方案介紹：

  尾氯吸收液中堿含量的控制一直是化工行業(yè)的痛點，在氯氣飽和后不能及時補充堿液將會有氯氣泄漏的風險隱患。傳統(tǒng)的控制方式是根據(jù)經(jīng)驗或離線取樣檢測的方式確定補充投放氫氧化鈉的時間，這些方法準確度不高且時效性較低，無法滿足在線生產(chǎn)的需要。

  為解決這一行業(yè)痛點，提高尾氯吸收液中有效氯和游離堿含量測定的檢測效率，本實驗采用在線近紅外光譜分析技術監(jiān)測次鈉塔溢流液中有效氯和游離堿的含量，為產(chǎn)線投放氫氧化鈉提供即時可靠的數(shù)據(jù)支持。

  案例欣賞：

  將IAS-PAT L1在線近紅外光譜儀架設在次鈉塔旁邊，由光纖連接位于次鈉塔溢流液支路的流通池(光程1mm)并采集近紅外光譜，實時監(jiān)測溢流液中有效氯和游離堿的含量。如圖1所示：

圖1 近紅外光譜儀安裝示意圖

  一、溢流液有效氯和游離堿定量分析模型的建立

  1.1 樣品信息

  共采集71個次鈉塔溢流液樣品數(shù)據(jù)，樣品中的有效氯和游離堿的含量范圍分別為4.34-13.55%和0.12-11.49%，含量分布均勻。

  1.2 儀器參數(shù)

  儀器積分時間80ms，光譜平均次數(shù)32次，波長范圍1000-1600nm，分辨率12nm。

  1.3 光譜信息

  溢流液樣品原始光譜如圖2(左)所示，為保證建模效果，建立模型前對原始光譜進行平滑和標準正態(tài)變量變換(SNV)預處理，降低光譜的基線漂移等因素造成的影響，處理后的光譜如圖2(右)所示。

圖2 溢流液樣品近紅外光譜圖

  1.4 建模結果

  采用偏最小二乘法分別建立次鈉塔溢流液有效氯和游離堿的近紅外定量分析模型，過程中無異常值被剔除，得到的結果分別如表1和圖4所示：

圖4 有效氯(左)和游離堿(右)模型預測值vs.真實值示意圖

  由上述結果可以看出，所建立的兩組模型效果良好，兩個組分模型的決定系數(shù)R2達到了0.99，預測結果相關性較好。兩個組分的建模集樣品的預測誤差分布如圖5所示，均在±0.2%左右：

圖5有效氯(左)和游離堿(右)模型交互驗證集預測偏差

  1.5 實際檢測情況

  模型更新完成后，將連續(xù)12小時的在線檢測結果與離線取樣實驗室結果進行比對，結果如圖7所示：

圖7 有效氯和游離堿比對結果示意圖

  由圖7可以看出，在線檢測結果與離線實驗室取樣檢測結果趨勢一致，能夠反映溢流液中實際有效氯和游離堿的含量。

  一、總結

  由上述實驗結果可以看出，采用IAS PAT-L1在線近紅外光譜儀檢測次鈉塔溢流液中的有效氯和游離堿具有良好的效果。同時，經(jīng)過3天5個過程的取樣，模型基本覆蓋了日常檢測的含量范圍，能夠滿足實際使用需求。

  使用在線近紅外光譜儀檢測能夠實現(xiàn)有效氯和游離堿的實時檢測，能夠為產(chǎn)線投放氫氧化鈉提供了即時可靠的數(shù)據(jù)支持，避免由于堿含量過低導致氯氣飽和泄漏的情況;同時，在線設備的使用減少了離線取樣的頻次，在提高日常分析工作的效率的同時減少了人力成本。

  本項目由寧夏瑞泰科技有限公司牽頭組織實施，華東理工大學杜一平教授課題組提供技術指導，采用無錫迅杰光遠科技有限公司研發(fā)的IAS-PAT L1在線近紅外檢測設備完成了對次鈉塔溢流液中有效氯和游離堿的在線檢測。