[發明專利]一種分子級柴油調和方法

有效

• 申請號: 201910211204.2
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109777528B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 何愷源;艾雙
• 申請（專利權）人: 廣東辛孚科技有限公司
• 主分類號: C10L1/04
• 分類號: C10L1/04;G16C10/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務所(普通合伙) 33216
• 代理人: 張慧英

1.一種分子級柴油調和方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據柴油族組成分類，建立柴油分子庫；所述的柴油分子庫包含柴油族組成部分或全部分類，每種族組成下面包含若干個分子，通過實驗室檢測分析或查閱已公開的數據獲得每個分子的分子性質，包括分子的20℃密度、常壓下的沸點，相對分子質量、十六烷值、凝點、分子粘度；

(2)建立柴油宏觀性質分子級計算模型，模型利用分子庫中單分子性質，并結合分子性質混合規則，計算多個分子的混合物的性質；其中計算柴油性質時，將柴油視為多個分子的混合物，運用分子性質混合規則計算柴油十六烷值、十六烷指數、凝點、冷濾點、閃點、多環芳烴含量、運動粘度、餾程溫度、密度及硫含量；

所述十六烷值、十六烷指數、凝點、冷濾點、閃點及運動粘度計算方法如下公式(1)所示，公式(1)中考慮了分子間作用力對柴油分子混合性質的影響，由于柴油中含量較多的分子類型為鏈烷烴、環烷烴及芳烴，所以主要考慮這3類分子間作用力對物性的影響，作用力參數分別為k_PN、k_PA、k_NA：

式中，P，所計算的柴油性質；k_PN，k_PA，k_NA分別為鏈烷烴與環烷烴、鏈烷烴與芳烴、環烷烴與芳烴分子間作用力參數；v_P，v_N，v_A分別為柴油分子中鏈烷烴、環烷烴及芳烴的分子體積加和；v_i為柴油各分子體積；β_i為柴油單分子性質對宏觀性質的貢獻度；P_i為柴油單分子性質；

所述的餾程溫度用公式(2)計算，如下所示：

式中，T_D86為三種柴油餾程溫度，分別為50％分子蒸發體積、90％分子蒸發體積及95％分子蒸發體積的餾程溫度，℃；a，b為公式常數，不同的餾程溫度對應不同的常數值；v為蒸發體積，三種餾程溫度分別對應的值為分子50％蒸發體積，分子90％蒸發體積及分子95％蒸發體積；

所述的多環芳烴含量用公式(3)計算，如下所示：

Aw＝∑Aw_i (3)

式中，Aw為柴油多環芳烴含量；Aw_i為屬于多環芳烴的分子質量分數；所述的密度用公式(4)計算，如下所示：

式中，ρ為柴油密度，kg/m³；w_i為分子質量分數；ρ_i為分子密度；a，b為分子體積混合的校正參數，是常數；

所述的硫含量用公式(5)計算，如下所示：

S＝∑s_i (5)

式中，S為柴油硫元素含量；s_i為柴油分子中硫元素含量；

(3)針對可供調和的柴油調和組分，建立柴油基礎數據庫；所述的柴油基礎數據庫包括兩部分：第一部分為各個調和組分的典型性質數據，其中性質包括十六烷值、十六烷指數、凝點、冷濾點、閃點、多環芳烴含量、餾程溫度、密度、硫含量中的一種或多種，檢測方法采用國標或行標所規定方法；第二部分為各個調和組分的典型分子組成數據，典型分子組成數據采用高分辨率質譜儀、全二維氣相色譜儀、氣質聯用儀中的一種或多種分析檢測而得；各個組份的典型性質數據和典型分子組成數據構成柴油基礎數據庫；

(4)在實際調和過程中，首先獲得用作柴油調和的各組分的性質數據，其中性質包括十六烷值、十六烷指數、凝點、冷濾點、閃點、多環芳烴含量、餾程溫度、密度、硫含量中的一種或多種，檢測方法采用國標及行標所規定方法；

(5)根據步驟(4)所獲得的每個柴油調和組分的性質數據，在步驟(3)所構建的基礎數據庫中進行搜索比對，找出基礎數據庫中性質數據與該組分最接近的組分，并將最接近的組分的典型分子組成數據摘出，供后續計算使用；

(6)以步驟(5)所獲得的各個調和組分的典型分子組成數據為初值，結合步驟(4)所獲得的各個調和組分的性質數據，采用分子反演算法調整各個調和組分的典型分子組成數據中各分子的濃度，使得調整后的分子組成數據與步驟(4)所獲得的各個調和組分的性質數據吻合度達到指定的精度；其中分子反演算法采用自適應步幅的迭代調整方法；

(7)進行最優調合配方的計算。