PLS models for determination of SARA analysis of Colombian vacuum residues and molecular distillation fractions using MIR-ATR

Abstract

Modelos PLS para determinación del Análisis SARA en residuos de vacío y fracciones de destilación molecular usando MIR-ATR

PLS modelos para determinação da análise SARA em resíduos de vácuo e frações de destilação molecular utilizando MIR-ATR

Abstract

In this work, prediction models of Saturates, Aromatics, Resins and Asphaltenes fractions (SARA) from thirty-seven vacuum residues of representative Colombian crudes and eighteen fractions of molecular distillation process were obtained. Mid-Infrared (MIR) Attenuated Total Reflection (ATR) spectroscopy in combination with partial least squares (PLS) regression analysis was used to estimate accurately SARA analysis in these kind of samples. Calibration coefficients of prediction models were for saturates, aromatics, resins and asphaltenes fractions, 0.99, 0.96, 0.97 and 0.99, respectively. This methodology permits to control the molecular distillation process since small differences in chemical composition can be detected. Total time elapsed to give the SARA analysis per sample is 10 minutes.

Keywords: MIR-ATR, PLS, SARA analysis, molecular distillation, vacuum residue.

Resumen

En este trabajo se obtuvieron modelos predictivos para la determinación de la fracción de saturados, aromáticos, resinas y asfáltenos (SARA) en fondos de vacío y sus fracciones, a partir del análisis de treinta siete muestras de dichos fondos. Se utilizó espectroscopia infrarroja en el modo de reflectancia total atenuada en combinación con regresión de mínimos cuadrados parciales para predecir de manera relativamente exacta el análisis SARA. Los coeficientes de regresión para la calibración fueron de 0,99, 0,96, 0,97 y 0,99 para los modelos predictivos de saturados, aromáticos, resinas y asfáltenos, respectivamente. El tiempo requerido para el análisis SARA por muestra fue de 10 minutos.

Palabras claves: MIR-ATR, PLS, análisis SARA, destilación molecular, fondos de vacío.

Resumo

Neste trabalho, os modelos preditivos para determinar a fração de saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos (SARA) em fundos de vácuo e suas frações foram obtidas a partir da análise de trinta e sete amostras de fundos. A espectroscopia de infravermelho foi utilizada em modo de reflectância total atenuada em combinação com regressão parcial para prever com precisão relativamente à SARA análise dos mínimos quadrados. Os coeficientes de regressão para calibração foram de 0,99, 0,96, 0,97 e 0,99 para os modelos preditivos saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos, respectivamente. O tempo necessário para a análise SARA por amostra foi de 10 minutos.

Palavras-chave:MIR-ATR, PLS, análise SARA, a destilação molecular, fundos de vácuo.

Orrego-Ruiz JA, Cabanzo R, Mejía-Ospino E. PLS models for determination of SARA analysis of Colombian vacuum residues and molecular distillation fractions using MIR-ATR. 2014;27(1):43-48.