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Las refinerías utilizan la isomerización de nafta ligera para producir productos de isomeratos de alto octanaje que cumplen con las especificaciones actuales de gasolina. La isomerización aumenta el octanaje de la nafta ligera al aumentar el grado de ramificación de las moléculas de parafina. El número de octano de investigación (RON) del producto objetivo depende de varios parámetros de producción de la planta (p. ej., la temperatura o la proporción de hidrógeno a hidrocarburo). Para optimizar el proceso de la planta, es fundamental contar con un método analítico fiable y rápido.

El método estándar para determinar RON en isomerato es con motores caros y que requieren un mantenimiento intensivo. En contraste con esto, el número de octano de investigación también se puede analizar mediante espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS). NIRS proporciona resultados precisos en un minuto sin necesidad de preparación de muestras ni productos químicos.

Se midieron 63 muestras de isomeratos diferentes con diferentes valores de RON con el analizador de líquidos Metrohm DS2500 (Figura 1) en modo de transmisión en todo el rango de longitud de onda de 400 a 2500 nm. El controlador de temperatura incorporado garantizó la estabilidad de la medición con una temperatura de muestra constante de 35 °C. Por comodidad, se utilizaron viales desechables con un paso óptico de 8 mm, lo que hizo obsoleto el procedimiento de limpieza. El paquete de software Vision Air Complete de Metrohm se utilizó para la adquisición de datos y el desarrollo del modelo de predicción.

Tabla 1. Resumen de equipos de hardware y software.

Equipo Número de artículo
Analizador de líquidos DS2500 2.929.0010
DS2500 Soporte viales de 8 mm 6.7492.020
Vision Air 2.0 completo 6.6072.208
Figure 1. Analizador de líquidos Metrohm DS2500 utilizado para la determinación del número de octano de investigación (RON) en muestras de isomeratos.

Los espectros Vis-NIR obtenidos (Figura 2) se utilizaron para crear un modelo de predicción para la cuantificación del número de octanos de investigación en isomerato. La calidad de los modelos de predicción se evaluó mediante diagramas de correlación basados en el algoritmo de validación cruzada. Un valor de R2 > 0,98 muestra una alta correlación entre la predicción Vis-NIR y el método ASTM de referencia. Las respectivas cifras de mérito (FOM) muestran la precisión esperada durante el análisis de rutina (figura 3).

Figure 2. Selección de espectros Vis-NIR de muestras de isomeratos analizadas en un analizador de líquidos DS2500 con viales de 8 mm.
Figure 3. Diagrama de correlación y las respectivas cifras de mérito para la predicción del valor de RON utilizando un analizador de líquidos DS2500. El valor de laboratorio se evaluó de acuerdo con la norma ASTM D2699.
Figuras de merito Valor
R2 0,986
Error estándar de calibración 0,73
Error estándar de validación cruzada 0,76

Esta nota de aplicación demuestra la viabilidad de la espectroscopia NIR para el análisis de RON en muestras de isomeratos. En comparación con el método convencional, el tiempo de resultado (Tabla 2) es una gran ventaja de la espectroscopia Vis-NIR. Con NIRS, se realiza una sola medición en un minuto, mientras que la prueba del motor CFR es mucho más larga.

Tabla 2. Tiempo hasta el resultado de la determinación del valor RON con el método de referencia estándar ASTM D2699.

Parámetro Método Tiempo de resultado
RON Prueba de motor CFR ∼30 minutos por muestra
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