Metodologías analíticas basadas en espectroscopia de infrarrojo y calibración multivariante. Aplicación a la industria petroquímica.

Resumen

METODOLOGÍAS ANALÍTICAS BASADAS EN ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJO Y CALIBRACIÓN MULTIVARIANTE. APLICACIÓN A LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA Resum Aquesta tesi doctoral presenta el desenvolupament i laplicació de metodologies analítiques basades en la combinació de mesures espectroscòpiques dinfraroig amb mètodes quimiomètrics danàlisi multivariant. Les aplicacions desenvolupades shan centrat en la determinació quantitativa de propietats físiques i químiques dinterès per a la indústria petroquímica. Al si daquesta tesi, sha tractat lanàlisi de la nafta de petroli, així com de diferents tipus de polímers i copolímers de polipropilè (PP). El interès que tenen aquests tipus de mètodes analítics a làmbit industrial és la reducció del temps danàlisi, així com la facilitat per acoblar-los a lanàlisi en línia, fet que es tradueix en una importat millora de leficàcia i qualitat en la producció. Per aquests dos tipus de mostres (nafta i polipropilè), shan desenvolupat models de calibració multivariants per mínims quadrats parcials (PLS), fent servir tant mesures de lespectroscòpia dinfraroig mig com de linfraroig proper. Per a la nafta shan desenvolupat models de calibrat per a la determinación desglossada, per famílies i per nombre de carbonis, dels diferents hidrocarburs presents a la mostra. Al polipropilè shan desenvolupat models per a la determinació del contingut en etilè, que saddiciona a la mostra en forma de polímer gomòs per a millorar les seves qualitats mecàniques, per a la determinació de líndex de fluïdesa i per a la viscositat. També shan abordat altres aspectes de caire pràctic relacionats amb els models multivariants com són el control de la estabilitat (gràfics de Shewhart, T2 i Q) i la seva transferència (SBC, PDS) a noves situacions experimentals. Linterès daquests aspectes està justificat pel considerable esforç i temps que requereix un procés de recalibració complet. Un altre aspecte de la calibració multivariant estudiat en aquesta tesi ha estat la detecció de mesures discrepants. Les eines de detecció (T2 i Q) aplicades a lanàlisi de noves mostres, permeten detectar errors i fenòmens inesperats, despecial interès a làmbit industrial. Un últim aspecte dels models multivariants que sha considerat en aquesta tesi ha estat la selecció de variables prèvia al desenvolupament del model. La selecció de longituds dona en base a criteris espectroscòpics (2ª derivada i PCA) ha permès lús de models de calibració més simples, amb errors de predicció comparables als dels models models que fan servir tot lespectre. El desenvolupament de les diferents aplicacions ha permès senyalar tot un seguit daspectes de lanàlisi multivariant, als que sha de posar especial atenció quan sutilitza aquesta tècnica en làmbit industrial, com per exemple: lexistència duna relació entre la propietat dinterès i lespectre NIR, lamplitud de linterval de concentracions, els factors que afecten lerror de predicció o la capacitat de controlar la validesa en el temps del model, i que shan exposat en la memòria presentada. ANALYTICAL METHODOLOGIES BASED ON INFRARED SPECTROSCOPY AND MULTIVARIATE CALIBRATION. APPLICATION TO PETROCHEMICAL INDUSTRY.