[发明专利]相平衡模型构建方法、装置、设备及存储介质

说明书

本申请提供一种相平衡模型构建方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：确定重油的假组分；关联假组分的基本物性，确定假组分的特征化参数；采用稳定性分析方法确定平衡闪蒸模型在超临界条件下的迭代计算参数初值，迭代计算得到溶剂脱沥青产物的中间成分数据；对溶剂脱沥青产物中气液两相的逸度进行比较，根据比较结果输出溶剂脱沥青产物的最终成分数据；根据最终成分数据和溶剂脱沥青产物的性质数据建立相平衡模型。本申请实施例将平衡闪蒸模型和立方型状态方程结合，并采用稳定性分析方法确定平衡闪蒸模型中的参数初值，提供了超临界条件下可用的重油‑轻烃体系的相平衡模型。

技术领域

本申请涉及化学工程技术，尤其涉及相平衡模型构建方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

溶剂脱沥青工艺是重油轻质化的重要途经，一般以轻质烷烃(例如：丙烷、丁烷或戊烷)作为溶剂，利用相似相溶原理，在亚临界条件下进行液-液萃取，然后结合超临界条件下的溶剂回收过程，得到脱沥青油(DAO)和脱油沥青(DOA)。

超临界条件下重油的溶剂脱沥青工艺，一般应用于重油-轻烃这种由大分子和小分子所组成的高度非对称体系。由于重油中含有大量结构复杂、分子量分布范围宽的非明确组分，加上体系的高度非对称特点，导致没有可供使用的超临界条件下重油-轻烃体系的相平衡模型。

发明内容

本申请提供一种相平衡模型构建方法、装置、设备及存储介质，用以提供超临界条件下可用的重油-轻烃体系的相平衡模型。

一方面，本申请实施例提供一种相平衡模型构建方法，相平衡模型应用于重油的溶剂脱沥青，相平衡模型构建方法包括：确定重油的假组分；关联假组分的基本物性，确定假组分的特征化参数；采用稳定性分析方法确定平衡闪蒸模型在超临界条件下的迭代计算参数初值，迭代计算得到溶剂脱沥青产物的中间成分数据；对溶剂脱沥青产物中气液两相的逸度进行比较，根据比较结果输出溶剂脱沥青产物的最终成分数据；根据最终成分数据和溶剂脱沥青产物的性质数据建立相平衡模型。

一种可能的实施方式中，上述确定重油的假组分，可以包括：采用冲洗色谱得到重油的组分；根据各个组分的含量及性质，确定重油的假组分。

一种可能的实施方式中，假组分的基本物性包括分子量和氢碳比，假组分的特征化参数包括假组分的临界参数和偏心因子，上述关联假组分的基本物性，确定假组分的特征化参数，可以包括：根据假组分的分子量和氢碳比，确定假组分的密度；根据假组分的密度和分子量，确定假组分的平均沸点；根据假组分的密度和平均沸点，确定临界参数；根据假组分的密度、平均沸点和临界参数，确定偏心因子。

一种可能的实施方式中，上述采用稳定性分析方法确定平衡闪蒸模型在超临界条件下的迭代计算参数初值，迭代计算得到溶剂脱沥青产物的中间成分数据，可以包括：联立相平衡方程和物料平衡方程，建立平衡闪蒸模型，相平衡方程用于表示预设温度和预设压力下的重油物料中气相成分和液相成分之间的关系，物料平衡方程用于表示重油物料中各种成分的关系；采用稳定性分析方法确定平衡闪蒸模型在超临界条件下的迭代计算参数初值；对平衡闪蒸模型进行迭代计算，得到汽化分率、气相成分和液相成分，中间成分数据包括汽化分率、气相成分和液相成分。

一种可能的实施方式中，迭代计算的参数初值为相平衡常数的初值，上述对溶剂脱沥青产物中气液两相的逸度进行比较，根据比较结果输出溶剂脱沥青产物的最终成分数据，可以包括：如果气液两相的逸度差值小于阈值，则将中间成分数据作为最终成分数据；或者，如果气液两相的逸度差值大于或等于阈值，则更新相平衡常数并重新计算中间成分数据和气液两相的逸度，直到气液两相的逸度差值小于阈值，输出最终成分数据。

一种可能的实施方式中，上述采用稳定性分析方法确定平衡闪蒸模型在超临界条件下的迭代计算参数初值，可以包括：采用全局优化算法搜索吉布斯自由能变的函数的最小值，如果函数收敛时函数的值小于零，找到吉布斯自由能变减小的状态，函数用于表示假组分相变前后的吉布斯自由能变；在上述状态下获得相平衡常数的初值。