石油物性的计算

第24卷青岛科技大学学报Vol. 242003年9月.Journal of Qingdao University of Science and TechnologySep. 2003石油物性的计算曹晓荣，谭心舜《青岛科技人学计算机与化T研究所.山东青鹃26602)摘要:在对化工模拟软件ECSS(Engineering Chemistry Simulation System)处理石油物性方面的分析基础上，针对其中蒸馏曲线的拟合和蒸馏曲线的切割方法进行了改进。实例计算表明，本方法计算所得结果与实际值吻合，且简便、快速，扩大了ECSS在处理石油方面的适用性，同时增强了其处理功能.关键词:石油;虚拟组分;基础物性;模拟中圈分类号: TE 624文献标识码: !The Study on Calculation of Physical Properties ofPetroleum FractionsCAO Xiao-rong, TAN Xin- shun(Researchi Center for Computer and Chemical Engineering. Qingdso University ofScience and Technology. Qingdao 266042,China)Abstract: On the basis of analyzing the methods used in ECSS(Engineering ChemistrySimulation System) for calculating the physical properties of petroleum, improvements of fitingdisillation curve and division of the distillation curve were studied for the original methods. Thesimulation result showed a well fit with actual value. The modified method is not only convenientbut also enlarge the scope of application of ECSS and enhance its power.Kay word: petroleum; pseudocomponent; basic physical property; simulation完善的石油化L基础物性数据是石化企业进1蒸馏 曲线的拟合行流程模拟的基础，也是石油加I、石油化L基础石油和石油馏分是以烃类化合物为主的复杂研究、工艺研究、设备放大及动力学模型研究所必体系。石油体系作为多元系的一种极限情况,需要须的。如何更好地得到并利用物性数据，满足日益有特殊的方法米描述。石油加[.过程中物性数据的增长的信息化需求、优化操作参数、降低成本和能计算- -般采用 “假多元系”法叫,即将石油或石油耗，成为行化企业面临的重要课题。ECss"工程馏分按馏程分为一系列窄馏分，每个窄馏分都被看化学模拟系统数据库及物性推算包，具有友好的汉作-一个组分，称为假组分或虚拟组分。这样，石油化界面，建立了一个具有多种功能的石油化I物性这-复尔混合物就可以看成是由一定数齜假纸分数据系统,其规模大、功能较全，为了增强其适应加构成的多元混合物系。常用的方法有以下儿种。1.1 三次样条插值法. I.油品复尔、多样的现状并更好的体现石油物性，中国煤化工蒸馏曲线。如果在ECSS的基础上,本研究针对石油物性计算过程中有足够MHCN MH得到一条反映石蒸馏曲线的拟合与切割提出了相应的改进方法。油真实. S需要大量的实收璃日期: 2003-06-04作者简介:曹晓柴(1974~)，女硕士研究生:指导教师:谭心舜(1964~)。男，剧教授曹晓荣等:石油物性的计算51增刊验。在蒸馏数据有限的情况下，可以利用二次样条方法内插得到已知蒸馏数据点内的数据。在所给的原油 蒸馏数据间内插，分别求出蒸馏馏分的体积分数为0、10%、30%、50%、70% 90%、100%时的蒸馏温度，本研究是利用第一-种边界条件三次样条函数的数值导数及样条函数对一元函数分别进行成组插值、成组微商或积分。其数学模刑!2如卜:边界条件:根据此边界条件，可以计算n个节点上的导数值m, j-2.2...n计算公式如F:3那能影an=0b.=y'(x)= 1uh,=xj+-x,此过程只适用于内插，η 0由前两个蒸馏数据外推出初馏点，由最后两个...求插值、微商公式如下:蒸馏数据外推出干点的值。从而得到一条完整单调的光滑蒸馏曲线。在参考其它算法的基础上[4],对|3以上模型进行了程序实现。.}{x)=lj+可1.2 二次方程法当用三次样条插值所得蒸馏数据不稳定时，可寻(x-x,)-子(x-x)|yj+1+应用二次方程法对所给蒸馏数据进行连续的二次逼近。1.3 几率密度函数法h+古,1-)--(1-炉m,-如果所给蒸馏数据含有明显随机误差，则用儿率密度函数法拟和蒸馏曲线。几率密度函数法不同-(x-x) ---(x-x) |mal于上数两方法之处在于其不要求曲线必须通过所给点，而是要求所给点符合一个儿率密度函数，使y{x)=(xm-炉-所得曲中国煤化工司时还与给定数据的TYHCNMHG52青岛科技大学学报第24卷2，实沸点蒸馏曲线的切割C到52^C之间馏出的所有物质，第二个虛拟组分包由于实沸点(TBP)蒸馏分馏精度高，故可近似含所有从52C到66C之间馏出的所有物质，以此反映油品中各种组分的分布情况，及沸点的真实情类推。高于最后的切制点871C馏山的物质归到最况，所以在确定虚拟组分之前，所有的蒸馏曲线必后一个虚拟组分即815个到871C中去，低于第一须转换成标准大气压下的实沸点蒸馏曲线。求得了个切割点38"C馏出的物质归到第- - 个虚拟组分中。一条光滑的实沸点蒸馏曲线后，曲线上每个点的体如果蒸馏数据没有占据整个的切割区间(即初始点积分数及其对应的蒸馏温度就确定了。高于38C或终点低于871'C), 没用到的切割区间就在模拟中删去。衰! BP分期体系Table 1 TBP cutpoint Set实施点温度C虚拟组分数 虚拟织分温度施围/心3计算实例38-427214427-64928有一石油密度为0. 7617 kg. m",压力为标准大649-871气乐，其常压实沸点蒸馏数据5见表2，虚拟组分以表1所规定的分割体系分割所得到的实沸点的相对分子质量与实验值比较见表3.表2_常压实沸点蒸壤数据蒸馏曲线，相邻两个切制点之间间隔定义- -个虚拟组分，而且此虚拟组分所占的体积分数等于这相邻两个切割点馏分的体积分数之差。由表1可见，在分数%0.0 10.00 30.00 50.00 70.00 90.00 100. oo较低的温度范闱内以较小的温度间隔划分较多的据馏虚拟组分，这样第一个虚拟组分就包含所有在38破/11.2 4101.2 429.2 44.2 453.2 467.2 181.2表3虚拟组分的相对分子质量与实验值比较Table3 Comparison of molar weight and is calculaed value虚拟棚对分f质最ρ (NPI) /kg .m'临界温度/K临界服力/Mpn组分本方法实验作 .本方法 安验值 本方法 实验值 术方法 实验值RO. 2578.770.3173. 36501.89 500. 887.39 90. I67.5668. 14519.98 527.3 3.133 3. 293102.62 102. 262.47 63.97 50.3 53.4 2.884 2. 965119. I116.557. 8659. 13580. 6I581.7 2.659 2 661127.828.555. 7156. 09595.63 603. 92. 5522. 453146.2142.851. 6952. 60625. 34628.62.348 2. 218 .155. 9155. 149. 80.19. 8!649.98 649.22.249 2. 0964结论(IJECSS T程化学模拟系统技术手册{M]青岛:青岛化工学院计算机与化工研究所,1995提出的根据已知蒸馏数据的特点选择不同的(2]徐亦方流程模拟系统的石油物性估算[]币利炼1989.(2-58-64.拟利蒸馏曲线的方法，l原ECSS模拟软件所用的[9]王能超数侦分析简明教邵[M].北京滴等教育出版社.199线性插值拟和石油蒸馏曲线的方法相比，更符合石用]刘德费、费景成,于诛江.等.FORTRAN 算法州:(M.北京:国防τ业油这种复杂的混合物的物性。出版社,1984[5] J Miqe., F Cter Eay caneiztion or peroltuom fections参考文献中国煤化工TYHCNMH G