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在發展中求生存，不斷完善，以良好信譽和科學的管理促進企業迅速發展尾氯吸收液中堿含量的控制一直是化工行業的痛點，在氯氣飽和后不能及時補充堿液將會造成氯氣泄漏的風險隱患。氯氣作為有強烈刺激性氣味的劇毒氣體，具有窒息性，一旦泄露便會通過呼吸道侵入人體并溶解在黏膜所含的水分里，對上呼吸道黏膜造成損害。
一、實驗方法和儀器
為了提高尾氯吸收液中有效氯和游離堿含量測定的檢測效率，為企業的安全生產保駕護航，本設施采用在線近紅外光譜分析技術監測次鈉塔溢流液中有效氯和游離堿的含量，為產線投放氫氧化鈉提供即時可靠的數據支持。
將IAS-PAT L1在線式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，就可以實時監測溢流液中有效氯和游離堿的含量。如圖1所示：
一、溢流液有效氯和游離堿定量分析模型的建立
1.樣品信息
本設施采集了71個次鈉塔溢流液樣品數據，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。
2.儀器參數
儀器積分時間80ms，光譜平均次數32次，波長范圍1000-1600nm，分辨率12nm。
3.光譜信息
溢流液樣品原始光譜如圖2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所示。
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、圖4和圖5所示：
表1 次鈉塔溢流液有效氯和游離堿建模結果
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：
由圖8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。
同時，經過實際反復驗證與面市后的不斷改善，我們發現我們的在線近紅外光譜儀在化工行業具有以下幾個突出優勢：
快速精準
實時顯示每個檢測項目的實時數據、波動、平均值等參數，有利于企業根據分析數據即刻反饋進行工藝管控。
綠色環保
分析前樣品無需預處理，分析過程中不破壞樣品，分析完成后不產生消耗和污染，節省了大量人力與化學試劑的費用。
人性化定制
可以根據客戶實際需求，選配或定制附件。儀器接口面板可定制化開發，支持多種網口通訊。
一、全流程控制
由上述檢測結果可以看出，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有效氯和游離堿的實時檢測，能夠為產線投放氫氧化鈉提供了即時可靠的數據支持，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。
不止于檢測，我們還研發了基于微型光譜傳感技術的數字孿生控制系統幫助企業優化整個生產流程。
我們針對生產流程痛點，研發的體積小，運行快速穩定的高性能近紅外光譜儀，可以在近紅外數字孿生系統中為系統提供快速準確的性質分析手段。
再根據近紅外在線監測技術實時采集到的檢測流程生產中加工原料、中間產品、最終產品各階段多種關鍵性質參數，以數字孿生技術進行生產工藝的建模仿真和工藝規劃，實現以數字孿生為中樞，將以PCT為核心的過程控制系統、生產大數據進行有效的銜接，并通過建模、預測反饋控制對工藝狀況進行實時調優，形成以數字孿生為智能大腦的新型生產過程的在線閉環控制方案，形成指導操作生產，使得整個生產過程運行處于好的狀態，實現全生產流程的監測控制。
*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。
