真组分法石油馏分描述研究及其应用

论文摘要

目前,石油馏分的描述多数采用假组分法。近年来,研究者们提出了真组分法,但大多采用正构烷烃来描述。为了更好地描述石油馏分的热力学特性和反应动力学特性,能够尽可能地基于基团贡献法计算石油馏分的物性,达到提高石油化工过程模型精度的目标,本文研究了具有结构族信息的真组分法石油馏分描述问题。首先,本文在分析了假组分法和真组分法石油馏分描述存在问题的基础上,提出了一种新的真组分法:根据不同馏程段石油馏分特性,用若干个包含结构族信息的真组分描述石油窄馏分。其次,采用新的真组分法,以及十余种基于假组分法和现有真组分法的物性关联式,对原油的物性和平衡闪蒸过程进行了计算。通过与实测值进行比较,结果表明,基于新的真组分法,物性计算精度高于假组分法和现有真组分法,同时避免了假组分法经验关联式选取的任意性和匹配的复杂性,并且可以充分利用和发挥基团贡献法的优越性,因而可提高过程模拟或模型精度。最后,基于新的真组分法,建立了催化裂化主分馏塔的非平衡级模型。通过引入分离效率函数,巧妙地将主分馏塔稳态模型方程化简为三对角矩阵形式。通过对模型方程组进行有效分割,使得模型结构简洁,易于程序化。仿真结果表明,基于新的真组分法的主分馏塔模型能够反映实际主分馏塔的静态和动态特性,仿真结果与生产过程数据吻合较好,证明了主分馏塔模型的有效性以及新的真组分法的有效性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 石油馏分描述方法的研究现状
• 1.3 石油馏分特性模型的研究现状
• 1.4 精馏过程数学模型的研究现状
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 石油馏分真组分法描述研究
• 2.1 恩氏蒸馏曲线转化为实沸点蒸馏曲线
• 2.1.1 恩氏蒸馏曲线转化为实沸点蒸馏曲线的步骤
• 2.1.2 进料实沸点曲线的生成
• 2.2 石油馏分的真组分法描述
• 2.2.1 选定真组分的方法
• 2.2.2 原油与主分馏塔进料油的真组分确定
• 2.2.3 真组分组成的确定方法
• 第3章 真组分法描述的石油馏分特性模型
• 3.1 基本物性参数计算
• 3.1.1 正常沸点的计算
• 3.1.2 临界性质的计算
• 3.1.3 偏心因子的计算
• 3.2 热力学性质的计算
• 3.2.1 液相密度的计算
• 3.2.2 汽化热的计算
• 3.2.3 焓与热容的计算
• 3.2.4 饱和蒸汽压的计算
• 3.2.5 相平衡常数的计算
• 第4章 真组分法描述的石油馏分特性预测与分析
• 4.1 真组分法与假组分法关于石油馏分物性计算的比较
• 4.1.1 假组分法主要物性关联式的选取与匹配
• 4.1.2 真组分法物性计算模型的选取
• 4.1.3 两种方法计算结果的比较
• 4.2 真组分法与假组分法关于平衡闪蒸计算的比较
• 4.2.1 气液平衡中采用SRK 状态方程
• 4.2.2 平衡闪蒸模型
• 4.2.3 两种方法计算结果与实测数据的比较
• 4.3 真组分法描述的石油馏分特性结果分析
• 第5章 基于真组分法的主分馏塔模型应用研究
• 5.1 精馏过程非平衡级稳态模型
• 5.1.1 非平衡级稳态模型的基本方程
• 5.1.2 模型方程组的求解
• 5.2 精馏过程非平衡级动态模型
• 5.2.1 非平衡级动态模型的建立
• 5.2.2 模型的仿真计算
• 5.3 模型验证及仿真结果分析
• 5.3.1 静态仿真
• 5.3.2 动态过程仿真
• 第6章 结论与展望
• 符号表
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果