[发明专利]用于预测柴油自热重整反应的模拟系统、预测方法及介质在审
申请号: | 202111130363.3 | 申请日: | 2021-09-26 |
公开(公告)号: | CN113903405A | 公开(公告)日: | 2022-01-07 |
发明(设计)人: | 于波;覃祥富;张文强;曹军文;耿嘎 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | G16C20/10 | 分类号: | G16C20/10;G16C10/00 |
代理公司: | 北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258 | 代理人: | 廖欢 |
地址: | 100084*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 预测 柴油 重整 反应 模拟 系统 方法 介质 | ||
1.一种用于预测柴油自热重整反应的模拟系统,其特征在于,包括:
第一模拟模块,用于根据待预测反应条件模拟待预测柴油在自热重整反应中发生的自热重整主反应及完全氧化反应,获取第一预测反应结果,所述第一模拟模块基于化学计量比进行模拟,所述预测反应条件包括反应温度、反应原料和反应压力,所述反应原料中包括待预测柴油;
第二模拟模块,用于根据所述待预测反应条件模拟待预测柴油在自热重整反应中发生的高温裂解生成积碳、小分子烯烃和烷烃的反应以及柴油未转化或未完全转化生成大分子烷烃或芳烃的反应,获取第二预测反应结果;所述第二模拟模块基于吉布斯自由能最小原理进行模拟;
第三模拟模块,用于接收所述第一预测反应结果,并在所述待预测反应条件下模拟待预测柴油在自热重整反应中发生的伴随反应,获取第三预测反应结果,所述第三模拟模块基于化学计量比进行模拟;
汇总模块,用于接收并汇总所述第二预测反应结果和所述第三预测反应结果,得到待预测柴油发生自热重整反应中的产物和产物含量。
2.根据权利要求1所述的模拟系统,其特征在于,所述第一模拟模块包括:
第一模拟器,用于根据待预测反应条件模拟所述自热重整主反应中的蒸汽重整反应,获取第一子预测反应结果;
第二模拟器,用于根据待预测反应条件模拟所述自热重整主反应中的部分氧化重整反应,获取第二子预测反应结果;
第三模拟器,用于根据待预测反应条件模拟所述完全氧化反应,获取第三子预测反应结果;
第一确定器,用于接收并汇总所述第一子预测反应结果、所述第二预测子反应结果和所述第三子预测反应结果,得到所述第一预测反应结果。
3.根据权利要求1所述的模拟系统,其特征在于,所述第二模拟模块包括:
第四模拟器,用于根据待预测反应条件模拟所述高温裂解生成积碳、小分子烯烃和烷烃的反应,获取第四子预测反应结果;
第五模拟器,用于根据待预测反应条件模拟所述柴油未转化或未完全转化生成大分子烷烃或芳烃的反应,获取第五子预测反应结果;
第二确定器,用于接收并汇总所述第四子预测反应结果和所述第五预测子反应结果,得到所述第二预测反应结果。
4.根据权利要求3所述的模拟系统,其特征在于,所述模拟系统还包括第六模拟器;
所述第六模拟器,用于接收第四子预测反应结果,并模拟分离高温裂解生成的积碳,获取第七子预测反应结果;
所述第二确定器,用于接收并汇总所述第七子预测反应结果和所述第五预测子反应结果,得到所述第二预测反应结果。
5.一种柴油自热重整反应的预测方法,其特征在于,包括以下步骤:
根据待预测反应条件,基于化学计量比模拟待预测柴油在自热重整反应中发生的自热重整主反应及完全氧化反应,获取第一预测反应结果,所述第一模拟模块基于化学计量比进行模拟,所述第一预测反应结果包括产物和产物含量,所述预测反应条件包括反应温度、反应原料和反应压力,所述反应原料中包括待预测柴油;
根据所述待预测反应条件,基于化学计量比模拟待预测柴油在自热重整反应中发生的高温裂解生成积碳、小分子烯烃和烷烃的反应以及柴油未转化或未完全转化生成大分子烷烃或芳烃的反应,获取第二预测反应结果;所述第二模拟模块基于吉布斯自由能最小原理进行模拟;所述第二预测反应结果包括产物和产物含量;
接收所述第一预测反应结果,并在所述待预测反应条件下,基于化学计量比模拟待预测柴油在自热重整反应中发生的伴随反应,获取第三预测反应结果,所述第三模拟模块基于化学计量比进行模拟;所述第三预测反应结果包括产物和产物含量;
接收并汇总所述第二预测反应结果和所述第三预测反应结果,得到待预测柴油发生自热重整反应中的产物和产物含量。
6.根据权利要求5所述的预测方法,其特征在于,所述待预测柴油为用于模拟所述待预测柴油的模拟组分;所述模拟组分的获取方法包括:
根据所述待预测柴油的烃类组分确定各替代物质;
根据所述待预测柴油的烃类组分的含量确定各替代物质的质量占比以及碳数的分布得到模拟组分。
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