка способа определения ФХС МУВС, не требующего корректировок в расчетах под особенности аппаратуры и освещения, в то же время имеющего высокую точность и наименьшие временные затраты.The aim of the invention is to develop a method for determining the FHS of the MUVS, which does not require adjustments in the calculations for the particular features of equipment and lighting, at the same time having high accuracy and minimal time costs.

Поставленная цель достигается способом определения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем, согласно которому определяют три координаты красного, зеленого и синего цвета колориметрической системы RGB, линейно коррелирующих с физико-химическими свойствами исследуемых объектов, в котором в отличие от прототипа вначале определяют цветовые характеристики в колориметрической системе XYZ путем регистрации спектров поглощения образцов в видимой области электромагнитного спектра, затем производят переход из колориметрической системы XYZ в колориметрическую систему RGB и определяют совокупность физико-химических свойств по формуле:This goal is achieved by a method for determining the physicochemical properties of multicomponent hydrocarbon systems, according to which three coordinates of the red, green and blue colors of the RGB colorimetric system are determined, linearly correlating with the physicochemical properties of the studied objects, in which, in contrast to the prototype, color characteristics are first determined in colorimetric XYZ system by recording the absorption spectra of the samples in the visible region of the electromagnetic spectrum, then a transition from imetricheskoy XYZ colorimetric system in RGB system and determine the set of physico-chemical properties of the formula:

Z=a 1r+a 2g+a 3b,Z = a 1 r + a 2 g + a 3 b,

где a 1, a 2 и a 3 - числовые коэффициенты, постоянные для данного класса органических соединений, цветовых характеристик и типов источников, имеющие размерность соответствующего свойства;where a 1 , a 2 and a 3 are numerical coefficients that are constant for a given class of organic compounds, color characteristics and types of sources, having the dimension of the corresponding property;

Z - физико-химические свойства многокомпонентной углеводородной системы;Z - physicochemical properties of a multicomponent hydrocarbon system;

r, g, b - координаты цветности системы RGB.r, g, b - color coordinates of the RGB system.

Известно, что при правильном включении дополнительных факторов в уравнение регрессии уменьшается доля остаточной вариации, т.е. связь с результативным признаком становится теснее. Поэтому для решения поставленной цели была построена и исследована многофакторная линейная зависимость (модель) цветовых координат колориметрической системы RGB и ФХС МУВС:It is known that with the correct inclusion of additional factors in the regression equation, the fraction of residual variation decreases, i.e. the connection with the effective attribute becomes closer. Therefore, to solve this goal, a multifactor linear dependence (model) of color coordinates of the RGB colorimetric system and the FHS of the MUVS was built and investigated:

Z=a 1r+a 2g+а 3b,Z = a 1 r + a 2 g + a 3 b,

где r, g, b - координаты цветности системы RGB, полученные путем перехода из колориметрической системы XYZ, координаты которой рассчитаны по спектру поглощения образцов;where r, g, b are the chromaticity coordinates of the RGB system obtained by passing from the XYZ colorimetric system, the coordinates of which are calculated from the absorption spectrum of the samples;

Z-ФХС МУВС;Z-FHS MUVS;

a 1, a 2 и a 3 - числовые коэффициенты, рассчитанные методом наименьших квадратов для множественной регрессии, а также постоянные для данного класса МУВС, цветовых характеристик и типов источников. a 1 , a 2 and a 3 are numerical coefficients calculated by the least squares method for multiple regression, as well as constants for a given class of intercom, color characteristics and types of sources.

В прилагаемых таблицах отражено следующее. Таблица 1. Значения произведений спектральной плотности источника на функцию сложения стандартного колориметрического наблюдателя для источника излучения A и B; Таблица 2. Значения произведений спектральной плотности источника на функцию сложения стандартного колориметрического наблюдателя для источника излучения C и D65; Таблица 3. Коэффициенты трехфакторной линейной зависимости (5); Таблица 4. Расчет цветовых характеристик в источнике излучения D65. Таблица 5. Сопоставление известного и предлагаемого способов определения ФХС.The attached tables reflect the following. Table 1. Values of the product of the spectral density of the source by the addition function of the standard colorimetric observer for radiation source A and B; Table 2. Values of the product of the spectral density of the source by the addition function of the standard colorimetric observer for the radiation source C and D 65 ; Table 3. The coefficients of the three-factor linear dependence (5); Table 4. Calculation of color characteristics in the radiation source D 65 . Table 5. Comparison of the known and proposed methods for determining FHS.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

Регистрация спектров поглощения растворов проводилась на автоматическом двулучевом спектрофотометре СФ-2000, характеризующимся следующими техническими параметрами: предел допускаемого значения среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности спектрофотометра при измерении спектральных коэффициентов направленного пропускания 0,2%, минимальный объем исследуемой пробы 1 мл. Спектрофотометр СФ-2000 работает под управлением внешнего персонального компьютера типа IBM PC.The absorption spectra of the solutions were recorded on an SF-2000 automatic two-beam spectrophotometer, characterized by the following technical parameters: limit of the permissible mean square deviation of the random component of the error of the spectrophotometer when measuring the spectral directional transmission coefficients of 0.2%, the minimum sample volume was 1 ml. The SF-2000 spectrophotometer operates under the control of an external personal computer such as IBM PC.

Цветовые характеристики растворов зависят от концентрации в нем растворенного вещества. Согласно методике снятия спектров, на спектрофотометре СФ-2000 оптическая плотность исследуемого раствора должна находиться в диапазоне 0,1-3,5, т.е. раствор должен быть оптически прозрачным. Ранее были установлены [Доломатов, М.Ю. Взаимосвязь физико-химических и цветовых свойств углеводородных систем в колориметрических системах RGB и XYZ. / М.Ю. Доломатов, Г.У. Ярмухаметова, Л.А. Доломатова. // Прикладная физика. - 2008. - №4. - С. 43-47] концентрации растворов некоторых классов высококипящих нефтяных фракций, при которых взаимосвязь ФХС и их цветовых характеристик получается наиболее тесной: для нефтей 0,6-3,2 г/л, для прямогонных нефтяных остатков 0,2-1,1 г/л, для битумов 0,1-1,0 г/л. Для методики оценки физико-химических свойств была выбрана концентрация 1,0 г/л, которая оптимальна для всех объектов исследования.The color characteristics of solutions depend on the concentration of solute in it. According to the method of taking the spectra, on the SF-2000 spectrophotometer the optical density of the test solution should be in the range of 0.1-3.5, i.e. the solution should be optically transparent. Previously installed [Dolomatov, M.Yu. Interrelation of physicochemical and color properties of hydrocarbon systems in RGB and XYZ colorimetric systems. / M.Yu. Dolomatov, G.U. Yarmukhametova, L.A. Dolomatova. // Applied Physics. - 2008. - No. 4. - S. 43-47] the concentration of solutions of certain classes of high-boiling oil fractions, at which the relationship between the PCF and their color characteristics is the closest: for oils 0.6-3.2 g / l, for straight-run oil residues 0.2-1, 1 g / l, for bitumen 0.1-1.0 g / l. For the methodology for assessing physicochemical properties, a concentration of 1.0 g / l was chosen, which is optimal for all objects of study.

1. Небольшую навеску исследуемой МУВС растворяют в оптически прозрачном растворителе. В качестве растворителя был выбран толуол, т.к. он является менее токсичным (третий класс токсичности) по сравнению, например, с бензолом. Полученный раствор должен быть оптически прозрачным.1. A small sample of the studied MUVS is dissolved in an optically transparent solvent. Toluene was chosen as a solvent, since it is less toxic (third class of toxicity) compared, for example, with benzene. The resulting solution should be optically transparent.

2. Раствор наливается в прозрачную кварцевую кювету. На спектрофотометре регистрируется электронный спектр поглощения: фиксируется оптическая плотность D65 (безразмерная величина) на длинах волн λ=380-780 нм с шагом 10 нм.2. The solution is poured into a transparent quartz cuvette. An electronic absorption spectrum is recorded on a spectrophotometer: the optical density D65 (dimensionless value) is recorded at wavelengths λ = 380-780 nm with a step of 10 nm.

3. Определяются значения коэффициента поглощения k(λ), 102⋅м2/кг, на тех же длинах волн по закону Бугера-Ламберта-Бера:3. The values of the absorption coefficient k (λ), 10 2 ⋅ m 2 / kg, at the same wavelengths are determined according to the Bouguer-Lambert-Beer law:

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

где c - концентрация раствора, в данном случае c=1,0 г/л;where c is the concentration of the solution, in this case, c = 1.0 g / l;

Figure 00000005
- толщина поглощающего слоя. Для спектрофотометра СФ-2000 ширина кюветы
Figure 00000006
.
Figure 00000005
- the thickness of the absorbing layer. For the SF-2000 spectrophotometer, the width of the cell
Figure 00000006
.

4. Определяют спектральные коэффициенты пропускания τ(λ):4. Determine the spectral transmittance τ (λ):

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

где τ(λ) - коэффициент пропускания, безразмерная величина;where τ (λ) is the transmittance, dimensionless quantity;

Figure 00000008
- толщина поглощающего слоя раствора, см;
Figure 00000008
- thickness of the absorbing layer of the solution, cm;

k(λ) - коэффициент поглощения, л/(г*см);k (λ) is the absorption coefficient, l / (g * cm);

c - концентрация раствора вещества, г/л;c is the concentration of the solution of the substance, g / l;

D - оптическая плотность, безразмерная величина;D is the optical density, dimensionless quantity;

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

5. Определяют ЦХ исследуемого соединения в стандартных системах измерения цвета XYZ для определенного источника света. В качестве источников видимого излучения для определения ЦХ могут быть использованы стандартные источники, например, типа A, B, C и D65. Определение цветовых координат проводилось:5. Determine the CH of the test compound in standard XYZ color measurement systems for a particular light source. As sources of visible radiation for determining the CH, standard sources can be used, for example, type A, B, C and D 65 . The determination of color coordinates was carried out:

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,

где X, Y, Z - координаты цвета;where X, Y, Z - color coordinates;

E(λi) - спектральная характеристика источника излучения;E (λ i ) is the spectral characteristic of the radiation source;

Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
- функции сложения стандартного колориметрического наблюдателя;
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
- addition functions of a standard colorimetric observer;

τ(λi) - функция спектрального коэффициента пропускания в видимой области спектра;τ (λ i ) is the function of the spectral transmittance in the visible region of the spectrum;

c - концентрация раствора;c is the concentration of the solution;

k(λi) - коэффициенты поглощения излучения в видимой области;k (λ i ) are the absorption coefficients of radiation in the visible region;

n - количество частичных интервалов разбиения спектра.n is the number of partial intervals for splitting the spectrum.

Выражение (1) можно представить в виде:Expression (1) can be represented as:

Figure 00000019
,
Figure 00000019
,

где

Figure 00000020
- вектор-столбец координат цвета исследуемого объекта в системе XYZ;Where
Figure 00000020
- vector-column of color coordinates of the investigated object in the XYZ system;

Figure 00000021
- матрица произведений спектра стандартного источника излучения на функцию сложения стандартного колориметрического наблюдателя в системе XYZ;
Figure 00000021
- matrix of products of the spectrum of a standard radiation source by the addition function of a standard colorimetric observer in the XYZ system;

Figure 00000022
- вектор-столбец соответствующих коэффициентов пропускания. Зависимость (1) может быть записана в виде:
Figure 00000022
is a column vector of the corresponding transmittance. Dependence (1) can be written as:

Figure 00000023
Figure 00000023

Figure 00000024
,
Figure 00000024
,

где gj - нормировочный коэффициент;where g j is the normalization coefficient;

j - стандартный источник излучения;j is the standard radiation source;

Ej(λ) - спектральная плотность стандартного источника излучения;E j (λ) is the spectral density of a standard radiation source;

Δλ - шаг сканирования спектра.Δλ is the scanning step of the spectrum.

В таблицах 1 и 2 для стандартных источников A, B, C, D65 приведены значения произведений спектральной плотности источника на функцию сложения стандартного колориметрического наблюдателя в системе XYZ для шага сканирования спектра 10 нм.Tables 1 and 2 for standard sources A, B, C, D 65 show the values of the product of the spectral density of the source and the addition function of the standard colorimetric observer in the XYZ system for a 10-nm spectrum scanning step.

Нормировочные коэффициенты для источников A, B, C и D65 равны: qA = 0,0879, qB = 0,0880, qC = 0,085l, qD = 0,0861.The normalization coefficients for sources A, B, C, and D 65 are: q A = 0.0879, q B = 0.0880, q C = 0.085l, q D = 0.0861.

Подставляя в (2) значения τ(λi) и полученного нормировочного коэффициента qj, получаем координаты цвета X, Y, Z.Substituting in (2) the values of τ (λ i ) and the obtained normalization coefficient q j , we obtain the color coordinates X, Y, Z.

6. Расчет координат цвета (R, G, В) в колориметрической системе RGB:6. Calculation of color coordinates (R, G, B) in the RGB colorimetric system:

Figure 00000025
Figure 00000025

Или в матричном виде:

Figure 00000026
,
Figure 00000027
Or in matrix form:
Figure 00000026
,
Figure 00000027

Figure 00000028
Figure 00000028

где

Figure 00000029
- вектор-столбец координат цвета исследуемого объекта в системе XYZ;Where
Figure 00000029
- vector-column of color coordinates of the investigated object in the XYZ system;

Figure 00000030
- вектор-столбец координат цвета исследуемого объекта в системе RGB;
Figure 00000030
- vector-column of color coordinates of the object under study in the RGB system;

Figure 00000031
- обратная матрица коэффициентов перехода от системы XYZ к системе RGB.
Figure 00000031
is the inverse matrix of the transition coefficients from the XYZ system to the RGB system.

Координаты цветности (r, g, b) системы RGB определяют по формулам:The chromaticity coordinates (r, g, b) of the RGB system are determined by the formulas:

Figure 00000032
,
Figure 00000033
,
Figure 00000034
Figure 00000032
,
Figure 00000033
,
Figure 00000034

7. Определение ФХС МУВС по зависимости:7. Determination of the FHS of the MUVS according to:

Figure 00000035
Figure 00000035

где a 1, a 2 и a 3 - числовые коэффициенты, постоянные для данного класса органических соединений, цветовых характеристик и типов источников, r, g, b - координаты цветности системы RGB.where a 1 , a 2 and a 3 are numerical coefficients that are constant for a given class of organic compounds, color characteristics and types of sources, r, g, b are the chromaticity coordinates of the RGB system.

Коэффициенты зависимости (5) определены методом наименьших квадратов для множественной регрессии.The coefficients of dependence (5) are determined by the least squares method for multiple regression.

В таблице 3 приведены соответствующие значения коэффициентов зависимости (5) и результаты ее статистической достоверности.Table 3 shows the corresponding values of the coefficients of dependence (5) and the results of its statistical reliability.

Статистическая обработка данных свидетельствует о выполнении соотношений (5) для всех классов исследуемых веществ.Statistical processing of data indicates the fulfillment of relations (5) for all classes of the studied substances.

ПримерExample

Определяют физико-химические свойства: относительную плотность p, среднюю числовую молекулярную массу M, коксуемость по Конрадсону g, энергию активации вязкого течения E a импортного мазута пробы 2 для источника излучения D65.Physicochemical properties are determined: relative density p, average numerical molecular weight M, Conradson coking ability g, activation energy of viscous flow E a of imported fuel oil of sample 2 for radiation source D 65 .

1. Вещество растворяют в толуоле. Определяют спектр, в видимой области записывают электронный абсорбционный спектр раствора с шагом 10 нм в диапазоне от 380 нм до 780 нм.1. The substance is dissolved in toluene. The spectrum is determined, in the visible region, the electronic absorption spectrum of the solution is recorded in steps of 10 nm in the range from 380 nm to 780 nm.

2. Определяют координаты цвета (X, Y, Z) в системе XYZ для источника D65 по формулам:2. Determine the color coordinates (X, Y, Z) in the XYZ system for the source D 65 according to the formulas:

Figure 00000036
,
Figure 00000036
,

Figure 00000037
,
Figure 00000037
,

Figure 00000038
,
Figure 00000038
,

Figure 00000039
,
Figure 00000039
,

где qj - нормировочный коэффициент:where q j is the normalization coefficient:

j=D65 в данном примере.j = D 65 in this example.

Затем определяют значения коэффициента поглощения k(λ) для каждого значения длины волны спектра по (1). Подставляют полученные значения коэффициента поглощения в (2) и определяют значения функции спектрального коэффициента пропускания τ(λ). Путем произведения данных для источника D65 из таблицы 2 и соответствующих τ(λ) находят значения произведений E(λ)

Figure 00000040
,
Figure 00000041
,
Figure 00000042
(таблица 4). Суммируя соответствующие произведения по столбцам для X, Y и Z, находят значения сумм для X - 534,76, для Y - 520,93, для Z - 140,75.Then determine the values of the absorption coefficient k (λ) for each value of the wavelength of the spectrum according to (1). Substitute the obtained values of the absorption coefficient in (2) and determine the values of the spectral transmittance function τ (λ). By multiplying the data for the source D 65 from table 2 and the corresponding τ (λ), the values of the products E (λ)
Figure 00000040
,
Figure 00000041
,
Figure 00000042
(table 4). Summing up the corresponding products in the columns for X, Y and Z, the sums for X are found to be 534.76, for Y - 520.93, for Z - 140.75.

3. Определяют координаты цвета по произведению указанных сумм из таблицы 4 на нормировочный коэффициент источника D65, который определяется по (4) и равен 0,086065:3. The color coordinates are determined by the product of the indicated sums from table 4 by the normalization coefficient of the source D 65 , which is determined by (4) and is equal to 0.086065:

XD65=534,76*0,086065=46,024;X D65 = 534.76 * 0.086065 = 46.024;

YD65=520,93*0,086065=44,834;Y D65 = 520.93 * 0.086065 = 44.834;

ZD65=140,75*0,086065=12,114.Z D65 = 140.75 * 0.086065 = 12.114.

4. Определение координат RGB по формулам (5) или (6):4. Determination of RGB coordinates by formulas (5) or (6):

R=2,769148*46,024-1,00058*44,834+0,0000516455*12,114=82,588R = 2.769148 * 46.024-1,00058 * 44.834 + 0.0000516455 * 12.114 = 82.588

G=-1,73101*46,024+4,590889*44,834-0,055539252*12,114=125,487G = -1.73101 * 46.024 + 4.590889 * 44.834-0.055539252 * 12.114 = 125.487

B=-1,13318*46,024+0,06087*44,834+5,603962401*12,114=18,458B = -1.13318 * 46.024 + 0.06087 * 44.834 + 5.603962401 * 12.114 = 18.458

5. Координаты цветности (r, g, b) системы RGB:5. Color coordinates (r, g, b) of the RGB system:

r=82,588/(82,588+125,487+18,458)=0,365r = 82.588 / (82.588 + 125.487 + 18.458) = 0.365

g=125,487/(82,588+125,487+18,458)=0,554g = 125.487 / (82.588 + 125.487 + 18.458) = 0.554

b=18,458/(82,588+125,487+18,458)=0,081b = 18.458 / (82.588 + 125.487 + 18.458) = 0.081

6. Определяют совокупность ФХС исследуемого образца мазута пробы 2 по рассчитанным координатам по зависимости (5) (коэффициенты выбирают из таблицы 3):6. Determine the set of PFS of the test sample of fuel oil sample 2 according to the calculated coordinates according to dependence (5) (the coefficients are selected from table 3):

Относительная плотность:Relative density:

p=1,044r+0,882g+0,887b=1,044*0,365+0,882*0,554+0,887*0,081=0,942p = 1.044r + 0.882g + 0.887b = 1.044 * 0.365 + 0.882 * 0.554 + 0.887 * 0.081 = 0.942

Средняя числовая молекулярная масса:Average numerical molecular weight:

M=1061,461r+143,995g+289,714b=1061,461*0,365+143,995*0,554+289,714*0,081=491 (г/моль)M = 1061.461r + 143.995g + 289.714b = 1061.461 * 0.365 + 143.995 * 0.554 + 289.714 * 0.081 = 491 (g / mol)

Коксуемость по Конрадсону:Conradson Coking:

g=33,386r-6,496g-2,994b=33,386*0,365-6,496*0,554-2,994*0,081=8,34 (% мас.)g = 33.386r-6.496g-2.994b = 33.386 * 0.365-6.496 * 0.554-2.994 * 0.081 = 8.34 (% wt.)

Энергия активации вязкого течения:Activation energy of viscous flow:

E a =90,599r-33,265g-5,609b=90,599*0,365-33,265*0,554-5,609*0,081=14,2 (кДж/моль)E a = 90.599r-33.265g-5.609b = 90.599 * 0.365-33.265 * 0.554-5.609 * 0.081 = 14.2 (kJ / mol)

Вывод: как следует из таблиц 5 предлагаемый метод по своей точности не уступает известному.Conclusion: as follows from tables 5, the proposed method is not inferior in accuracy to the known one.

Преимущества заявляемого способа заключаются в следующем:The advantages of the proposed method are as follows:

1. Для определения ФХС используется любой стандартный источник излучения.1. Any standard radiation source is used to determine the PCF.

2. Не требуется каких-либо корректировок в расчетах.2. No adjustments to the calculations are required.

3. Учитывается цветность всех компонентов состава объектов исследования, что повышает точность метода.3. The color of all components of the composition of the objects of study is taken into account, which increases the accuracy of the method.

4. Способ подходит как для жидких, так и для твердых многокомпонентных углеводородных систем.4. The method is suitable for both liquid and solid multicomponent hydrocarbon systems.

Figure 00000043
Figure 00000043

Figure 00000044
Figure 00000044

Figure 00000045
Figure 00000045

Figure 00000046
Figure 00000046

Figure 00000047
Figure 00000047

Figure 00000048
Figure 00000048

Claims (5)

Способ определения физико-химических свойств многокомпонентных углеводородных систем, согласно которому определяют цветовые характеристики в колориметрической системе XYZ путем регистрации спектров поглощения образцов в видимой области электромагнитного спектра, затем производят переход из колориметрической системы XYZ в колориметрическую систему RGB, определяют три координаты красного, зеленого и синего цвета колориметрической системы RGB, которые линейно коррелируют с физико-химическими свойствами исследуемых объектов, и определяют физико-химические свойства по формулеThe method for determining the physicochemical properties of multicomponent hydrocarbon systems, according to which the color characteristics are determined in the XYZ colorimetric system by recording the absorption spectra of the samples in the visible region of the electromagnetic spectrum, then a transition is made from the XYZ colorimetric system to the RGB colorimetric system, three coordinates of red, green and blue are determined colors of the RGB colorimetric system, which linearly correlate with the physicochemical properties of the studied objects, and determine Physico-chemical properties of the formula
Figure 00000049
Figure 00000049
 где Z – одно из физико-химических свойств: относительная плотность, среднечисловая молекулярная масса, энергия активации вязкого течения и коксуемость по Кондарсону;where Z is one of the physicochemical properties: relative density, number average molecular weight, activation energy of viscous flow, and Condarson cokeability; r, g, b - координаты цветности системы RGB;r, g, b - color coordinates of the RGB system; а1, а2 и а3 - числовые коэффициенты, рассчитанные методом наименьших квадратов и постоянные для данного физико-химического свойства данной углеводородной системы.a 1 , a 2 and a 3 are numerical coefficients calculated by the least squares method and constant for a given physicochemical property of a given hydrocarbon system.
RU2016104685A 2016-02-11 2016-02-11 Method for determining physical and chemical properties of multicomponent hydrocarbon systems RU2616519C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104685A RU2616519C1 (en) 2016-02-11 2016-02-11 Method for determining physical and chemical properties of multicomponent hydrocarbon systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016104685A RU2616519C1 (en) 2016-02-11 2016-02-11 Method for determining physical and chemical properties of multicomponent hydrocarbon systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616519C1 true RU2616519C1 (en) 2017-04-17

Family

ID=58642607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016104685A RU2616519C1 (en) 2016-02-11 2016-02-11 Method for determining physical and chemical properties of multicomponent hydrocarbon systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616519C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1226230A1 (en) * 1984-07-18 1986-04-23 Уфимский Нефтяной Институт Method of determining carbonizing capacity of low gravity petroleum products
SU1469391A1 (en) * 1987-04-20 1989-03-30 Предприятие П/Я В-2223 Method of determining coking capacity in oil products
RU2425357C2 (en) * 2009-09-23 2011-07-27 Нигматуллина Танзиля Алтафовна Method of determining ionisation potential and electron affinity
CN102565104A (en) * 2011-12-21 2012-07-11 中国石油天然气股份有限公司 Method for determining content of organic carbon of hydrocarbon source rock
RU2560709C2 (en) * 2013-11-15 2015-08-20 Михаил Юрьевич Доломатов Method of determining physical and chemical properties of multi-component hydrocarbon systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1226230A1 (en) * 1984-07-18 1986-04-23 Уфимский Нефтяной Институт Method of determining carbonizing capacity of low gravity petroleum products
SU1469391A1 (en) * 1987-04-20 1989-03-30 Предприятие П/Я В-2223 Method of determining coking capacity in oil products
RU2425357C2 (en) * 2009-09-23 2011-07-27 Нигматуллина Танзиля Алтафовна Method of determining ionisation potential and electron affinity
CN102565104A (en) * 2011-12-21 2012-07-11 中国石油天然气股份有限公司 Method for determining content of organic carbon of hydrocarbon source rock
RU2560709C2 (en) * 2013-11-15 2015-08-20 Михаил Юрьевич Доломатов Method of determining physical and chemical properties of multi-component hydrocarbon systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 19932-99 (ИСО 661593) Межгосударственный стандарт. Нефтепродукты. Определение коксуемости методом Кондарсона. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. Минск. Введен в действие 01.01.2001. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5475612A (en) Method for the direct determination of physical properties of hydrocarbon products
US20100211329A1 (en) Method and apparatus for determining properties of fuels
US20140229010A1 (en) Method of monitoring and controlling activity involving a fuel composition
RU2560709C2 (en) Method of determining physical and chemical properties of multi-component hydrocarbon systems
Choquette et al. Identification and quantitation of oxygenates in gasoline ampules using Fourier transform near-infrared and Fourier transform Raman spectroscopy
Marinović et al. Prediction of diesel fuel properties by vibrational spectroscopy using multivariate analysis
US10557842B2 (en) Method and system for analysing a blend of two or more hydrocarbon feed streams
de Carvalho Rocha et al. Determination of physicochemical properties of petroleum derivatives and biodiesel using GC/MS and chemometric methods with uncertainty estimation
de Oliveira et al. Predicting cetane index, flash point, and content sulfur of diesel–biodiesel blend using an artificial neural network model
Lee et al. Gasoline quality assessment using fast gas chromatography and partial least-squares regression for the detection of adulterated gasoline
Insausti et al. Simultaneous determination of quality parameters in biodiesel/diesel blends using synchronous fluorescence and multivariate analysis
Cooper et al. Calibration transfer of near‐IR partial least squares property models of fuels using virtual standards
Inan et al. Chemometrics-based analytical method using FTIR spectroscopic data to predict diesel and diesel/diesel blend properties
Ott et al. Corrosivity of fluids as a function of the distillate cut: application of an advanced distillation curve method
Aleme et al. Determination of specific gravity and kinematic viscosity of diesel using distillation curves and multivariate calibration
RU2616519C1 (en) Method for determining physical and chemical properties of multicomponent hydrocarbon systems
Johnson et al. Evaluating the predictive powers of spectroscopy and chromatography for fuel quality assessment
Lysaght et al. Rapid spectroscopic determination of per cent aromatics, per cent saturates and freezing point of JP-4 aviation fuel
Loh et al. High-throughput screening of oil fingerprint using FT-IR coupled with chemometrics
Alizadeh et al. Application of artificial neural network for prediction of 10 crude oil properties
Blanco et al. Determination of the penetration value of bitumens by near infrared spectroscopy
RU2604167C1 (en) Method of determining relative density of petroleum oil fractions
RU2606837C1 (en) Method of determining colour scale cnt of petroleum oil fractions
Artemeva et al. Low-Viscosity Marine Fuel Based on Heavy Diesel Fractions of Secondary Origin: Problems and Solutions
RU2621481C1 (en) Method for determining effective ionization potential and effective electron affinity of multicomponent aromatic condensed media

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180212