CN109621468A - 计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法及装置 - Google Patents

计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法及装置，涉及馏分油技术领域。所述计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法包括：确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点；按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式；根据所述第一关联公式和预设第二关联公式，得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程。这样就能够根据馏分油的分子组成来计算馏分油的恩氏蒸馏馏程，从而不仅能够为分子水平炼油过程模型提供恩氏蒸馏馏程表征，还能配合高通量评价装置建立色谱组成与恩氏蒸馏馏程数据关联的快速计算模型，提高评价效率，且具有较高的计算精度。

Description

计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法及装置
技术领域
本公开涉及馏分油技术领域，具体地，涉及一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法及装置。
背景技术
现有技术中，馏分油的恩氏蒸馏馏程通常使用恩氏蒸馏(ASTM D86)的方法来进行测定，规定体积的馏分油样品在规定条件下进行蒸馏，分别记录馏出液体积与对应温度值，即可得恩氏蒸馏馏程。或者，使用ASTM D2887模拟蒸馏，即运用色谱技术模拟经典的实沸点蒸馏的方法来得到一个模拟蒸馏馏程，然后再通过关联方法将所述馏程转化为所需的恩氏蒸馏馏程(D86恩氏蒸馏馏程)。再或者，还可以运用气相色谱分析得到的物化参数与传统数学模型相结合来计算恩氏蒸馏馏程。但是以上得到恩氏蒸馏馏程的方法都没有办法通过馏分油的分子组成来计算该馏分油的恩氏蒸馏馏程，从而就不能为分子水平炼油过程模型提供恩氏蒸馏馏程表征，也不能配合高通量评价装置建立色谱组成与恩氏蒸馏馏程数据关联的快速计算模型。
发明内容
本公开的目的是提供一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法及装置，该方法能够通过对所述馏分油的分子组成进行分析或者计算，来得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程。
为了实现上述目的，本公开提供一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法，该方法包括：
确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点；
按照所述每个组分的沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述的沸点与所述累计体积分率的第一关联公式，其中，所述第一关联公式的自变量是所述累计体积分率，因变量是所述的沸点；
联立所述第一关联公式和预设第二关联公式，得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程，其中，所述预设第二关联公式中自变量是所述第一关联公式中的沸点，因变量是所述恩氏蒸馏馏出温度；所述预设第二关联公式为所述的沸点与恩氏蒸馏馏出温度的关联公式。
可选的，所述的确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点包括：
确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率；
根据所述结构确定相应的每个组分的密度和所述沸点；
根据所述密度和所述质量分率确定相应的每个组分的体积分率。
可选的，所述确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率包括以下至少一种操作：
(1)通过气相色谱分析方法得到所述馏分油中每个组分的结构和质量分率；以及
(2)通过仪器分析并结合分子组成模型得到所述馏分油中每个组分的结构和质量分率；以及
(3)通过炼油过程动力学模型计算得到所述结构和所述质量分率。
可选的，所述确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率还包括：
当所述馏分油中存在无法确认结构的组分时，根据以下原则处理所述无法确认结构的组分：
将所述无法确认结构的组分假定为与其物理性质最接近的且结构能够被确定的同分异构体。
可选的，所述原则还包括：
(1)对于C10～C12的烷烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为二甲基取代烷烃，沸点高于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为一甲基取代烷烃；
(2)对于C9～C10环烷烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基取代环己烷，且令甲基取代基的数目尽可能多；
(3)对于C10～C11芳烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基苯，且取代基个数最多为第二预设阈值，只允许出现第三预设阈值个数的非甲基取代；以及
(4)对于C8～C11烯烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为二甲基取代烯烃，沸点高于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为一甲基取代烯烃。
可选的，所述根据所述结构确定每个组分的密度和沸点包括以下至少一种操作：
(1)通过在已知文献(优选化学物性手册)中查找得到所述每个组分的密度和沸点；以及
(2)通过基团贡献法来计算所述每个组分的密度和所述沸点。
可选的，所述建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式包括：
通过数学拟合方法、统计分布函数或插值方法建立所述第一关联公式。
所述预设第二关联公式可以为现有技术中已知的关联公式，也可以通过已知样品的实测恩氏蒸馏馏程与组分沸点关联得到，优选通过已知样品的实测恩氏蒸馏馏程与组分沸点关联得到。
优选的所述预设第二关联公式为：通过数学拟合方法将已知样品的实测恩氏蒸馏馏程与沸点关联得到所述预设第二关联公式。
其中，选择数学拟合方法时，可以选择幂函数拟合、线性拟合、多项式拟合(多项式拟合的最高次数可以在3～6中进行选择，优选4)，优选幂函数拟合、线性拟合；选择统计分布函数的累积密度函数时，可以选择高斯分布、β分布或者伽玛分布等，优选伽玛分布；在选择插值方法时，可以选择线性插值或牛顿插值，优选线性插值。
可选的，所述预设第二关联公式可以通过以下方式得到：
(1)获取预设数量的馏分油样本(预设数量可以为1～200，优选5～100)；
(2)确定所述预设数量的馏分油样本中每份样本中每个组分的体积分率和沸点；
(3)按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的关联公式，其中，所述关联公式的自变量是所述累计体积分率，因变量是所述沸点，并根据所述体积分率计算在预设体积时的沸点；
(4)对所述馏分油样本进行恩氏蒸馏，测得在蒸馏出所述预设体积时的恩氏蒸馏馏程；
(5)将所述沸点和恩氏蒸馏馏程进行数学拟合，得到所述预设第二关联公式。
其中，所述预设体积可以为常规的馏出体积，例如0.5％、10％、30％、50％、70％、90％、99.5％，也可以是其他的预设体积，并没有特别的限定。
可选的，所述预设第二关联公式为以下公式中的至少一种：
TD86＝a1+b1(TTTBP) (2)
其中，TD86为所述馏分油的恩氏蒸馏馏出温度，TTTBP为所述第一关联公式中的沸点，a0、b0、a1和b1为关联参数。
本公开还提出了一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的装置，该装置包括：
组分确定模块，用于确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点；
第一关联公式建立模块，用于按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式，其中，所述第一关联公式的自变量是所述累计体积分率，因变量是所述的沸点；
恩氏蒸馏馏程确定模块，联立第一关联公式和预设第二关联公式，得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程，其中，所述预设第二关联公式中自变量是所述第一关联公式中的沸点，因变量是所述恩氏蒸馏馏出温度。
可选的，所述组分确定模块包括：
结构和质量分率确定子模块，用于确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率；
密度和沸点确定子模块，用于根据所述的结构和质量分率确定子模块来确定每个组分的密度和沸点；
体积分率确定子模块，用于根据所述密度和沸点确定子模块确定的密度、所述结构和质量分率确定子模块确定的质量分率来确定每个组分的体积分率。
可选的，所述结构和质量分率确定子模块通过以下至少一种操作来确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率：
(1)通过气相色谱分析方法得到所述结构和所述质量分率；以及
(2)通过仪器分析并结合分子组成模型得到所述结构和所述质量分率；以及
(3)通过炼油过程动力学模型计算得到所述结构和所述质量分率。
可选的，所述结构和质量分率确定子模块还用于：
当所述馏分油中存在无法确认结构的组分时，根据以下原则处理所述无法确认结构的组分：
将所述无法确认结构的组分假定为与其物理性质最接近的且结构能够被确定的同分异构体。
可选的，所述原则还包括：
(1)对于C10～C12的烷烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为二甲基取代烷烃，沸点高于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为一甲基取代烷烃；
(2)对于C9～C10环烷烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基取代环己烷，且令甲基取代基的数目尽可能多；
(3)对于C10～C11芳烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基苯，且取代基个数最多为第二预设阈值，只允许出现第三预设阈值个数的非甲基取代；以及
(4)对于C8～C11烯烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为二甲基取代烯烃，沸点高于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为一甲基取代烯烃。
可选的，所述密度和沸点确定子模块通过以下至少一种操作来确定每个组分的密度和沸点：
(1)通过在已知文献(优选化学物性手册)中查找得到所述密度和所述沸点；以及
(2)通过基团贡献法来计算所述密度和所述沸点。
可选的，所述第一关联公式建立模块还用于：
通过数学拟合方法、统计分布函数或插值方法建立所述第一关联公式。
可选的，所述预设第二关联公式为以下公式中的至少一种：
TD86＝a1+b1(TTTBP) (2)
其中，TD86为所述馏分油的恩氏蒸馏馏出温度，TTTBP为所述第一关联公式中的沸点，a0、b0、a1和b1为关联参数。
通过上述技术方案，首先确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点；然后按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式，最后联立所述第一关联公式和预设第二关联公式，得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程。这样就能够根据馏分油的分子组成来计算馏分油的恩氏蒸馏馏程，从而不仅能够为分子水平炼油过程模型提供恩氏蒸馏馏程表征，还能配合高通量评价装置建立色谱组成与恩氏蒸馏馏程数据关联的快速计算模型，提高评价效率，且具有较高的计算精度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法中确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点的方法的流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的装置的结构框图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的装置中组分确定模块的结构框图。
图5是根据实施例一示出的组分沸点与第一关联公式拟合后的沸点比较图。
图6是根据实施例一示出的本公开计算得到的恩氏蒸馏馏程与实测的恩氏蒸馏馏程的对比折线图。
图7是根据实施例二示出的组分沸点与第一关联公式拟合后的沸点比较图。
图8是根据实施例二示出的本公开计算得到的恩氏蒸馏馏程与实测的恩氏蒸馏馏程的对比折线图。
附图标记说明
10组分确定模块 20第一关联公式建立模块
30恩氏蒸馏馏程确定模块 101结构和质量分率确定子模块
102密度和沸点确定子模块 103体积分率确定子模块
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开提供了一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法，所述馏分油可以是汽油馏分、柴油馏分或减压馏分(VGO馏分)。如图1所示，该方法包括步骤S101至步骤S103。
在步骤S101中，确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点。
所述体积分率即所述组分在所述馏分油中所占的比例，所述沸点即为确定的所述组分的沸点。
在步骤S102中，按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式，其中，所述第一关联公式的自变量是所述累计体积分率，因变量是所述的沸点。
所述按照沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率即：根据所述每个组分的沸点从小到大的顺序排列，沸点最小的组分所对应的累计体积分率即其本身的体积分率，沸点第二小的组分所对应的累计体积分率即沸点最小的组分的累计体积分率加上所述沸点第二小的组分的体积分率，以此类推，最后沸点最大的组分的累计体积分率即为百分之百。
所述第一关联公式是关联所述沸点与所述累计体积分率的公式，通过已知的所述沸点和所述累计体积分率的对应数据，得到一个公式来反应所述沸点和所述累计体积分率之间的对应关系，从而能够根据所需累计体积分率得到相应的沸点。
在步骤S103中，根据所述第一关联公式和预设第二关联公式，得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程，其中，所述预设第二关联公式中自变量是所述第一关联公式中的沸点，因变量是所述恩氏蒸馏馏出温度。
所述预设第二关联公式也就是将第一关联公式中得到的沸点转化成恩氏蒸馏馏出温度的公式，这样就能通过第一关联公式得到本发明中要求得到的恩氏蒸馏馏程。
通过上述技术方案，首先确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点；然后按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式；最后根据所述第一关联公式和预设第二关联公式，就能得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程。
图2是根据一示例性实施例示出的一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法中确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点的流程图，如图2所示，包括步骤S201至步骤S203。
在步骤S201中，确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率。
所述每个组分的结构可以是确定的结构，也可以是与已知组分的物理性质最为相似的结构，所述结构可以不唯一，只要是物理性质与已知组分最为相似，且便于得到其密度和沸点即可。
在一种可能的实施方式中，所述确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率包括以下至少一种操作：
(1)通过气相色谱分析方法得到所述结构和所述质量分率；以及
(2)通过仪器分析并结合分子组成模型得到所述结构和所述质量分率；以及
(3)通过炼油过程动力学模型计算得到所述结构和所述质量分率。
现有技术中有多种途径得到所述馏分油的组分，上述三种操作仅仅为示例，并不用于限制本方案。
在步骤S202中，根据所述结构确定相应组分的密度和所述的沸点。
在已知所述组分的结构之后，密度和沸点可以根据所述结构通过很多方法求得。在一种可能的实施方式中，所述根据所述结构确定相应组分的密度和沸点包括以下至少一种操作：
(1)通过在已知文献(优选化学物性手册)中查找得到所述密度和所述沸点；以及
(2)通过基团贡献法来计算所述密度和所述沸点。
对于能够直接在化学物性手册中直接查找得到的数据，即可直接通过查找得到，对于无法在化学物性手册中直接查找得到的数据，可以通过基团贡献法进行计算来得到。
在步骤S203中，根据所述密度和所述质量分率确定相应组分的体积分率。
在得到所述组分的密度和质量分率之后，即可通过相应的计算得到相应组分的体积分率。例如，按照沸点的升序，令从沸点最小的组分到沸点最大的组分的密度分别为ρ1、ρ2、ρ3、……、ρn，其相应的质量分率分别为m1、m2、m3、…..、mn，则沸点最小的组分的相应的体积分率可以通过以下多项式计算得到：
如上所示，每个组分的相应体积分率都可以由此计算得到。
通过以上技术方案，首先确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率，然后根据所述结构确定相应组分的密度和所述沸点，最后根据所述密度和所述质量分率确定相应组分的体积分率，由此给出了一种具体的计算所述馏分油的体积分率以及沸点的方法。
在一种可能的实施方式中，所述确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率还包括：
当所述馏分油中存在无法确认结构的组分时，根据以下原则处理所述无法确认结构的组分：
将所述无法确认结构的组分假定为与其物理性质最接近的且结构能够被确定的同分异构体。
当所述馏分油中出现无法直接分析确认结构的组分时，例如存在一些大分子组分难以直接分析出其结构，此时只需要将所述无法确认结构的组分假定为与其物理性质最接近的且结构能够被确定的同分异构体即可，由于所述同分异构体与所述无法确认的组分的物理性质最为接近，因此在根据所述结构确定所述组分的密度、沸点等物理性质时即可根据所述同分异构体来进行计算和查找。
其中，在另一种可能的实施方式中，所述原则还包括：
(1)对于C10～C12的烷烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为二甲基取代烷烃，沸点高于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为一甲基取代烷烃。
例如，具体的归并操作可以如表1所示。
对于C10的烷烃类化合物，沸点低于或等于160摄氏度的归并为2,5-二甲基辛烷，沸点高于160摄氏度的归并为2-甲基壬烷。即对于C10的烷烃类化合物，其归并原则中的第一预设阈值为160摄氏度。
表1
同理对于C11和C12烷烃类化合物的归并原则都可以根据上表中所示来定义。
(2)对于C9～C10环烷烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基取代环己烷，且令甲基取代基的数目尽可能多。
由于随着沸点的升高，取代基的数量会减少，因此需要令所述甲基取代基的数目尽可能多，例如，具体的归并操作可以如表2所示。
表2
对于C9的环烷烃类化合物，沸点低于140摄氏度的归并为1,1,4-三甲基环己烷，沸点高于140摄氏度的归并为1-乙基-4-甲基环己烷。
同理对于C10的环烷烃类化合物的归并原则都可以根据上表中所示来定义。
(3)对于C10～C11芳烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基苯，且取代基个数最多为第二预设阈值，只允许出现第三预设阈值个数的非甲基取代。
所述第二预设阈值可以为4，所述第三预设阈值可以为1。即对于C10～C11芳烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基苯，且取代基个数最多为4个，只允许出现1个非甲基取代。
例如，具体的归并操作可以如表3所示。
表3
对于C10的芳烃类化合物，沸点低于或等于190摄氏度的归并为1-甲基,3-丙基苯，沸点高于190摄氏度的归并为1-乙基-2,3-二甲基苯。
同理对于C11的芳烃类化合物的归并原则都可以根据上表中所示来定义。
(4)对于C8～C11烯烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为二甲基取代烯烃，沸点高于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为一甲基取代烯烃。
所述第四预设阈值可以为120摄氏度。
例如，对于C8的烯烃类化合物，沸点低于或等于120摄氏度的归并为3,4-二甲基-1-己烯，沸点高于120摄氏度的归并为2-甲基-1-庚烯。
对于C9～C11的烯烃类化合物，与其对应的第四预设阈值也可以为120摄氏度。
本领域技术人员应当理解的是，以上对于不同碳数的化合物的归并沸点及具体归并方法的描述仅仅只是示例，并不用于限制本公开。
通过上述技术方案，当所述馏分油中存在无法确认结构的组分时，根据上述原则将所述无法确认结构的组分假定为与其物理性质最接近的且结构能够被确定的同分异构体，由于所述同分异构体的物理性质与原无法确认结构的组分最为相似，这样就能够提高计算恩氏蒸馏馏程的准确性。
在一种可能的实施方式中，所述建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式包括：通过数学拟合方法、统计分布函数或插值方法建立所述第一关联公式。
所述预设第二关联公式可以为现有技术中已知的关联公式，也可以通过已知样品的实测恩氏蒸馏馏程与组分沸点关联得到，优选通过已知样品的实测恩氏蒸馏馏程与组分沸点关联得到。
优选的所述预设第二关联公式为：通过数学拟合方法将已知样品的实测恩氏蒸馏馏程与沸点关联得到所述预设第二关联公式。
其中，选择数学拟合方法时，可以选择幂函数拟合、线性拟合、多项式拟合(多项式拟合的最高次数可以在3～6中进行选择，优选4)；选择统计分布函数的累积密度函数时，可以选择高斯分布、β分布或者伽玛分布等，优选伽玛分布；在选择插值方法时，可以选择线性插值或牛顿插值，优选线性插值。
通过以上技术方案，给出了建立所述第一关联公式可以用到的数学方法，使得所建立的关联所述累计体积分率与所述沸点的关联公式能够更加精确。
在一种可能的实施方式中，所述预设第二关联公式可以通过以下方式得到：
(1)获取预设数量的馏分油样本(预设数量可以为1～200，优选5～100)；
(2)确定所述预设数量的馏分油样本中每份样本中每个组分的体积分率和沸点；
(3)按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的关联公式，其中，所述关联公式的自变量是所述累计体积分率，因变量是所述沸点，并根据所述体积分率计算在预设体积时的沸点；
(4)对所述馏分油样本进行恩氏蒸馏，测得在蒸馏出所述预设体积时的恩氏蒸馏馏程；
(5)将所述沸点和恩氏蒸馏馏程进行数学拟合，得到所述预设第二关联公式。
其中，所述预设体积可以为常规的馏出体积，例如0.5％、10％、30％、50％、70％、90％、99.5％，也可以是其他的预设体积，并没有特别的限定。
在一种可能的实施方式中，所述预设第二关联公式为以下公式中的至少一种：
TD86＝a1+b1(TTTBP) (2)
其中，TD86为所述馏分油的恩氏蒸馏馏出温度，TTTBP为所述第一关联公式中的沸点，a0、b0、a1和b1为关联参数。其中，在馏出液体积不同时，关联参数a0、b0、a1和b1取值也不一样。例如，若选择常见的7个恩氏蒸馏馏出温度IBP、T10、T30、T50、T70、T90、FBP，即馏出液的体积分别为0.5％、10％、30％、50％、70％、90％、99.5％时实施本方案，那么公式(1)和公式(2)的关联参数的取值可以不相同。
表4
表5
对来自不同炼厂的不同类型的60多个汽油样品的实测恩氏蒸馏馏程与样品中每个组分的沸点拟合，得到了所述预设第二关联公式中相关参数的具体取值，分别如表4和表5所示，对应于每个恩氏蒸馏馏出温度都有一组关联参数的取值。
其中，IBP表示在馏出的累计体积分率为0.5％时的恩氏蒸馏馏出温度，称为初馏点，FBP表示在馏出的累计体积分率为99.5％时的恩氏蒸馏馏出温度，称为终馏点，T10、T30、T50、T70、T90分别表示在馏出的累计体积分率为10％、30％、50％、70％、90％时的恩氏蒸馏馏出温度。
拟合确定参数值的过程中，从来自不同炼厂的60多个不同类型汽油样品中随机挑选出了大部分样品作为训练集，剩余样品作为测试集，以验证所述关联公式的合理性和参数的精度。
对于公式(1)，在按照表4中的所示对公式(1)中的关联参数进行取值时，计算出的各恩氏蒸馏馏出温度的平均偏差为3.5摄氏度，最大偏差为5.6摄氏度，最小偏差为0.5摄氏度。
对于公式(2)，在按照表5中所示对公式(2)中的关联参数进行取值时，计算出得各恩氏蒸馏馏出温度的偏差与公式(1)计算出来的相似。
本领域技术人员应该知道的是，以上对于公式(1)和公式(2)中关联参数的取值的举例只是示例，并不用于限制本公开。
以下的实施例将对本公开作进一步的说明，但并不因此限制本公开。
实施例一
对馏分油样本(1)进行详细烃分析，通过对其中不确定的组分进行归并，得到确定后的组分的结构和质量分率，然后根据所述组分的结构确定其密度和沸点，最后通过确定的密度以及质量分率确定每个组分的体积分率，结果如表6所示。最后按照所有组分的沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，此数据未在表6中示出。然后，按照所述沸点与对应的未在表6中示出的累计体积分率，采用多项式拟合方法建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式，如公式(3)所示。为了观察更加清晰，图5示出了拟合前后沸点比较。
其中，TTTBP表示拟合后的沸点，Vi表示累计体积分率。
利用公式(1)且取值表4中的关联参数作为预设第二关联公式，将公式(3)与预设第二关联公式进行联立，即可得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程。为了观察更加清晰，图6示出了通过计算得到的馏分油的恩氏蒸馏馏程与对所述样本(1)进行恩氏蒸馏得到的恩氏蒸馏馏程的对比图。
表6
其中，表6的归并后组分一列中出现的“+”是气相色谱检测中的混峰，表示该保留时间有多于一个化合物出现，本公开中混峰化合物的物理性质按照第一个化合物的性质处理。
实施例二
本实施例中使用的馏分油样本(2)与实施例一中使用的馏分油样本(1)的区别在于，实施例一中使用的馏分油样本(1)中包含烷烃、环烷烃和芳烃，几乎不含烯烃，而实施例二使用的馏分油样本(2)中四种烃类都包含。
对馏分油样本(2)进行详细烃分析，通过对其中不确定的组分进行归并，得到确定后的组分的结构和质量分率，然后根据所述组分的结构确定其密度和沸点，最后通过确定的密度以及质量分率确定每个组分的体积分率，得到如表7所示的数据，最后按照所有组分的沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，此数据未在表7中示出。然后，按照所述沸点与对应的未在表7中示出的累计体积分率，采用多项式拟合方法建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式，如公式(4)所示。为了观察更加清晰，图7示出了拟合前后沸点比较。
其中，TTTBP表示拟合后的沸点，Vi表示累计体积分率。
利用公式(1)且取值表4中的关联参数作为预设第二关联公式，将公式(4)与预设第二关联公式进行联立，即可得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程。为了观察更加清晰，图8示出了通过计算得到的馏分油的恩氏蒸馏馏程与对所述样本(2)进行恩氏蒸馏得到的恩氏蒸馏馏程的对比图。
表7
其中，表7的归并后组分一列中出现的“+”是气相色谱检测中的混峰，表示该保留时间有多于一个化合物出现，本公开中混峰化合物的物理性质按照第一个化合物的性质处理。
对比例
公开文献中有关恩氏蒸馏曲线的计算方法主要集中于将其他类型蒸馏曲线，如色谱模拟蒸馏曲线、实沸点蒸馏曲线等，转化为恩氏蒸馏曲线的方法。色谱模拟蒸馏是运用色谱技术模拟经典的实沸点蒸馏，与实验测定的实沸点蒸馏曲线相比更接近于真实沸点。因此，为了通过对比来说明本公开中提出的计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法的精度，这里只选择与更接近真实沸点的色谱模拟蒸馏方法来进行对比，所述方法步骤包括：首先将馏分油的分子组成模拟为色谱模拟蒸馏曲线，然后采用相关文献中的转化公式(见作者为M.R.Riazi的图书《Characterization and properties of petroleum fractions》第105页)将所述色谱模拟蒸馏曲线转化为其恩氏蒸馏曲线，即可得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程。
另外，还采用炼油过程常用商业软件用于计算上述样本馏分油的恩氏蒸馏馏程，将其计算结果与本公开提出的方法的计算结果进行了对比，所述软件采用虚拟组分的方法进行模拟计算，计算时输入PIONA随碳数变化的组成即可。
以实施例1和实施例2中的两个样本为例，针对馏分油样本(1)和馏分油样本(2)的计算结果分别如表8和表9所示。结果表明，各种计算方法都会有计算误差，而计算软件和色谱模拟蒸馏转化方法中，在初馏点和终馏点处的误差尤其突出，总体看来，本公开提出的方法的误差较小而且各点误差较平均，而不是其他计算方法中的误差起伏很大。客观地说，每一个特征温度点都采用各自的计算方法，因此针对随机的某一个样品的7个温度点而言，很难做到各点的误差同时控制在一定范围内，但由于本公开提出的计算方法是从分子组成以及每一个化合物的沸点出发，因此可以实现这个效果。
表8
表9
本公开还提供一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的装置，如图3所示，该装置包括：
组分确定模块10，用于确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点；
第一关联公式建立模块20，用于按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式，其中，所述第一关联公式的自变量是所述累计体积分率，因变量是所述沸点；
恩氏蒸馏馏程确定模块30，用于根据所述第一关联公式和预设第二关联公式，得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程，其中，所述预设第二关联公式中自变量是所述第一关联公式中的沸点，因变量是所述馏分油的恩氏蒸馏馏出温度。
通过上述技术方案，组分确定模块10首先确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点；然后第一关联公式建立模块20按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式；最后恩氏蒸馏馏程确定模块30将所述第一关联公式和预设第二关联公式联立，就能得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程。图4是本公开实施例的计算馏分油恩氏蒸馏馏程的组分确定模块10的结构框图，如图4所示，所述组分确定模块10包括：
结构和质量分率确定子模块101，用于确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率；
密度和沸点确定子模块102，用于根据所述结构和质量分率确定子模块101确定的结构来确定相应组分的密度和沸点；
体积分率确定子模块103，用于根据所述密度和沸点确定子模块102确定的密度、所述结构和质量分率确定子模块101确定的质量分率来确定相应组分的体积分率。
通过以上技术方案，结构和质量分率确定子模块101首先确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率，然后密度和沸点确定子模块102根据所述结构确定相应组分的密度和沸点，最后体积分率确定子模块103根据所述密度和所述质量分率确定相应组分的体积分率，由此给出了一种具体的计算所述馏分油的体积分率以及沸点的方法。
在一种可能的实施方式中，所述结构和质量分率确定子模块101通过以下至少一种操作来确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率：
(1)通过气相色谱分析方法得到所述结构和所述质量分率；以及
(2)通过仪器分析并结合分子组成模型得到所述结构和所述质量分率；以及
(3)通过炼油过程动力学模型计算得到所述结构和所述质量分率。
在一种可能的实施方式中，所述结构和质量分率确定子模块101还用于：
当所述馏分油中存在无法确认结构的组分时，根据以下原则处理所述无法确认结构的组分：
将所述无法确认结构的组分假定为与其物理性质最接近的且结构能够被确定的同分异构体。
在一种可能的实施方式中，所述原则还包括：
(1)对于C10～C12的烷烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为二甲基取代烷烃，沸点高于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为一甲基取代烷烃；
(2)对于C9～C10环烷烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基取代环己烷，且令甲基取代基的数目尽可能多；
(3)对于C10～C11芳烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基苯，且取代基个数最多为第二预设阈值，只允许出现第三预设阈值个数的非甲基取代；以及
(4)对于C8～C11烯烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为二甲基取代烯烃，沸点高于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为一甲基取代烯烃。
通过上述技术方案，当所述馏分油中存在无法确认结构的组分时，结构和质量分率确定子模块101根据上述原则将所述无法确认结构的组分假定为与其物理性质最接近的且结构能够被确定的同分异构体，由于所述同分异构体的物理性质与原无法确认结构的组分最为相似，这样就能够提高计算的准确性。
在一种可能的实施方式中，所述密度和沸点确定子模块102通过以下至少一种操作来确定相应组分的密度和沸点：
(1)通过在已知文献(优选化学物性手册)中查找得到所述密度和所述沸点；以及
(2)通过基团贡献法来计算所述密度和所述沸点。
在一种可能的实施方式中，所述第一关联公式建立模块20还用于：通过数学拟合方法、统计分布函数或插值方法建立所述第一关联公式。
通过以上技术方案，给出了第一关联公式建立模块20建立所述第一关联公式可以用到的数学方法，使得所建立的关联所述累计体积分率与所述沸点的关联公式能够能加精确。
在一种可能的实施方式中，所述预设第二关联公式为以下公式中的至少一种：
TD86＝a1+b1(TTTBP) (2)
其中，TD86为所述馏分油的恩氏蒸馏馏出温度，TTTBP为所述第一关联公式中的沸点，a0、b0、a1和b1为关联参数。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (16)

1.一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的方法，其特征在于，该方法包括：
确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点；
按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式，其中，所述第一关联公式的自变量是所述累计体积分率，因变量是所述沸点；
根据所述第一关联公式和预设第二关联公式，得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程，其中，所述预设第二关联公式中自变量是所述第一关联公式中的沸点，因变量是所述恩氏蒸馏馏出温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点包括：
确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率；
根据所述结构确定相应组分的密度和所述沸点；
根据所述密度和所述质量分率确定相应组分的体积分率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率包括以下至少一种操作：
(1)通过气相色谱分析方法得到所述结构和所述质量分率；以及
(2)通过仪器分析并结合分子组成模型得到所述结构和所述质量分率；以及
(3)通过炼油过程动力学模型计算得到所述结构和所述质量分率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率还包括：
当所述馏分油中存在无法确认结构的组分时，根据以下原则处理所述无法确认结构的组分：
将所述无法确认结构的组分假定为与其物理性质最接近的且结构能够被确定的同分异构体。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述原则还包括：
(1)对于C10～C12的烷烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为二甲基取代烷烃，沸点高于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为一甲基取代烷烃；
(2)对于C9～C10环烷烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基取代环己烷，且令甲基取代基的数目尽可能多；
(3)对于C10～C11芳烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基苯，且取代基个数最多为第二预设阈值，只允许出现第三预设阈值个数的非甲基取代；以及
(4)对于C8～C11烯烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为二甲基取代烯烃，沸点高于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为一甲基取代烯烃。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述结构确定相应组分的密度和所述沸点包括以下至少一种操作：
(1)通过在已知文献中查找得到所述密度和所述沸点；以及
(2)通过基团贡献法来计算所述密度和所述沸点。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式包括：
通过数学拟合方法、统计分布函数或插值方法建立所述第一关联公式。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设第二关联公式为以下公式中的至少一种：
TD86＝a1+b1(TTTBP) (2)
其中，TD86为所述馏分油的恩氏蒸馏馏出温度，TTTBP为所述第一关联公式中的沸点，a0、b0、a1和b1为关联参数。
9.一种计算馏分油恩氏蒸馏馏程的装置，其特征在于，该装置包括：
组分确定模块，用于确定所述馏分油中每个组分的体积分率和沸点；
第一关联公式建立模块，用于按照所述沸点的升序，确定与每个组分相对应的累计体积分率，并建立所述沸点与所述累计体积分率的第一关联公式，其中，所述第一关联公式的自变量是所述累计体积分率，因变量是所述沸点；
恩氏蒸馏馏程确定模块，用于根据所述第一关联公式和预设第二关联公式，得到所述馏分油的恩氏蒸馏馏程，其中，所述预设第二关联公式中自变量是所述第一关联公式中的沸点，因变量是所述恩氏蒸馏馏出温度。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述组分确定模块包括：
结构和质量分率确定子模块，用于确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率；
密度和沸点确定子模块，用于根据所述结构和质量分率确定子模块确定的结构确定相应组分的密度和沸点；
体积分率确定子模块，用于根据所述密度和沸点确定子模块确定的密度和所述结构和质量分率确定子模块确定的质量分率确定相应组分的体积分率。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述结构和质量分率确定子模块通过以下至少一种操作来确定所述馏分油中每个组分的结构和质量分率：
(1)通过气相色谱分析方法得到所述结构和所述质量分率；以及
(2)通过仪器分析并结合分子组成模型得到所述结构和所述质量分率；以及
(3)通过炼油过程动力学模型计算得到所述结构和所述质量分率。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述结构和质量分率确定子模块还用于：
当所述馏分油中存在无法确认结构的组分时，根据以下原则处理所述无法确认结构的组分：
将所述无法确认结构的组分假定为与其物理性质最接近的且结构能够被确定的同分异构体。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述原则还包括：
(1)对于C10～C12的烷烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为二甲基取代烷烃，沸点高于与其碳数对应的第一预设阈值的归并为一甲基取代烷烃；
(2)对于C9～C10环烷烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基取代环己烷，且令甲基取代基的数目尽可能多；
(3)对于C10～C11芳烃类化合物，同碳数的同分异构体都假定为烷基苯，且取代基个数最多为第二预设阈值，只允许出现第三预设阈值个数的非甲基取代；以及
(4)对于C8～C11烯烃类化合物，同碳数的同分异构体，沸点低于或等于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为二甲基取代烯烃，沸点高于与其碳数对应的第四预设阈值的归并为一甲基取代烯烃。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述密度和沸点确定子模块通过以下至少一种操作来确定相应组分的密度和沸点：
(1)通过在已知文献中查找得到所述密度和所述沸点；以及
(2)通过基团贡献法来计算所述密度和所述沸点。
15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一关联公式建立模块还用于：
通过数学拟合方法、统计分布函数或插值方法建立所述第一关联公式。
16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预设第二关联公式为以下公式中的至少一种：
TD86＝a1+b1(TTTBP) (2)
其中，TD86为所述馏分油的恩氏蒸馏馏出温度，TTTBP为所述第一关联公式中的沸点，a0、b0、a1和b1为关联参数。
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