柴油调合指标计算

油品调合指标计算第三章涉及油品调合质量指标的项目有几十个，而生产商实际需要调合的油品质量项目常见的主要是辛烷值、蒸气压、十六烷值、黏度、闪点、凝点和馏程等。在油品质量指标项目中，有些项目在调合过程中是呈加成关系的叫加成性参数。如：胶质、残炭、酸值、含硫、灰分、馏程（初馏点、干点除外）、密度等。有些项目不呈加成关系叫不可加性参数。如：黏度、闪点、辛烷值、十六烷值、初馏点、干点、凝点、饱和蒸气压等。前者计算较简单，后者计算较复杂。实际生产中，计算是必要的，尤其对计算机控制的管道自动调合及油品最佳调合控制；但对于间歇罐式调合过程，若油品调合工作做得熟练了，经验也占相当大的地位。第一篇加和性性质指标的调合计算酸度、碘值、残炭、灰分、馏程、含硫量、胶质、相对密度等为可加性质质量指标。在计算此类性质的调合比时，计算简单，可按（4-1）计算。VA=×100%(4-1)式中VA——混合油中A种油的体积含量，%；X—混合油的有关规格指标数值；XA—A种油的有关规格指标数值；XB—B种油的有关规格指标数值；VB—混合油中B种油的体积含量，%；VB=100-VAXB-XAXBX【例4-1】有一批车用汽油A，其中胶质为6mg/100ml，超过标准规定5mg/100ml,现在用一批胶质为3mg/100ml的汽油B来调整，现在要求调合后胶质为4mg/100ml，求调合比。解：调合后油品的胶质应为4mg/100ml。根据式（4-1）得VA=×100%=33.3%3-634第三篇柴油指标计算第一节凝点调合的计算一、凝点指数模型以体积混合的混合物对调合柴油的性质冷凝点的影响呈复杂的非线性关系。柴油组分混调后凝点呈非线性，因为低凝混合性质偏离了相加性规律，有关冷凝点的论文中应用了复杂的非线性关系。Hu-Burns提出了如下的冷凝点关系式（4-14）：Tb1/X=（4-14）式中x——是一个常数，其值为0.08；Vi——调合油品中第i组分的体积分数；Ti——调合油品中第i组分的冷凝点，℃；T——调合油品的冷凝点，℃；n——混合成调合油品的组分数。P.B.Semwal把62种调合油的冷凝点据季节的温度变化分成了四组，用Newton-Raphson相互作用关系修正Hu-Burms方程，修正的冷凝点方程分为四个，每个各自适应的冷凝点范围。修正的冷凝点方程式如下：ni1ViTi1/xTb1/0.073=ViTi1/0.073（凝点范围：9-51℃）（4-15a）Tb1/0.079=ViTi1/0.079（凝点范围：-12-21℃）（4-15b）Tb1/0.186=ViTi1/0.186（凝点范围：-21-6℃）（4-15c）Tb1/0.0793=ViTi1/0.0793（凝点范围：-21-51℃）（4-15d）研究表明，用Newton-Raphson相互关系修正的冷凝点方程比Hu-Burms方程精确。用方程式（4-15）计算相应于夏季、常温、冬季的三组调合物的冷凝点，平均误差分别为1.35℃、1.36℃、1.43℃，低于相应的由Hu-Burms方程和用其他方法所测得的数值的误差。1.凝点换算因子法由于柴油调合的冷凝点与重量之间呈现非线性关系，因此，用线性规划建模时，首先要将冷凝点变成与重量具有线性关系的数值，可以用如下计算式（4-16）。当凝点（SP）≤11℃时,由下式表示SP=9.4656T3-57.0821T2+129.075T-99.2741（4-16a）当凝点（SP）＞11℃时,由下式表示SP=-0.0105T3-0.864T2+13.811T-16.2033（4-16b）式中T为凝点换算因子可以从表4-7中查得，以上二公式是由凝点换算因子T求凝点（SP）。如由凝点SP求凝点换算因子T则需要解方程，也可以从表4-7中查得。这样在柴油调合时，虽然冷凝点与重量之间不具线性关系，但凝点换算因子T与重量之间具有线性关系，由此可以建议具有线性关系的冷凝点数学模型（4-17）。TiCi=ATA（4-17）式中Ci——调合时所用的各个组分量（i=1,2,…,m）;Ti——各个组分的换算因子；A——调合后的产品量；TA——所得产品的换算因子。mi1表4-8柴油凝点与换算因子对应表凝点/℃0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5-500.48910.49270.49590.49890.50170.50460.50770.51120.51520.52-450.52720.5350.54320.55160.560.56680.57340.580.58650.5932-400.60000.60770.61560.62390.63230.64110.650.65970.66950.6793-350.68890.69820.70620.71370.72080.72770.7340.74140.74860.7559-300.76320.77070.77840.78680.79540.80410.81280.82150.830.8369-250.84370.85080.85840.86650.87680.88860.90110.9140.9270.64-200.95120.96230.97330.98480.99551.00741.021.03261.04521.0577-151.07001.08031.09051.10081.11151.12281.13581.15071.16651.1828-101.19951.21661.23241.24811.26431.28111.29891.31851.34041.3633-5.01.38681.41091.43511.45861.48181.5051.52821.55141.57441.59620.01.61841.64121.66491.68971.71761.74811.77951.81151.8441.87595.01.90511.93451.96431.9952.02692.06142.09822.13652.17632.217710.02.26002.30442.34992.39632.44342.79122.53812.58382.63042.678415.02.72812.782.83822.89882.96123.02523.09043.15553.21983.28520.03.3513.1483.48623.55643.62793.70063.77453.84943.92483.999325.01.07534.15314.23334.3164.40144.48994.58274.68034.78334.892330.05.0079由于原油的性质不同，加工方法和调合比例也各有差异，在实际应用中发现，此方法还存在一定的误差。因此，需要针对本单位实际情况对换算因子作相应的修正。李为民等人用人工神经网络的方法对柴油调合的凝点、冷滤点建模，凝点偏差小于2℃的预报准确率达到95%。凝点偏差小于1℃的预报准确率为50%；冷滤点偏差小于1℃的预报准确率为60%。凝点误差平均为0.98℃；冷滤点误差平均为0.90℃，均优于以上统计回归数学模型的预测能力。但是用神经网络模型进行调合优化计算时，计算比较困难，可以采用遗传算法进行优化。第二节冷滤点的计算早期的冷滤点方程的形式如式（4-18）。T01/y=VIATi1/y（4-18）式中：参数A和y为估计值。后来用来自于BH原油和由VGO馏分混合成的17种调合物的数据，重新拟合上述的冷滤点方程，所得新的冷滤点方程式（4-19）如下：ni1(4-19)式中-----调合柴油中第组分的体积分数；-----调合柴油中第组分的冷滤点，℃；------调合油品的冷滤点，℃；------调合油品的组分数。该方程预测的17组调合物冷滤点的平均误差为2.36℃，测量值与预测值间的相关系数R为0.938，预测误差在3℃以内的点占74%。第三节柴油闪点的调合当两组分的馏程接近时，其闪点可用重量法公式（4-20）近似计算：(4-20)式中-----调合油的闪点；℃；A、B-----混合油中的a、b两组分的体积分数；ta、tb-----混合油中的a、b两组分油的闪点，、且＞，℃f----系数，由表4-8查出。表4-9柴油闪点调合系数表ABfABfABf5953.3406021.7752530.010906.5455523.9802029.215859.2505025.9851526.0208011.9554527.6901021.0257514.5604029.295512.0307017.0653530.0356519.4703030.3多组分的调合可由下列计算式（4-21）求出++…+(4-21)式中t----调合油的闪点，℃；t1，t2，…,tn------组分油1，2，…,n的闪点，℃；V1，V2，…，Vn-----组分油1，2，…，n的体积分数。上述公式适用于闪点在30～150℃范围，计算结果与实测值绝对误差不超过2℃。第四节十六烷指数的调合计算一、公式一十六烷指数CI按下式计算：（本公式适用于计算直馏馏分、催化裂化馏分以及这两者混合燃料的十六烷指数。）CI=431.29-1586.88ρ20+730.97（ρ20）2+12.392（ρ20）3+0.0515（ρ20）4-0.554B+97.803（lgB）2式中：ρ20—用GB1884和GB1885测定试样在20℃时的密度，g/cm3；B—用GB6536测定试样的中沸点，即50%回收温度，℃。注：a.不用于加有十六烷值改进剂的燃料；b.不适用于纯烃、合成燃料、烷基化物、焦化产品以及从页岩油和油砂中衍生出的馏分燃料；c.如果用于原油、残渣油以及终馏点在260℃以下的挥发性产品时，其相关性基本上不准确。二、公式二本公式适用于石油中间馏分燃料及含有来源于油砂和油页岩的非石油馏分的燃料；不适用于含十六烷值改进剂的燃料，也不适用于纯烃以及由煤生产的馏分燃料。本标准对燃料性质的推荐适用范围如下：燃料性质推荐范围十六烷值32.5～56.5密度（15℃）,kg/m3805.0～895.010%回收温度，℃171～25950%回收温度，℃212～30890%回收温度，℃251～363计算试样十六烷指数CI公式如下：CI=45.2+0.0892T10N+（0.131+0.901B）T50N+（0.0523-0.42B）T90N+0.00049（T210N-T290N）+107B+60B2，式中：T10N=T10-215；T10—试样的10%回收温度，℃T50N=T50-260；T50—试样的50%回收温度，℃T90N=T90-310；T90—试样的90%回收温度，℃B=【exp（-0.0035DN）】-1；DN=D-850；D—试样的15℃密度，kg/m3。