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内容大纲
本书结合作者团队多年的科研成果，系统介绍了近红外光谱分析通用技术，分析了国内外研究和应用的最新进展，重点展示了近红外光谱分析技术在炼油和化工领域中的应用实践成果。全书主要包含两部分内容：一是从实用性角度系统介绍了近红外光谱分析通用技术及其进展，包括近红外光谱解析、仪器、化学计量学方法与软件、在线分析技术等；二是作者团队多年来在炼油和化工领域进行应用研究和应用实践中取得的成果，涉及的领域包括催化重整、MTBE生产、S Zorb、汽油调和、柴油分析、润滑油基础油生产、原油快评、蒸汽裂解、聚丙烯生产、PAO生产、双氧水生产和成品油管道输送等。
全书图文并茂、通俗易懂、理论联系实际，可作为从事近红外光谱分析技术研究和应用的教学、科研和管理人员的参考用书，也可作为炼油和化工企事业单位运用近红外光谱技术的培训教材以及高校和科研院所相关专业师生的选修读物。 -
作者介绍
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目录
第1章 概述
1.1 近红外光谱的发展历程
1.2 近红外光谱产生机理
1.3 近红外光谱吸收谱带的解析
1.3.1 C—H的吸收谱带
1.3.2 O—H的吸收谱带
1.3.3 N—H的吸收谱带
1.3.4 C=O、P—H和S—H的吸收谱带
1.3.5 复杂物质的吸收谱带
1.4 近红外光谱定量分析原理
1.5 近红外光谱分析技术的特点
1.6 近红外光谱在石油炼制和化工领域中的应用现状
1.6.1 引言
1.6.2 油气分析
1.6.3 化工品分析
1.7 近红外光谱标准方法
参考文献
第2章 近红外光谱仪器
2.1 仪器的基本构成
2.2 分光类型
2.2.1 滤光片型
2.2.2 发光二极管型
2.2.3 光栅色散型
2.2.4 傅里叶变换型
2.2.5 声光可调滤光器型
2.2.6 阵列检测器型
2.2.7 其他类型
2.3 测样附件
2.3.1 透射和透反射附件
2.3.2 漫反射测样附件
2.3.3 漫透射和漫透反射附件
2.4 仪器的性能指标
2.4.1 波长范围
2.4.2 分辨率
2.4.3 波长准确性
2.4.4 波长重复性
2.4.5 吸光度准确性
2.4.6 吸光度重复性
2.4.7 噪声
2.4.8 杂散光
2.5 仪器的应用类型
2.5.1 实验室型仪器
2.5.2 便携式仪器
2.5.3 在线型仪器
2.6 微小型近红外光谱仪器应用进展
2.6.1 农业与林业
2.6.2 食品与药品
2.6.3 炼油与化工
2.6.4 刑侦安全
2.6.5 其他
2.6.6 展望
参考文献
第3章 化学计量学方法与软件
3.1 引言
3.2 常用的化学计量学方法
3.2.1 光谱预处理方法
3.2.2 波长筛选方法
3.2.3 异常样本的识别方法
3.2.4 样本的选择方法
3.2.5 定量建模方法
3.2.6 定量模型评价方法
3.2.7 模型传递方法
3.3 定量模型建立与验证流程
3.3.1 样本的收集
3.3.2 代表性样本的挑选
3.3.3 光谱测定
3.3.4 基础数据的测定
3.3.5 定量校正模型的建立
3.3.6 定量校正模型的验证
3.3.7 校正模型适用性判据的建立
3.3.8 常规分析与模型的更新
3.4 RIPP化学计量学软件
3.5 化学计量学方法新进展
3.5.1 光谱预处理方法
3.5.2 变量选择和数据降维方法
3.5.3 多元定量和定性校正方法
3.5.4 模型传递与模型维护方法
3.5.5 多光谱融合方法
3.6 化学计量学方法在石油分析中的应用进展
3.6.1 色谱
3.6.2 质谱
3.6.3 核磁共振谱
3.6.4 其他分析技术
3.6.5 小结
参考文献
第4章 近红外光谱在线分析技术
4.1 概述
4.2 在线分析系统的构成
4.2.1 硬件
4.2.2 软件及模型
4.3 在线分析系统的性能评价
4.4 在线分析项目的实施
4.5 在线分析项目的管理与维护
4.5.1 管理
4.5.2 验证和维护
参考文献
第5章 近红外光谱在重整装置中的研究与应用
5.1 应用基础研究
5.1.1 重整生成油详细烃组成的预测分析
5.1.2 石脑油单体烃的预测分析研究
5.1.3 基础数据准确性对预测结果影响的研究
5.1.4 遗传算法用于波长筛选的研究
5.1.5 样品温度稳健校正模型的建立
5.1.6 小波变换提取定量建模信息的研究
5.1.7 小波变换结合多维校正方法的研究
5.1.8 普鲁克分析用于不同仪器光谱传递的研究
5.1.9 基于目标因子分析的模型传递方法研究
5.1.10 消除在线多通道光谱间差异的研究
5.2 一种新型在线近红外光谱分析仪的研制
5.2.1 引言
5.2.2 分析仪构造设计与光学原理
5.2.3 主要技术指标与特征
5.2.4 几个关键实验结果
5.2.5 工业应用
5.2.6 小结
5.3 在重整中型装置上的应用
5.3.1 仪器系统及其安装
5.3.2 分析模型的建立
5.3.3 准确性和重复性
5.3.4 在线应用
5.3.5 小结
5.4 在重整工业装置上的应用
5.4.1 在线近红外光谱分析系统
5.4.2 分析模型的建立与评价
5.4.3 在线分析运行效果
5.4.4 小结
参考文献
第6章 近红外光谱在MTBE装置中的研究与应用
6.1 支持向量回归建立醇烯比预测模型的研究
6.1.1 样本与方法
6.1.2 PLS方法结果
6.1.3 SVR方法结果
6.1.4 与ANN方法比较
6.1.5 小结
6.2 在MTBE工业装置上的应用
6.2.1 样本与方法
6.2.2 在线分析系统的设计与集成
6.2.3 在线分析系统的实验室考核
6.2.4 在线应用研究
6.2.5 工业应用
6.2.6 小结
参考文献
第7章 近红外光谱在S Zorb装置中的应用
7.1 在线分析系统配置
7.1.1 系统概述
7.1.2 在线光谱仪与预处理系统
7.2 在线分析模型的建立
7.2.1 样本与方法
7.2.2 模型的建立
7.3 在线分析运行效果
7.4 小结
参考文献
第8章 近红外光谱在汽油调和装置中的研究与应用
8.1 汽油近红外光谱数据库的建立
8.1.1 建库的实验条件
8.1.2 催化裂化汽油数据库
8.1.3 成品汽油数据库
8.1.4 小结
8.2 自动检索算法在建立汽油预测模型中的应用
8.2.1 样本与方法
8.2.2 校正模型的建立
8.2.3 预测分析
8.2.4 小结
8.3 PLSRR-ELM建立辛烷值模型的研究
8.3.1 理论与算法
8.3.2 样本与方法
8.3.3 光谱区间选择
8.3.4 模型参数优化
8.3.5 方法比较
8.3.6 小结
8.4 在汽油调和装置中的应用
8.4.1 在线分析系统开发
8.4.2 在线模型的建立与验证
8.4.3 推广应用
8.4.4 小结
参考文献
第9章 近红外光谱在柴油分析中的研究与应用
9.1 人工神经网络预测柴油闪点的研究
9.1.1 原理与策略
9.1.2 样本与方法
9.1.3 ANN模型的建立与评价
9.1.4 小结
9.2 柴油近红外光谱数据库的建立
9.2.1 建库的实验条件
9.2.2 分析模型的建立
9.2.3 预测分析
9.2.4 小结
9.3 LTAG加氢单元原料和产品组成的快速分析及应用
9.3.1 样本与方法
9.3.2 数据处理及建模
9.3.3 准确性和重复性分析
9.3.4 在炼厂中的应用
9.3.5 小结
9.4 虚拟光谱方法预测LTAG原料与产物烃组成的研究
9.4.1 样本与方法
9.4.2 PLS方法结果
9.4.3 虚拟光谱识别方法结果
9.4.4 小结
9.5 预测生物柴油主要组成的研究
9.5.1 样本与方法
9.5.2 生物柴油的光谱解析
9.5.3 文冠果油单原料油模型与验证
9.5.4 多种原料油模型与验证
9.5.5 方法的适用性和重复性研究
9.5.6 小结
参考文献
第10章 近红外光谱在润滑油基础油生产装置中的研究与应用
10.1 预测基础油黏度及黏度指数
10.1.1 样本与方法
10.1.2 黏度分析模型的建立
10.1.3 黏度指数分析模型的建立
10.1.4 小结
10.2 润滑油加氢异构装置上的应用
10.2.1 在线分析系统配置
10.2.2 在线分析模型建立
10.2.3 在线运行效果
10.2.4 小结
参考文献
第11章 原油快评技术的研发与应用
11.1 原油近红外光谱数据库的建立
11.1.1 样本与方法
11.1.2 原油主要性质的预测分析
11.1.3 小结
11.2 原油种类快速识别的研究
11.2.1 算法原理
11.2.2 识别参数的选择
11.2.3 未知原油的识别
11.2.4 混兑原油的识别
11.2.5 小结
11.3 预测原油混兑比例的研究
11.3.1 算法原理
11.3.2 样本与方法
11.3.3 混兑油的光谱分析
11.3.4 混兑比例校正模型的建立
11.3.5 预测验证分析
11.3.6 小结
11.4 库光谱拟合方法用于原油评价的研究
11.4.1 方法原理
11.4.2 原油光谱的拟合结果
11.4.3 性质预测分析
11.4.4 小结
11.5 原油快评技术的开发与应用
11.6 Web版原油快评技术的开发与应用
11.7 配方原油技术的研发与应用
11.7.1 配方原油技术的实施流程
11.7.2 类阿曼原油的配方设计
11.7.3 工业应用试验
11.7.4 小结
参考文献
第12章 近红外光谱在蒸汽裂解装置中的应用
12.1 在线近红外分析系统的设计与安装
12.1.1 系统概述
12.1.2 技术规格及功能
12.1.3 现场安装
12.2 在线分析模型的开发
12.2.1 石脑油在线分析模型的建立
12.2.2 加氢裂化尾油在线分析模型的建立
12.3 在线分析系统的运行
12.4 小结
参考文献
第13章 近红外光谱在聚丙烯装置中的研制与应用
13.1 聚丙烯专用分析仪的研制
13.1.1 专用分析仪的设计
13.1.2 专用分析仪的主要技术参数
13.1.3 专用分析仪的应用
13.1.4 小结
13.2 聚丙烯在线分析系统的研制与应用
13.2.1 硬件系统的方案设计
13.2.2 现场安装测试与应用
13.2.3 小结
参考文献
第14章 近红外光谱在PAO分析中的应用研究
14.1 样本与方法
14.1.1 样本来源
14.1.2 光谱采集
14.1.3 校正集与验证集
14.2 单光谱模型
14.2.1 NIR光谱模型
14.2.2 FT-IR光谱模型
14.2.3 Raman光谱模型
14.2.43 种光谱模型的比较
14.3 光谱融合模型
14.3.1 低层融合模型
14.3.2 中层融合模型
14.3.3 高层融合模型
14.3.4 SO-PLS融合模型
14.3.5 N-PLS融合模型
14.4 小结
参考文献
第15章 近红外光谱在双氧水生产装置中的应用
15.1 偏最小二乘建模
15.1.1 建模样品及数据集
15.1.2 光谱采集
15.1.3 模型建立与评价
15.2 随机森林建模
15.2.1 建模样品及数据集
15.2.2 RF校正模型的建立
15.2.3 氢效和氧效RF混合模型效果
15.2.4 萃余RF分析模型效果
15.3 在线工业应用试验
15.3.1 在线近红外分析系统
15.3.2 在线分析结果准确性评价
15.3.3 在线分析模型重复性评价
15.4 小结
参考文献
第16章 近红外光谱在成品油管道输送中的应用
16.1 实验室模拟混油界面检测
16.1.1 硬件系统设计开发
16.1.2 混油界面检测系统模拟装置搭建
16.1.3 同种油品模拟
16.1.4 汽油-柴油过渡
16.1.5 柴油-汽油过渡
16.2 工业管道混油界面检测试验
16.2.1 硬件配置
16.2.2 试验方法
16.2.3 混油界面检测
16.3 小结
参考文献
第17章 中红外光谱在原油及油品分析中的应用
17.1 二维红外相关光谱在原油快速识别中的研究
17.1.1 二维相关光谱算法
17.1.2 样本与方法
17.1.3 识别参数的选择
17.1.4 混合原油的识别
17.1.5 小结
17.2 中红外光谱预测原油酸值的研究
17.2.1 样本与方法
17.2.2 模型建立与验证
17.2.3 方法的重复性
17.2.4 小结
17.3 中红外光谱预测汽油二烯值的研究
17.3.1 样本与方法
17.3.2 谱图解析
17.3.3 模型建立与验证
17.3.4 小结
17.4 中红外光谱预测润滑油新油碱值和酸值的研究
17.4.1 样本与方法
17.4.2 校正模型的建立
17.4.3 模型的验证
17.4.4 小结
17.5 中红外光谱预测渣油组成和多种物化性质的研究
17.5.1 样本与方法
17.5.2 分类与判别研究
17.5.3 渣油四组分的校正与验证
17.5.4 渣油其他物化性质的校正与验证
17.5.5 小结
参考文献
第18章 近红外光谱分析技术展望
18.1 硬件
18.2 化学计量学方法与软件
18.3 应用的拓展与深入
参考文献
索引
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