[發明專利]相平衡模型構建方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110298509.9
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113241127B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 張霖宙;高照;趙鎖奇;許志明
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張娜;黃健

本申請提供一種相平衡模型構建方法、裝置、設備及存儲介質。該方法包括：確定重油的假組分；關聯假組分的基本物性，確定假組分的特征化參數；采用穩定性分析方法確定平衡閃蒸模型在超臨界條件下的迭代計算參數初值，迭代計算得到溶劑脫瀝青產物的中間成分數據；對溶劑脫瀝青產物中氣液兩相的逸度進行比較，根據比較結果輸出溶劑脫瀝青產物的最終成分數據；根據最終成分數據和溶劑脫瀝青產物的性質數據建立相平衡模型。本申請實施例將平衡閃蒸模型和立方型狀態方程結合，并采用穩定性分析方法確定平衡閃蒸模型中的參數初值，提供了超臨界條件下可用的重油?輕烴體系的相平衡模型。

技術領域

本申請涉及化學工程技術，尤其涉及相平衡模型構建方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

溶劑脫瀝青工藝是重油輕質化的重要途經，一般以輕質烷烴(例如：丙烷、丁烷或戊烷)作為溶劑，利用相似相溶原理，在亞臨界條件下進行液-液萃取，然后結合超臨界條件下的溶劑回收過程，得到脫瀝青油(DAO)和脫油瀝青(DOA)。

超臨界條件下重油的溶劑脫瀝青工藝，一般應用于重油-輕烴這種由大分子和小分子所組成的高度非對稱體系。由于重油中含有大量結構復雜、分子量分布范圍寬的非明確組分，加上體系的高度非對稱特點，導致沒有可供使用的超臨界條件下重油-輕烴體系的相平衡模型。

發明內容

本申請提供一種相平衡模型構建方法、裝置、設備及存儲介質，用以提供超臨界條件下可用的重油-輕烴體系的相平衡模型。

一方面，本申請實施例提供一種相平衡模型構建方法，相平衡模型應用于重油的溶劑脫瀝青，相平衡模型構建方法包括：確定重油的假組分；關聯假組分的基本物性，確定假組分的特征化參數；采用穩定性分析方法確定平衡閃蒸模型在超臨界條件下的迭代計算參數初值，迭代計算得到溶劑脫瀝青產物的中間成分數據；對溶劑脫瀝青產物中氣液兩相的逸度進行比較，根據比較結果輸出溶劑脫瀝青產物的最終成分數據；根據最終成分數據和溶劑脫瀝青產物的性質數據建立相平衡模型。

一種可能的實施方式中，上述確定重油的假組分，可以包括：采用沖洗色譜得到重油的組分；根據各個組分的含量及性質，確定重油的假組分。

一種可能的實施方式中，假組分的基本物性包括分子量和氫碳比，假組分的特征化參數包括假組分的臨界參數和偏心因子，上述關聯假組分的基本物性，確定假組分的特征化參數，可以包括：根據假組分的分子量和氫碳比，確定假組分的密度；根據假組分的密度和分子量，確定假組分的平均沸點；根據假組分的密度和平均沸點，確定臨界參數；根據假組分的密度、平均沸點和臨界參數，確定偏心因子。

一種可能的實施方式中，上述采用穩定性分析方法確定平衡閃蒸模型在超臨界條件下的迭代計算參數初值，迭代計算得到溶劑脫瀝青產物的中間成分數據，可以包括：聯立相平衡方程和物料平衡方程，建立平衡閃蒸模型，相平衡方程用于表示預設溫度和預設壓力下的重油物料中氣相成分和液相成分之間的關系，物料平衡方程用于表示重油物料中各種成分的關系；采用穩定性分析方法確定平衡閃蒸模型在超臨界條件下的迭代計算參數初值；對平衡閃蒸模型進行迭代計算，得到汽化分率、氣相成分和液相成分，中間成分數據包括汽化分率、氣相成分和液相成分。

一種可能的實施方式中，迭代計算的參數初值為相平衡常數的初值，上述對溶劑脫瀝青產物中氣液兩相的逸度進行比較，根據比較結果輸出溶劑脫瀝青產物的最終成分數據，可以包括：如果氣液兩相的逸度差值小于閾值，則將中間成分數據作為最終成分數據；或者，如果氣液兩相的逸度差值大于或等于閾值，則更新相平衡常數并重新計算中間成分數據和氣液兩相的逸度，直到氣液兩相的逸度差值小于閾值，輸出最終成分數據。

一種可能的實施方式中，上述采用穩定性分析方法確定平衡閃蒸模型在超臨界條件下的迭代計算參數初值，可以包括：采用全局優化算法搜索吉布斯自由能變的函數的最小值，如果函數收斂時函數的值小于零，找到吉布斯自由能變減小的狀態，函數用于表示假組分相變前后的吉布斯自由能變；在上述狀態下獲得相平衡常數的初值。