專利名稱：一種鑒別原油和燃料油的貝葉斯方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油料鑒別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑒別原油和燃料油的方法，即通過貝葉斯(Bayes)判別來區(qū)分原油和燃料油。
背景技術(shù)：
近年來，由于貿(mào)易方式日趨多元化，進(jìn)貨渠道越來越多，進(jìn)口石油及石油產(chǎn)品短重、出現(xiàn)大量明水等商業(yè)欺詐行為時(shí)有發(fā)生，特別是隨著國際市場原油價(jià)格頻繁波動(dòng)，一些不法商人通過采購國際市場上價(jià)格較低的原油，假冒燃料油的名義進(jìn)口到國內(nèi)，生產(chǎn)低品質(zhì)的汽柴油來沖擊國內(nèi)市場，并且逃避國家對(duì)進(jìn)口原油的檢驗(yàn)監(jiān)管，因此，就需要對(duì)進(jìn)口的油品進(jìn)行原油和燃料油的鑒別。傳統(tǒng)的原油/燃料油的鑒別主要通過如下的方法來進(jìn)行的I、感官鑒別方法由于餾分燃料油是由原油直接蒸餾所得，因此在感觀上具有一定的透明度，而超輕原油、輕質(zhì)原油沒有透明度。 雖然凝析油具有一定的透明度，但凝析油是由存在于天然氣中的重組分常溫條件下液化而成，其組成主要由C5及以上組分組成，因此凝析油在性質(zhì)上具有密度小(一般在O. 70 g/cm3以下)、揮發(fā)性大的特點(diǎn)，非常容易與餾分燃料油區(qū)分。所以感觀上餾分燃料油與輕質(zhì)、超輕和凝析原油比較容易區(qū)分。殘?jiān)剂嫌陀捎谑怯沙?、減壓渣油和催化裂化渣油加入少量催化裂化輕油調(diào)和而成，因此在外觀上不透明，無揮發(fā)性，并且具有粘稠性。而輕質(zhì)原油、中質(zhì)原油都含有一定量的揮發(fā)性輕組分，常溫或加熱到足夠流動(dòng)性時(shí)都有輕組分揮發(fā)，并且很容易被人們的感觀所感覺到；而殘?jiān)剂嫌筒痪哂写诵再|(zhì)。 利用此方法可以將大量的原油與殘?jiān)剂嫌蛥^(qū)分。2、物理性質(zhì)鑒別殘?jiān)剂嫌透鶕?jù)用途以及粘度不同分為5種規(guī)格和10個(gè)品種。它的特點(diǎn)是各個(gè)品種具有同定的粘度范圍，例如180號(hào)燃料油在50°C條件下，運(yùn)動(dòng)粘度不大于180 mm2/s，通常情況下，50°C運(yùn)動(dòng)粘度在150-180 mm2/s之間。對(duì)重質(zhì)原油由于它不是燃料油，因此沒有特定的粘度范圍，例如喀麥隆樂克里原油，20°C密度為O. 938 6 8/0113，501運(yùn)動(dòng)粘度為31.82 mm2/s,大于30號(hào)燃料油規(guī)格，小于80號(hào)燃料油規(guī)格；但是又不能作為80號(hào)燃料油使用。對(duì) 80號(hào)燃料油來說該粘度偏小，不利于油料的充分燃燒。而有些原油雖然運(yùn)動(dòng)粘度接近，但是密度差別較大，例如乍得多巴原油50°C運(yùn)動(dòng)粘度是150.7臟2/ 201密度0.9233 g/cm3。 而該條件下相對(duì)應(yīng)的180號(hào)燃料油規(guī)定20°C密度小于O. 9883 g/cm3，通常情況下180號(hào)燃料油20°C密度在O. 96 g/cm3左右。以上所述鑒別方法可對(duì)物理性質(zhì)差異明顯的油品進(jìn)行簡單比較，但目前進(jìn)口石油與石油產(chǎn)品的種類繁多、情況復(fù)雜，不同油品混合摻假的現(xiàn)象嚴(yán)重，且對(duì)油品的物理性質(zhì)方面并沒有太大影響。因此，要想對(duì)石油及石油產(chǎn)品的種類進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定，必須深入了解其化學(xué)組成及特征，找到可以用來進(jìn)行油種鑒定的關(guān)鍵指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鑒別原油和燃料油的方法，即將貝葉斯(Bayes)判別函數(shù)應(yīng)用于原油與燃料油的鑒別，能夠準(zhǔn)確地鑒別出原油和燃料油，從而彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于鑒別原油和燃料油的Bayes判別函數(shù)，其公式如下Fl=O. 054XC7 — O. 032 X C8 — O. 008 X C9 + O. 056 X C10 — O. 073 X C12 — O. 129XC13 + O. 210XC14 + O. 041 XC15 — O. 242XC16 + O. 059XC17 + 0. 036Pr + 0. 080 X C18 + 0. 025 X Ph + 0. 054 X C19 + 0. 012 X C20 + 0. 085 X C21 + 0. 002 X C22 + 0. 030 XC23 — 0. 158 X C24 + 0. 027 X C25 — 6. 695 ；F2= — 0. OllXC7 — 0.024XC8 + 0.013XC9 + 0. 024XC10 — 0.00474XC11 — 0.030 X C12 — 0.007 X C 13 + 0. 147 X C14 — 0.013 X C15 — 0. 139 X C16 + 0.006 X C17 + 0. 070Pr — 0. 059XC18 + 0. 006XPh + 0. OHXC19 + 0.220XC2。一 0.099XC21 + 0. OllXC22 + 0. 135XC23 + 0. 129XC24 — 0. OHXC25 — 2 . 631 ；其中Cn為正構(gòu)烷烴的含量值(n為自然數(shù))，Pr、Ph分別為姥鮫烷、植烷的含量值。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及鑒別原油和燃料油的鑒別方法，其步驟如下I)獲得樣品的指示物的含量值，其中樣品的指示物包括正構(gòu)烷烴C7 C3tl、姥鮫烷 Pr和植烷Ph ；2)將步驟I)中獲得的指示物的含量值代入Bayes判別函數(shù)，計(jì)算F1、F2值，通過比較FI、F2的絕對(duì)值大小判別樣品屬于原油還是燃料油，當(dāng)Fl的絕對(duì)值大于或等于F2的絕對(duì)值，樣品為原油；當(dāng)Fl的絕對(duì)值小于F2的絕對(duì)值，樣品為燃料油。上述步驟I)樣品的指示物的含量值是通過氣相色譜測得的。本發(fā)明的方法通過對(duì)原油和燃料油的樣品進(jìn)行測定，按照Bayes判別分析的思想，進(jìn)行特征提取、重新分類，從而確定了能夠準(zhǔn)確地區(qū)分原油和燃料油的Bayes函數(shù)公式。結(jié)果表明，利用本發(fā)明的Bayes函數(shù)公式能夠準(zhǔn)確的鑒定原油和燃料油。
具體實(shí)施例方式就石油及石油產(chǎn)品而言，各類油品在成份上大同小異，僅從個(gè)體層面上是無法將其進(jìn)行準(zhǔn)確的分類和定性的。目前將石油及石油產(chǎn)品分為兩類1類為原油；2類為燃料油。本發(fā)明以各種石油及石油產(chǎn)品為樣本點(diǎn)空間，以各指示物的含量為變量構(gòu)成原油/燃料油鑒別的原始數(shù)據(jù)矩陣，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件(spss 17. O)對(duì)原始數(shù)據(jù)矩陣運(yùn)算得出 Bayes判別函數(shù)進(jìn)行分析，從而促成了本發(fā)明。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。一、本發(fā)明的判別公式的確立I、選取指示物在油種鑒別工作中，首要的就是選擇適當(dāng)?shù)闹甘疚锉碚饔头N，本發(fā)明選取了石油中具有代表性的組分，通過測定其在樣品中的相對(duì)含量來構(gòu)建Bayes判別函數(shù)公式。本項(xiàng)目選擇24種正構(gòu)烷烴(C7_3(l)和姥鮫烷(Pr)及植烷(Ph)兩種烴類化合物共26種油品的生物標(biāo)識(shí)物指標(biāo)，即油種鑒別指標(biāo)。
2、生物標(biāo)識(shí)物的測定采用氣相色譜，對(duì)所抽取樣品中的正構(gòu)烷烴(C7_3(l)、姥鮫烷和植烷含量進(jìn)行了測定。儀器與試劑Agilent6890N_5975氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國，Agilent公司)； 電子天平(賽多利斯科學(xué)儀器有限公司)；離心機(jī)(日立公司)溶劑丙酮(色譜純，美國 Tedia公司),正己燒(色譜純，美國Burdick & Jackson公司);色譜條件HP-5MS毛細(xì)管柱(30 mXO. 32 mmXO. 25 μ m);載氣He (純度為 99. 999%)，流速1. O mL/min ;進(jìn)樣量:1 μ L ;進(jìn)樣口溫度:250 V ;檢測器溫度:250 V ;柱頭壓42689. 6 Pa (常壓模式)；柱流速0. 8 mL/min ;進(jìn)樣方式不分流進(jìn)樣。升溫程序 初溫50 °C，保持2 min,以6 °C /min的速度升至300 °C，保持16 min。樣品前處理?xiàng)l件取O. 2g原油樣品，溶于IOmL正己烷中，超聲lOmin，以3000r/ min速度離心，取上清液，用有機(jī)膜過濾于進(jìn)樣瓶中，待測。

3、判別公式的建立對(duì)30個(gè)原油標(biāo)準(zhǔn)品和24個(gè)燃料油標(biāo)準(zhǔn)樣品的26種指示物值的測定，然后建立樣本點(diǎn)X變量類型為54X26的數(shù)據(jù)矩陣(其中，樣本點(diǎn)空間為54 (30+24)個(gè)油品樣本，變量類型為26種生物標(biāo)識(shí)物)，根據(jù)樣品的已知類別進(jìn)行分組，原油樣品的組別為1，燃料油樣品的組別為2。將已經(jīng)分好類的“組別”一項(xiàng)移入“分組變量”，“定義范圍”最大值為2，最小值為I。進(jìn)行判別分析，將測得的所有的指示物變量“一起輸入自變量”。判別分析的“統(tǒng)計(jì)量”選項(xiàng)的參數(shù)選擇為“描述性”選擇“均值”和“單變量”，“函數(shù)系數(shù)”選擇“Fisher”。 判別分析的“分類”選項(xiàng)的參數(shù)選擇為“先驗(yàn)概率”選擇“所有組相等”，使用“協(xié)方差矩陣” 選擇“在組內(nèi)”。判別分析的“保存”選項(xiàng)選擇“預(yù)測組成員”。運(yùn)行軟件，Bayes判別分析經(jīng)過自身的特征提取過程，只保留對(duì)分類起關(guān)鍵作用的變量，以合理的變量數(shù)達(dá)到充分利用化學(xué)測量數(shù)據(jù)信息和濾除噪聲的目的。通過對(duì)輸出結(jié)果的分析,建立起B(yǎng)ayes判別函數(shù)公式如下Fl=O. 054 X C7-O. 032 X C8-O. 008XC9+0. 056 X C10-O. 073 X C12-O. 129XC13+0. 210 X C14+0. 041 X C15-O. 242XC16+0. 059XC17+0. 036Pr+0. 080XC18+0. 025XPh+0. 054XC19+0. 012 X C20+0. 085 X C21+0. 002 X C22+0. 030 X C23-O. 158 X C24+0. 027 X C25_6. 695 ；F2=-0. OllXC7-O. 024XC8+0. 013XC9+0. 024 X C10-O. 00474XCn-0. 030 X C12-0. 007XC13+0. 147 X C14-O. 013 X C15-O. 139XC16+0. 006XC17+0. 070Pr-0. 059XC18+0. 006 XPh+O. 014XC19+0. 220 X C20-O. 099 XC21+0. 011XC22+0. 135 XC23 +0. 129 X C24-O. 014 X C25-2. 631二、本發(fā)明方法的準(zhǔn)確性檢測為了檢測本發(fā)明建立的公式的準(zhǔn)確性，把獲得的指示物的值帶入公式中進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明，原油樣品的Fl的絕對(duì)值大于或等于F2的絕對(duì)值；燃料油樣品的Fl的絕對(duì)值小于F2的絕對(duì)值。三、本發(fā)明方法的應(yīng)用實(shí)施例I :報(bào)驗(yàn)號(hào)為2419的油品為UPPER原油。利用氣相色譜對(duì)油樣中各指示物的測定結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種用于鑒別原油和燃料油的Bayes判別函數(shù)，其公式如下 Fl=O. 054 X C7 — 0. 032 X C8 — 0. 008 X C9 + 0. 056 X C10 — 0. 073 X C12 — 0. 129 X C13 +0.210 X C14 + 0. 041 X C15 — 0.242 X C16 + 0. 059 X C17 + 0. 036Pr + 0. 080 X C18 +0. 025 X Ph + 0. 054 X C19 + 0. 012 X C20 + 0. 085 X C21 + 0. 002 X C22 + 0. 030 XC23 —0. 158 X C24 + 0. 027 X C25 — 6. 695 ； F2= — 0. OllXC7 — 0. 024XC8 + 0. 013XC9 + 0. 024XC10 — 0. 00474XC11 —0.030 X C12 — 0.007 X C13 + 0. 147 X C14 — 0.013 X C15 — 0. 139 X C16 + 0.006 X C17 +0. 070Pr — 0. 059XC18 + 0. 006XPh + 0. OHXC19 + 0.220XC2。一 0.099XC21 +0. OllXC22 + 0. 135XC23 + 0. 129XC24 — 0. OHXC25 — 2 . 631 ； 其中Cn為正構(gòu)烷烴的含量值，Pr、Ph分別為姥鮫烷、植烷的含量值。
2.一種鑒別原油和燃料油的鑒別方法，其步驟如下 1)獲得樣品的指示物的含量值，其中樣品的指示物包括正構(gòu)烷烴C7 C3tl、姥鮫烷Pr和植烷Ph ； 2)將步驟I)中獲得的指示物的含量值代入權(quán)利要求I所述的Bayes判別函數(shù)，計(jì)算FU F2值，通過比較FI、F2的絕對(duì)值大小判別樣品屬于原油還是燃料油，當(dāng)Fl的絕對(duì)值大于或等于F2的絕對(duì)值，樣品為原油；當(dāng)Fl的絕對(duì)值小于F2的絕對(duì)值，樣品為燃料油。
3.如權(quán)利要求2所述的鑒別方法，其特征在于所述的步驟I)獲得樣品的指示物的含量值是通過氣相色譜測得的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鑒別原油和燃料油的Bayes判別函數(shù)和鑒別方法。本發(fā)明的方法通過對(duì)原油和燃料油的樣品進(jìn)行測定，按照Bayes判別分析的思想，進(jìn)行特征提取、重新分類，從而確定了能夠準(zhǔn)確地區(qū)分原油和燃料油的Bayes函數(shù)公式。結(jié)果表明，利用本發(fā)明的Bayes函數(shù)公式能夠準(zhǔn)確的鑒定原油和燃料油。
文檔編號(hào)G01N30/02GK102706976SQ20121016223
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者劉心同, 孫健, 林雨霏, 王巖 申請(qǐng)人:山東出入境檢驗(yàn)檢疫局