1、背景

　　氯甲酸甲酯是重要的农药中间体，其纯度含量为衡量其质量的关键指标，决定产品是否合格。同时甲醇和碳酸二甲酯作为反应原料和副产物对其含量进行检测可为后续精馏过程提供依据。由于氯甲酸甲酯为剧毒强腐蚀性化合物，人工样取样具有较高的安全风险;同时送样检测需要较长时间，无法实时对工况进行指导。近红外技术实时监测反应产物中氯甲酸甲酯、甲醇和碳酸二甲酯的含量并将结果实时显示在现场和中控室DCS系统中，在对工厂生产过程监控的同时，还能够降低车间和化验工作人员的安全风险。

　　2、设备及方法

　　2.1 样品信息

　　检测对象：氯甲酸甲酯反应液

　　2.2 设备信息：

　　机型：设备型号IAS-PAT L1，采用透射检测原理。

IAS-PAT L1

　　2.3 使用场景

　　IAS-PAT L1在线近红外光谱仪架设在次钠塔旁边。

近红外光谱仪安装示意图

　　3、建模及分析

　　IAS-PAT L1在线近红外光谱仪，仪器积分时间80ms，光谱平均次数32次，波长范围1000-1600nm。

　　3.1样本光谱图

反应液近红外原始光谱图

预处理(平滑+SNV)后的光谱图

反应液近红外预处理后光谱图

　　3.2建模指标

　　3.3建模结果分布

氯甲酸甲酯预测值vs.真实值

甲醇预测值vs.真实值

碳酸二甲酯预测值vs.真实值

　　3.4建模总结

　　采用偏最小二乘法分别建立氯甲酸甲酯反应液氯甲酸甲酯、甲醇和碳酸二甲酯的近红外定量分析模型，模型效果良好：模型的决定系数R²均在0.8以上，预测结果相关性较好。氯甲酸甲酯模型的预测精度为：约68%的样本预测值与真实值的偏差在±0.17%内，约95%的预测偏差在±0.35%以内;甲醇模型的预测精度为：约68%的样本预测值与真实值的偏差在±0.10%内，约95%的预测偏差在±0.20%以内;碳酸二甲酯模型的预测精度为：约68%的样本预测值与真实值的偏差在±0.14%内，约95%的预测偏差在±0.28%以内

　　3.5模型实测

　　将连续12小时生产的在线检测结果与离线取样实验室结果进行比对，结果如图8所示。

图8 MCF反应液在线、离线检测结果比对图

　　4、总结与展望

　　4.1 应用总结

　　采用IAS PAT-L1在线近红外光谱仪检测氯甲酸甲酯酯化塔下料反应液中的氯甲酸甲酯、甲醇和碳酸二甲酯预测精度满足实际需求，能够为生产提供实时指导。另外，使用在线近红外光谱仪实时检测，减少了离线取样的频次，大大提高日常分析工作的效率、降低了生产取样的安全风险。

　　4.2优势总结

　　1)氯甲酸甲酯反应液中，近红外技术能够得快速、无损、多组分精准检测并实时显示结果，给生产提供数据支持。

　　2)减少实验室的取样频次，预测结果准确，近红外结果能用于判断产品质量，提高生产效率。

　　3)现场主机屏幕实时显示检测结果，通过485通信接入DCS控制系统，在中控室屏幕上实时显示结果，生产部门可以实时掌握氯甲酸甲酯酯化塔产物状态，控制生产节点。IAS-PAT L1可实现多台主机由一台电脑管理并把数据传入DCS。

　　4)氯甲酸甲酯是重要的农药中间体，销量大，对客户产生的价值明显。

　　5)化工企业生产环境较恶劣，酸性、有毒有害气体、有机腐蚀等都对人体有较大危害甚至是致命的，尽量避免人员进入生产区域，保证生产的产品质量稳定，实时监控是必不可少的环节。近红外能在过程控制，终点判定，成品检测等环节提供强有力的技术支持。