原油分子重构

论文摘要

分子重构是利用局部分析数据建立分子混合物的方法。在大多数原油中碳和氢的含量在95%以上,少量的非碳氢元素对原油常减压蒸馏的影响不是太大,所以在原油蒸馏模拟中不考虑少量非碳氢元素的影响是可以接受的。为了适当简化计算的过程而不至于太大影响结果的准确性,本文暂时只考虑原油中的烃类分子形式,并将含杂元素的非烃类分子作为烃类分子进行处理。首先筛选合适的烃类分子物性估算方程,接下来利用蒙特卡罗方法随机抽样得到原油虚拟分子,根据原油分子各种性质的混合规则得到虚拟分子混合物的性质,再用其与原油标定数据对比得到目标函数,然后选择模拟退火优化算法对目标函数进行优化,使目标函数达到规定的优化目标,建立初始的原油分子组成,在此基础上按原油实沸点蒸馏的窄馏分收率调整各分子的含量,从而建立满足要求的原油分子组成,完成分子重构的过程。研究结果表明,分子重构方法对不同类型的原油有较好的适应性,生成的原油分子基本反映了实际原油的结构特性和分子分布情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 第2章 文献综述
• 2.1 原油评价
• 2.1.1 原油分类
• 2.1.2 常用油品分析技术
• 2.1.3 原油的理化性质分析
• 2.1.4 原油直馏产品的性质分析
• 2.2 分子重构研究现状
• 2.2.1 原油虚拟分子的表征
• 2.2.2 分子重构的方法
• 2.3 物性估算方程概述
• 2.3.1 对应状态法
• 2.3.2 基团贡献法
• 2.3.3 分子拓扑指数法
• 2.4 最优化方法概述
• 2.4.1 变尺度优化算法
• 2.4.2 单纯形优化方法
• 2.4.3 模拟退火优化方法
• 2.5 本文的研究目的和主要的研究内容
• 2.5.1 研究目的
• 2.5.2 主要的研究内容
• 第3章 烃类物性估算方程的筛选
• 3.1 引言
• 3.2 烃类沸点及临界性质的估算方程的筛选
• 3.3 烃类分子密度估算方程筛选
• 3.4 烃类分子折光率估算方程筛选
• 3.5 高碳数烃类沸点及密度估算方程
• 3.6 小结
• 第4章 原油分子蒙特卡罗模拟
• 4.1 引言
• 4.2 蒙特卡罗方法简介
• 4.3 本文虚拟分子选择的依据
• 4.4 原油虚拟分子的构建
• 4.5 特征向量存在条件、下限和上限的规定
• 4.6 蒙特卡罗抽样获得虚拟分子
• 4.6.1 蒙特卡罗数学基础
• 4.6.2 生成虚拟分子的随机抽样法
• 4.7 目标函数优化及分子含量的调整
• 4.8 结果与讨论
• 4.9 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢