[發(fā)明專(zhuān)利]一種石油平均分子結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建方法以及性質(zhì)預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710839117.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107704720B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張霖宙;呂文進(jìn);史權(quán);趙鎖奇;徐春明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類(lèi)號(hào): G16C20/20
• 分類(lèi)號(hào): G16C20/20;G16C10/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮;沈金輝

1.一種石油平均分子結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

獲取石油樣品的不同類(lèi)型氫的氫分率、元素的質(zhì)量分率以及相對(duì)分子量數(shù)據(jù)；

根據(jù)獲取的上述數(shù)據(jù)，計(jì)算出石油樣品的結(jié)構(gòu)參數(shù)；

設(shè)定石油樣品的構(gòu)筑單元，然后通過(guò)建立構(gòu)筑單元的分配算法，將所述構(gòu)筑單元與所述結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行邏輯關(guān)聯(lián)；

通過(guò)對(duì)所述分配算法進(jìn)行推演計(jì)算，得出構(gòu)筑單元數(shù)量，同時(shí)，獲得石油樣品的結(jié)構(gòu)單元和結(jié)構(gòu)單元數(shù)量，完成對(duì)石油樣品的平均分子結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建；

所述石油樣品的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括芳碳率f_A、單元芳環(huán)數(shù)R_A*、單元芳碳數(shù)C_A*、單元環(huán)烷環(huán)數(shù)R_N*、氮原子數(shù)N_T*、氧原子數(shù)O_T*、硫原子數(shù)S_T*、單元環(huán)烷碳數(shù)C_N*或單元支鏈碳數(shù)C_P*；

所述構(gòu)筑單元包括六元芳香環(huán)A6、四元芳香環(huán)增量A4、二元芳香環(huán)增量A2、六元環(huán)烷環(huán)N6、五元環(huán)烷環(huán)N5、四元環(huán)烷環(huán)增量N4、三元環(huán)烷環(huán)增量N3、環(huán)烷烴中的雙鍵IH、環(huán)烷環(huán)上的硫原子NS、芳環(huán)上的氮原子AN、碳?xì)湓娱g的氧原子RO、除甲基外的鏈烷基R、與環(huán)相連的甲基Me以及側(cè)鏈上的甲基Br；

所述構(gòu)筑單元的分配算法包括：芳烴分配算法、環(huán)烷烴分配算法、側(cè)鏈分配算法以及雜原子分配算法；

所述芳烴分配算法是在構(gòu)建芳烴的構(gòu)筑單元與芳烴的結(jié)構(gòu)參數(shù)方程的基礎(chǔ)上，結(jié)合了芳環(huán)成環(huán)條件的推演運(yùn)算；

所述環(huán)烷烴分配算法是在構(gòu)建環(huán)烷烴的構(gòu)筑單元與環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)參數(shù)方程的基礎(chǔ)上，結(jié)合了環(huán)烷烴成環(huán)條件的推演運(yùn)算；

所述側(cè)鏈分配算法為構(gòu)建的側(cè)鏈的構(gòu)筑單元與側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)參數(shù)方程；

所述雜原子分配算法為構(gòu)建的雜原子的構(gòu)筑單元與雜原子的結(jié)構(gòu)參數(shù)方程；

具體計(jì)算方法如下：

(1)計(jì)算芳烴：已知量C_A*、R_A*，未知量A6、A4、A2；

滿足A6+A4+A2＝R_A*；

6×A6+4×A4+2×A2＝C_A*；

由于A6代表苯環(huán)，A4、A2是苯環(huán)的增量，所以應(yīng)優(yōu)先分配A6的數(shù)量，若C_A*取整小于6，也就是不滿一個(gè)A6，則A6＝C_A*/6；若C_A*取整大于等于6且C_A*/R_A*取整小于6，則令A(yù)6＝1，A4、A2利用方程求解；

(2)計(jì)算環(huán)烷烴：已知量C_N*、R_N*，未知量N6、N5、N4、N3；

滿足N6(或N5)+N4+N3＝R_N*；

6×N6(或5×N5)+4×N4+3×N3＝C_N*；

分配規(guī)則類(lèi)似芳烴；

(3)計(jì)算側(cè)鏈：已知量C_P*，未知量Me、R、Br；

滿足Me+R+Br＝C_P*；

(4)計(jì)算雜原子：已知量N_T*、O_T*、S_T*，未知量AN、RO、NS、IH；

滿足AN＝N_T*；RO＝O_T*；

NS＝S_T*；

IH＝(-2)×S_T*(或(-4)×S_T*)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油平均分子結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述石油樣品包括原油、原油蒸餾餾分或渣油餾分。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石油平均分子結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述元素的質(zhì)量分率包括碳質(zhì)量分率、氫質(zhì)量分率、硫質(zhì)量分率、氮質(zhì)量分率和氧質(zhì)量分率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油平均分子結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建方法，其特征在于，獲取所述不同類(lèi)型氫的氫分率的過(guò)程為：

測(cè)定石油樣品的核磁共振氫譜，根據(jù)化學(xué)位移劃分譜區(qū)，并分別歸屬為不同氫類(lèi)型；將譜圖進(jìn)行積分處理，計(jì)算各譜區(qū)的峰面積并進(jìn)行歸一化處理，得到不同類(lèi)型氫的氫分率。