第24卷青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)Vol. 242003年9月.Journal of Qingdao University of Science and TechnologySep. 2003石油物性的計(jì)算曹曉榮，譚心舜《青島科技人學(xué)計(jì)算機(jī)與化T研究所.山東青鵑26602)摘要:在對(duì)化工模擬軟件ECSS(Engineering Chemistry Simulation System)處理石油物性方面的分析基礎(chǔ)上，針對(duì)其中蒸餾曲線的擬合和蒸餾曲線的切割方法進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)例計(jì)算表明，本方法計(jì)算所得結(jié)果與實(shí)際值吻合，且簡(jiǎn)便、快速，擴(kuò)大了ECSS在處理石油方面的適用性，同時(shí)增強(qiáng)了其處理功能.關(guān)鍵詞:石油;虛擬組分;基礎(chǔ)物性;模擬中圈分類號(hào): TE 624文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: !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基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)是石化企業(yè)進(jìn)1蒸餾 曲線的擬合行流程模擬的基礎(chǔ)，也是石油加I、石油化L基礎(chǔ)石油和石油餾分是以烴類化合物為主的復(fù)雜研究、工藝研究、設(shè)備放大及動(dòng)力學(xué)模型研究所必體系。石油體系作為多元系的一種極限情況,需要須的。如何更好地得到并利用物性數(shù)據(jù)，滿足日益有特殊的方法米描述。石油加[.過(guò)程中物性數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)的信息化需求、優(yōu)化操作參數(shù)、降低成本和能計(jì)算- -般采用 “假多元系”法叫,即將石油或石油耗，成為行化企業(yè)面臨的重要課題。ECss"工程餾分按餾程分為一系列窄餾分，每個(gè)窄餾分都被看化學(xué)模擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)及物性推算包，具有友好的漢作-一個(gè)組分，稱為假組分或虛擬組分。這樣，石油化界面，建立了一個(gè)具有多種功能的石油化I物性這-復(fù)爾混合物就可以看成是由一定數(shù)齜假紙分?jǐn)?shù)據(jù)系統(tǒng),其規(guī)模大、功能較全，為了增強(qiáng)其適應(yīng)加構(gòu)成的多元混合物系。常用的方法有以下兒種。1.1 三次樣條插值法. I.油品復(fù)爾、多樣的現(xiàn)狀并更好的體現(xiàn)石油物性，中國(guó)煤化工蒸餾曲線。如果在ECSS的基礎(chǔ)上,本研究針對(duì)石油物性計(jì)算過(guò)程中有足夠MHCN MH得到一條反映石蒸餾曲線的擬合與切割提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。油真實(shí). S需要大量的實(shí)收璃日期: 2003-06-04作者簡(jiǎn)介:曹曉柴(1974~)，女碩士研究生:指導(dǎo)教師:譚心舜(1964~)。男，劇教授曹曉榮等:石油物性的計(jì)算51增刊驗(yàn)。在蒸餾數(shù)據(jù)有限的情況下，可以利用二次樣條方法內(nèi)插得到已知蒸餾數(shù)據(jù)點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)。在所給的原油 蒸餾數(shù)據(jù)間內(nèi)插，分別求出蒸餾餾分的體積分?jǐn)?shù)為0、10%、30%、50%、70% 90%、100%時(shí)的蒸餾溫度，本研究是利用第一-種邊界條件三次樣條函數(shù)的數(shù)值導(dǎo)數(shù)及樣條函數(shù)對(duì)一元函數(shù)分別進(jìn)行成組插值、成組微商或積分。其數(shù)學(xué)模刑!2如卜:邊界條件:根據(jù)此邊界條件，可以計(jì)算n個(gè)節(jié)點(diǎn)上的導(dǎo)數(shù)值m, j-2.2...n計(jì)算公式如F:3那能影an=0b.=y'(x)= 1uh,=xj+-x,此過(guò)程只適用于內(nèi)插，η 0由前兩個(gè)蒸餾數(shù)據(jù)外推出初餾點(diǎn)，由最后兩個(gè)...求插值、微商公式如下:蒸餾數(shù)據(jù)外推出干點(diǎn)的值。從而得到一條完整單調(diào)的光滑蒸餾曲線。在參考其它算法的基礎(chǔ)上[4],對(duì)|3以上模型進(jìn)行了程序?qū)崿F(xiàn)。.}{x)=lj+可1.2 二次方程法當(dāng)用三次樣條插值所得蒸餾數(shù)據(jù)不穩(wěn)定時(shí)，可尋(x-x,)-子(x-x)|yj+1+應(yīng)用二次方程法對(duì)所給蒸餾數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)的二次逼近。1.3 幾率密度函數(shù)法h+古,1-)--(1-爐m,-如果所給蒸餾數(shù)據(jù)含有明顯隨機(jī)誤差，則用兒率密度函數(shù)法擬和蒸餾曲線。幾率密度函數(shù)法不同-(x-x) ---(x-x) |mal于上數(shù)兩方法之處在于其不要求曲線必須通過(guò)所給點(diǎn)，而是要求所給點(diǎn)符合一個(gè)兒率密度函數(shù)，使y{x)=(xm-爐-所得曲中國(guó)煤化工司時(shí)還與給定數(shù)據(jù)的TYHCNMHG52青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)第24卷2，實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線的切割C到52^C之間餾出的所有物質(zhì)，第二個(gè)虛擬組分包由于實(shí)沸點(diǎn)(TBP)蒸餾分餾精度高，故可近似含所有從52C到66C之間餾出的所有物質(zhì)，以此反映油品中各種組分的分布情況，及沸點(diǎn)的真實(shí)情類推。高于最后的切制點(diǎn)871C餾山的物質(zhì)歸到最況，所以在確定虛擬組分之前，所有的蒸餾曲線必后一個(gè)虛擬組分即815個(gè)到871C中去，低于第一須轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線。求得了個(gè)切割點(diǎn)38"C餾出的物質(zhì)歸到第- - 個(gè)虛擬組分中。一條光滑的實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線后，曲線上每個(gè)點(diǎn)的體如果蒸餾數(shù)據(jù)沒有占據(jù)整個(gè)的切割區(qū)間(即初始點(diǎn)積分?jǐn)?shù)及其對(duì)應(yīng)的蒸餾溫度就確定了。高于38C或終點(diǎn)低于871'C), 沒用到的切割區(qū)間就在模擬中刪去。衰! BP分期體系Table 1 TBP cutpoint Set實(shí)施點(diǎn)溫度C虛擬組分?jǐn)?shù) 虛擬織分溫度施圍/心3計(jì)算實(shí)例38-427214427-64928有一石油密度為0. 7617 kg. m",壓力為標(biāo)準(zhǔn)大649-871氣樂，其常壓實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)5見表2，虛擬組分以表1所規(guī)定的分割體系分割所得到的實(shí)沸點(diǎn)的相對(duì)分子質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)值比較見表3.表2_常壓實(shí)沸點(diǎn)蒸壤數(shù)據(jù)蒸餾曲線，相鄰兩個(gè)切制點(diǎn)之間間隔定義- -個(gè)虛擬組分，而且此虛擬組分所占的體積分?jǐn)?shù)等于這相鄰兩個(gè)切割點(diǎn)餾分的體積分?jǐn)?shù)之差。由表1可見，在分?jǐn)?shù)%0.0 10.00 30.00 50.00 70.00 90.00 100. oo較低的溫度范闈內(nèi)以較小的溫度間隔劃分較多的據(jù)餾虛擬組分，這樣第一個(gè)虛擬組分就包含所有在38破/11.2 4101.2 429.2 44.2 453.2 467.2 181.2表3虛擬組分的相對(duì)分子質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)值比較Table3 Comparison of molar weight and is calculaed value虛擬棚對(duì)分f質(zhì)最ρ (NPI) /kg .m'臨界溫度/K臨界服力/Mpn組分本方法實(shí)驗(yàn)作 .本方法 安驗(yàn)值 本方法 實(shí)驗(yàn)值 術(shù)方法 實(shí)驗(yàn)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結(jié)論(IJECSS T程化學(xué)模擬系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè){M]青島:青島化工學(xué)院計(jì)算機(jī)與化工研究所,1995提出的根據(jù)已知蒸餾數(shù)據(jù)的特點(diǎn)選擇不同的(2]徐亦方流程模擬系統(tǒng)的石油物性估算[]幣利煉1989.(2-58-64.擬利蒸餾曲線的方法，l原ECSS模擬軟件所用的[9]王能超數(shù)偵分析簡(jiǎn)明教邵[M].北京滴等教育出版社.199線性插值擬和石油蒸餾曲線的方法相比，更符合石用]劉德費(fèi)、費(fèi)景成,于誅江.等.FORTRAN 算法州:(M.北京:國(guó)防τ業(yè)油這種復(fù)雜的混合物的物性。出版社,1984[5] J Miqe., F Cter Eay caneiztion or peroltuom fections參考文獻(xiàn)中國(guó)煤化工TYHCNMH G