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文檔簡介
第三講石油餾分的特性參數(shù)和組成預測2009年3月18日特性參數(shù)與組成預測石油是復雜的烴類混合物蒸餾是改變組成數(shù)量、不改變結(jié)構的物理分離過程其它二次加工過程均是改變組成和結(jié)構的過程組成的變化預示性質(zhì)的改變<200oC汽油或低沸餾分180~350oC煤油、柴油餾分或中間餾分350~500oC減壓或高沸餾分潤滑油原料或裂化原料>500oC減壓渣油特性參數(shù)與組成預測
350~360oC餾分的物理性質(zhì)物性大慶勝利大港孤島200.83420.84860.87630.9172M286.6288.8259.0283.8nD201.46631.47431.48821.5113100(mm2/s)2.332.73 2.663.25K>12.612.112.111.8
不同原油即使相同沸程的餾分油,由于化學組成差別,其物性也會有顯著不同。因而表征石油餾分特性僅用沸點和密度是不夠的。特性參數(shù)與組成預測幾種表征石油餾分特性的參數(shù)
一、石油餾分的特性參數(shù)1、平均沸點
tm
—
實分子平均沸點;tme—中平均沸點
恩氏蒸餾特性參數(shù)與組成預測tw=tv+1tu=tv-2tcu=tv-3tme=tv-4特性參數(shù)與組成預測2、平均分子質(zhì)量石油餾分的平均分子質(zhì)量預測方法很多,舉主要幾例:圖表法:(1)Winn圖,tme,K,C/H,tAP(苯胺點)用任何二個值,求M(2)重餾分油98.9,37.8求得分子量(3)tme,,K,HV任二個求分子量關聯(lián)式:Winn圖關聯(lián)式特性參數(shù)與組成預測3、特性因數(shù)K(CharacterizationFactor(ofWatson)從烴類物性數(shù)據(jù)可見,不同烴類的密度、沸點不同,兩者結(jié)合可得到表征其結(jié)構特性的參數(shù),并稱之為特性因數(shù)K。Tb原為Tm,后為TCU,現(xiàn)為Tme(單位,K)估算:1)計算式2)查圖表Winn圖等
特性參數(shù)與組成預測4、相關系數(shù)CI---CorrelationIndex
與K類似,由T、d表征石油餾分的烴類組成特征:隨油品石蠟性提高,CI下降
烷烴0~12環(huán)烷烴24~52芳香烴55~100特性參數(shù)與組成預測
5、粘重常數(shù)ViscosityGravityConstantVGC或粘重函數(shù)ViscosityGravityFactionVGF1928年HillandCoats提出
可貴之處是VGC有可加性。用于潤滑油餾分反映其粘溫性質(zhì)及烴類分布。石蠟基原油潤滑油VGC<0.82中間基原油潤滑油VGC:0.82~0.85環(huán)烷基原油潤滑油VGC>0.85特性參數(shù)與組成預測與K規(guī)律相反,K:芳烴<環(huán)烷烴<烷烴VGC:芳烴<環(huán)烷烴<烷烴可見,石蠟性提高,K增大,CI下降,VGC下降。根據(jù)100單位或測定方法不同,VGC有不同計算式。用100oF和210oF的SSV(SayboltUniversalViscosity)秒表示粘度,則用下式計算:特性參數(shù)與組成預測因VGC與石油餾分化學組成有關,因此已用于估算石油餾分的P、N、A組成。對于M>200的用VGCM>200的用VGF式中100F
210F為100F和210F的運動粘度m2/S特性參數(shù)與組成預測6、交折點RI(Refractivityintercept)1936KurtzorWard不同族烴類的RI值不同,所以RI可作推算石油烴組成的特性參數(shù)。烷烴RI:1.048~1.05環(huán)烷烴RI:1.03~1.046芳烴RI:1.07~1.105特性參數(shù)與組成預測7、Huang特性因數(shù)I1977烷烴I=0.267~0.273環(huán)烷烴I=0.278~0.308芳烴I=0.298~0.362適用范圍:M:70~56720:0.62~1.07Tb:97~928K折光nD20:1.35~1.63M<200:偏差1%;M>200:1.1%特性參數(shù)與組成預測特征參數(shù)ParaffinsNaphtheneAromatics特點特性因數(shù)K13.1~13.510.5~13.29.5~12.5ANP相關指數(shù)CI0~1224~5255~100PNA分開粘重常數(shù)VGC0.74~0.750.89~0.940.95~1.13可加性\分開值小交折點RI1.048~1.051.03~1.0461.07~1.105分開、差小Huang特性因數(shù)I0.267~0.2730.278~0.3080.298~0.362PN分開NA重疊5種反映石油餾分烴組成特性參數(shù)的范圍
特性參數(shù)與組成預測二、石油餾分化學組成的預測方法
1、n-d-M法預測Cp,CN,CA
特性參數(shù)與組成預測1951年VanNesandVanWesten提出方法優(yōu)點:1)有一定實驗基礎,準確確定不含烯烴石油餾分碳和環(huán)的分布2)所需參數(shù)n、d、M較易測得3)使用方便,可計算亦可查圖4)可適用于純烴和不同基屬原油
不足:1)必須假定所有環(huán)(芳烴、環(huán)烷烴)均為六員環(huán)2)必須假定所有環(huán)均呈渺位縮合3)使用范圍限于不含烯的M>200的石油餾分特性參數(shù)與組成預測特性參數(shù)與組成預測
2、
RI、VGC預測石油烴組成1980年RiaziandDaubert提出計算石油餾分烴組成:
XP=a+bRI+cVGCXN=d+eRI+fVGCXA=g+hRI+IVGC其中,a,b……I為系數(shù),XP、XN、XA為摩爾分率。當M:200~500時,式中用VGC計算.M<200式中用VGF計算需要相對密度和粘度等數(shù)據(jù)。特性參數(shù)與組成預測優(yōu)點:具備必要數(shù)據(jù)時(密度和粘度),可方便地得到石油餾分烴組成的摩爾分率。問題:此方法的基礎為42個輕餾分和16個重餾分,實驗數(shù)據(jù)少,經(jīng)考察有下列特點:
1)適用范圍較窄2)需要輕餾分的粘度值
特性參數(shù)與組成預測系數(shù)輕餾分重餾分分子量范圍80~200200~500a-23.94-9.00b+24.21+12.53c-1.092-4.228d+41.14+18.66e-39.43-19.90f+0.627+2.973g-16.2-8.66h+15.22+7.37i+0.465+1.255特性參數(shù)與組成預測M<200輕餾分
M>200重餾分
P%=-1335.9+1445.9RI-131.34VGF①P%=257.37+101.33RI-357.3VGC④nN%=2398.2-2333.3RI+81.52VGF②N%=246.4-267.01RI+196.3VGC⑤A%=100-(P%+N%)③A%=100-(P%+N%)③VGF,VGC,RI同前,當無粘度數(shù)據(jù)時無法計算VGF、VGC,則用以下一組最佳關聯(lián)
P%=257-287S+2.876CH⑥C/HMnP%=198.42-27.72RI-15.64CH⑩C/Hn
N%=52.641-0.7494(P%)-2.181m⑦N%=59.77-76.17RI+6.805CH(11)A%=100-(P%+N%)③A%=100-(P%+N%)③特性參數(shù)與組成預測M<200輕餾分
M>200重餾分
orP%=373.87-408.29S+1.4772m⑧
MnP%=193.82+0.7485m-19.966CH(12)C/HMn
N%=-150.27+210.15S-2.388m⑨
N%=-42.26-0.777m+10.7625CH(13)A%=100-(P%+N%)③
A%=100-(P%+N%)③
上各式可得總芳烴含量,對煤液可細分為:MA%(單芳)+PA%(雙和縮芳)
MA%=-6282.45+5990.816RI-2.4835m(14)Mn因無實測組成數(shù)據(jù),無關聯(lián)式PA%=1188.17-1122.13RI+2.3745m(15)A%=100-(P%+N%)③
注意:當無以上實測參數(shù)時,可按以下以Tb,S為函數(shù)的關聯(lián)式估算(基于純烴和石油餾分)M=70~300(至柴油)Tb=80~650F(27~343C)計算式(17~21)
M=300~600(減壓餾分油)Tb=650~1000F(343~538C)計算式(22~25)
特性參數(shù)與組成預測特性參數(shù)與組成預測特性參數(shù)與組成預測方法評述:1、n-d-M法僅可用于分子量大于200。P%>25%,準確性與10、11、3(C/H、RI)類似。2、無粘度數(shù)據(jù)時:以式6~9,3計算M<200的輕餾分,需C/H,M,n,
以10~13、3計算重餾分,需C/H,n,或C/H,M,n3、當有粘度、n,數(shù)據(jù)時:以式1~3和4、5、3估算無烯石油餾分的P、N、A最佳。方法評述:4、對于高芳烴餾分或煤液,為較好預測熱力學性質(zhì),用假組分法確定芳烴的類型是必要的,可用式14~16確定MA%、PA%。5、
計算中,如P、N、A、MA、PA出現(xiàn)<0,則取為0。6、注意式3比式16更準確。特性參數(shù)與組成預測課程討論1:汽油組成與其使用性能的關系?話題1——汽油烴族組成(PONA)與燃燒性能?話題2——汽油烴族組成與安定性?話題3——汽油中硫化合物的存在形態(tài)?
汽油脫硫的方法與優(yōu)缺點?(作業(yè)2)話題4——提高汽油性能的加工技術?特性參數(shù)與組成預測汽油組成變化對排放有害物的影響
COHCNOOzoneToxics*芳香烴45%20%-13%-6%==-=++烯烴20%5%=+6%-6%-10%=-==MTBE0%15%-11%-5%====+=T90182138℃=-22%+5%-10%----*苯、丁二烯、甲醛、乙醛注:=不變-減少+增加特性參數(shù)與組成預測生產(chǎn)新配方汽油時,選擇工藝的影響因素歸納如下:工藝選項蒸汽壓芳香烴苯烯烴硫T90氧辛烷值減少丁烷
=====無—加MTBE=+++++
+增加烷基化+++++=無+除去苯前身物=+
===無=減重整油量+
+—=
無—催化汽油加氫===
=無—FCC進料加氫脫硫====+
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