[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

说明书

本发明涉及一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法，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。本发明的通用性好，可以适用于轻质石油馏分和产品的馏程计算，并且准确度高；解决了现有色谱模拟蒸馏与恩氏蒸馏关联转换误差大，难度大的问题。

技术领域

本发明涉及石油炼制及石油化工生产技术领域，尤其涉及一种根据分子组成计算轻质石油馏分馏程的方法。

背景技术

轻质石油馏分和产品的蒸馏特性，是表征燃料或石油产品挥发性能的重要特性。它提供了燃料或者石油产品的组成、性能、使用性能等信息。蒸馏特性对于车用汽油极为重要，它会影响发动机的启动、升温性能、产生气阻的倾向。在这些燃料中存在高沸点的组分可显著影响固体燃烧沉积物的生成程度。因此，在石油产品规格、商业合同协议以及炼化企业生产控制中均会对蒸馏特性的限值有所规定。国际通用检测汽油馏程温度的标准是采用美国试验与材料协会标准ASTM D86《石油产品常压蒸馏试验法》。我国在此标准基础上重新起草了《石油产品常压蒸馏特性测定法》GB/T6536。以上标准规定采用实验室间歇蒸馏仪器定量测定。但是采用间歇蒸馏仪器测定馏程特性，不仅需要大量的样品，需要消耗100～200ml试样，而且费时，通常要进行2～4小时时间。

在气相色谱技术基础上，发展了色谱模拟蒸馏分析方法。色谱模拟蒸馏具有快速、简便、重复性高等优势。在色谱条件下，将试样按组分沸点次序分离，同时进行切片积分，获得对应的累加面积，经过温度-时间的内插校正，就可以得到对用百分收率的温度。色谱模拟蒸馏结果接近实沸点蒸馏(ASTM D2892)。ASTM D2887规定了终馏点不超过260℃的石油产品和馏分的色谱模拟馏程测定方法。但是该方法不适用于包含含氧化合物的石油产品和馏分。

ASTM D7096规定了采用大孔径毛细管气相色谱测定终馏点不超过280℃的石油产品和馏分的色谱模拟馏程测定方法。可以测量乙醇汽油的馏程，其余含氧汽油也不排除，但是预测误差较大。该方法还可以获取汽油中C5以内的饱和烃浓度信息。从色谱模拟蒸馏转换为D86馏程温度采用多元线性回归的办法建立关联式。API technical data book中总结了ASTM D86与色谱模拟蒸馏数据的转换方法。建立这种关联关系，首先需要进行大量的实验。其次，不同类型的馏分和石油产品，关联方程不能通用。或者误差很大。第三，对于不同含量乙醇汽油等需要重新建立关联方程。第四，只能测算标准规定中的初馏点、10％蒸馏温度、30％蒸馏温度、50％蒸馏温度、70％蒸馏温度、90％蒸馏温度、终馏点。不能计算任意馏出体积的对应温度。第五、误差很大。关联式受到环境温度、压力的影响，随着时间的推移，可能越来越不准。或者组分改变，模型也不通用。需要重新建模。

随着仪器分析技术的进展，目前已经能分析出C1-C13的单体烃浓度信息。基于单体烃浓度信息，可以建立间歇蒸馏模型预测D86恩氏馏程特性。荷兰AC分析公司Spieksma(US Patent US6,711,532B1)，在气相色谱检测获得详细烃数据的基础上，模拟了简单蒸馏装置。该方法需要利用保留因子计算各物质的物性，但由于现有技术不能分析含氧的组分的详细单体组成，因此对含氧馏分，如乙醇汽油还无法预测。Greenfield等将蒸馏过程简化为二级非稳态精馏过程，建立质量守恒和能量守恒模型，并考虑了初始时刻蒸馏烧瓶内的空气对温度测量的影响。