[发明专利]一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法

权利要求书

1.一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)汇合石油生产中所有轻质馏分的分子种类，建立涵盖轻质石油馏分和产品的分子组成数据库；

(2)基于分子组成数据库建立分子性质及温度参数数据库：

(3)基于分子组成数据库建立分子混合性质计算模型数据库；

(4)获取被检测油品真实的单体烃和含氧化合物组成数据，该数据可借助实验室分析获取，或者通过数学模型预测获取；

(5)基于步骤(4)获得的单体烃和含氧化合物，计算得到轻质石油馏分的馏程；具体如下：

(5.1)根据真实的馏程分析设备，建立严格的蒸馏模型——液膜表面自动更新蒸馏模型，得到模型的方程组；具体包括如下方程组：

(i)描述蒸馏瓶球部液相质量守恒和能量守恒微分方程组以及初始条件；

(ii)描述蒸馏中所产生气相沿着蒸馏瓶轴向运动的一维动态蒸馏动量传递、质量传递、热量传递方程以及定解条件；

(iii)描述蒸馏中气相沿着瓶壁冷凝的一维动态蒸馏动量传递、质量传递、热量传递方程以及定解条件；

(iv)描述蒸馏中气相沿着瓶壁冷凝的质量守恒、能量守恒方程；(v)描述蒸馏过程中的气液平衡方程；

(5.2)建立一种求解液膜表面自动更新蒸馏模型的数值算法——参数耦合迭代有限差分法；在求解模型过程中，采用内外循环嵌套程序，外循环求解在特定时间步长内的蒸发量以及蒸发气的组成和温度；内循环则联立求解步骤(5.1)中的方程组，方程组初始参数根据外循环获得；根据求解的结果，不断迭代更新方程组参数，直到步骤(5.1)中的方程收敛。

2.根据权利要求1所述的一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法，其特征在于：所述的分子性质及温度参数数据库包括16项性质：分子气体密度、液体密度、摩尔质量、摩尔体积、表面张力、运动粘度、气体比热、液体比热、气体导热系数、液体导热系数、蒸发热、临界温度、临界压力、偏心因子、气相PVT状态方程参数、活度系数模型参数；其中，上述性质采用模型计算或查阅文献资料两种方法结合获得。

3.根据权利要求1所述的一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法，其特征在于：所述的分子混合性质计算模型数据库包括混合气相密度、混合液相密度、混合气摩尔质量、混合液相摩尔体积、混合液相表面张力、混合气相运动粘度、混合液相运动粘度、混合气比热、混合液比热、混合气导热系数、混合液导热系数、混合液蒸发热、混合气PVT状态方程参数、混合液活度系数。

4.根据权利要求3所述的一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法，其特征在于：所述的混合气相密度、混合液相密度、混合气摩尔质量、混合液相摩尔体积、混合气比热、混合液比热、混合气导热系数、混合液导热系数采用以下公式：

其中，x_i表示混合体系中物质i的摩尔分数，f_i表示混合体系中物质i的纯物质性质。

5.根据权利要求3所述的一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法，其特征在于：所述的混合液相表面张力采用以下公式：

其中，[P_i]为混合体系中物质i等张比容，ρ_L，i为混合体系中物质i液相密度，ρ_V，i为混合体系中物质i气相密度。

6.根据权利要求3所述的一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法，其特征在于：所述的混合气相运动粘度、混合液相运动粘度采用以下公式：

其中，x_i表示混合体系中物质i的摩尔分数，η_i表示混合体系中物质i的纯物质性质。

7.根据权利要求3所述的一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法，其特征在于：所述的混合液蒸发热采用以下公式：

其中，γ_i为混合液相体系中物质i的活度系数。

8.根据权利要求3所述的一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法，其特征在于：所述的混合气PVT状态方程参数a,b采用以下公式计算：

其中，y_i表示混合气中物质i的摩尔分数，a_i，b_i表示混合体系中物质i的纯物质PVT状态方程参数。