石油产品调和 精品.docx
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石油产品调和精品
产品调和
汽油辛烷值调和
调和汽油的研究法和马达法辛烷值可由下式来估计:
1
R=R0+C1×(R2-R1×Jx)+C2×(O1-O2)+C3(A1-A2)(11—1)
这里:
R=调和油的研究法辛烷值;
R0=每个调和组分的研究法辛烷值;
R1=体积平均辛烷值;
R2=R0和J的产品体积平均辛烷值;
Jx=体积平均敏感度;
O1=烯烃含量平方的体积平均值;
O2=烯烃含量体积平均值的平方;
A1=芳烃含量平方的体积平均值;
A2=芳烃含量体积平均值的平方。
M=M0+D1(M2-M1×JX)+D2(O2-O1)+D3[(A1-A2)/100]2(11—2)
这里
M=调和油的马达法辛烷值;
M0=每个调和组分的马达法辛烷值;
M1=体积平均马达法辛烷值;
M2=M0和J的产品体积平均马达法辛烷值。
这二个方程代表了汽油的线性调和,其中的三个相加的修正项修正在汽油调和中存在的调和偏差。
第一项(敏感度函数)用来校正由于各组分辛烷值测定时压缩比与调和油辛烷值测定时不同而引起的偏差。
第二(烯烃含量函数)和第三项(芳烃含量的函数)校正调和组分相互化学作用的影响。
以下是汽油辛烷值调和所用的系数。
RON方程的系数是
C1=0.04307
C2=0.00061
C3=-0.00046
MON方程系数是
D1=0.04450
D2=0.0081
D3=-0.00645
这些系数是通过实验室汽油调和的实际RON和MON数据回归分析得到。
例11-1
在假设各调和组分的RON、MON、芳烃和烯烃含量都可得到的条件下,调和汽油RON和MON的测定借助于电子表格程序来进行。
有关汽油调和组分性能的样本数据如各组分的RON、MON、芳烃和烯烃含量和由方程(11-1)和(11-2)计算所得的调和油的RON和MON值分别列于表11-1和11-2中。
采用相互作用系数法调和汽油2
在特定的炼厂里,汽油调和组分的最大量及其性质是已知的,使用各种调和物料的性质和二元调和相互作用系数,就可以建立一个精确的调和电子表格程序。
唯一的所需要的实验室附加工
表11-1
研究法辛烷值的调和
组分
烯烃
芳烃
灵敏度
体积的
VOL%
RON,R
MON
VOL%
OLEF2
VOL%
AROM2
J
R×J
R×J
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
轻直馏汽油
0.000
55.2
55.0
0.10
0.01
3.50
12.25
0.20
11.04
0.00
重整汽油90
0.200
90.7
82.5
0.70
0.49
43.00
1849.00
8.20
743.74
148.75
重整汽油95
0.000
95.0
85.2
3.00
9.00
47.30
2237.29
9.80
931.00
0.00
重整汽油97
0.000
97.2
7.1
0.60
0.36
52.90
2798.41
10.10
981.72
0.00
轻裂化汽油
0.410
91.5
79.0
44.60
1989.16
6.60
43.56
12.50
1143.75
468.94
中裂化汽油
0.140
84.0
75.9
39.00
1521.00
13.30
176.89
8.10
680.40
95.26
VBU汽油
0.060
63.4
59.8
26.80
718.24
6.50
42.25
3.60
228.24
13.69
叠合汽油
0.150
97.5
82.9
94.10
8854.81
0.70
0.49
14.60
1423.50
213.53
丁烷
0.040
93.0
91.0
0.00
0.00
0.00
0.00
2.00
186.00
7.44
MTBE
0.000
110.0
101.0
0.00
0.00
0.00
0.00
9.00
990.00
0.00
体积平均
1.000
89.56
79.18
1568.87
2399.91
186.68
415.03
10.39
947.60
注:
调和油MON=90.72
列于括号中的数字表示
2=调和组分的RON.
3=调和组分的MON.
5=烯烃含量的平方(4).
7=芳烃含量的平方(6).
8=组分的敏感度(RON-MON).
9=8列×2列(原文8列×1列).
10=9列×1列.
表11-2马达法辛烷值的调和
组分
烯烃
芳烃
灵敏度
公制体积
V%
RON
MON,M
V%
OLEF2
V%
AROM2
J
R*J
R*J
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
轻直馏汽油
0.000
55.2
55.0
0.10
0.01
3.50
12.25
0.20
11.04
0.00
重整汽油90
0.200
90.7
82.5
0.70
0.49
43.00
1849.00
8.20
743.74
148.75
重整汽油95
0.000
95.0
85.2
3.00
9.00
47.30
2237.29
9.80
931.00
0.00
重整汽油97
0.000
97.2
87.1
0.60
0.36
52.90
2798.41
10.10
981.72
0.00
轻裂化汽油
0.410
91.5
79.0
44.60
1989.16
6.60
43.56
12.50
1143.75
468.94
中裂化汽油
0.140
84.0
75.9
39.00
1521.00
13.30
176.89
8.10
680.40
95.26
VBU汽油
0.060
63.4
59.8
26.80
718.24
6.50
42.25
3.60
228.24
13.69
叠合汽油
0.150
97.5
82.9
94.10
8854.81
0.70
0.49
14.60
1423.50
213.53
丁烷
0.040
93.0
91.0
0.00
0.00
0.00
0.00
2.00
186.00
7.44
MTBE
0.000
110.0
101.0
0.00
0.00
0.00
0.00
9.00
990.00
0.00
体积平均
1.000
89.56
79.18
1568.87
2399.91
186.68
415.03
10.39
947.60
注:
调和油MON=80.07
括号中的数字表示
2=调和组分的RON。
3=调和组分的MON。
5=烯烃含量的平方(4)。
7=芳烃含量的平方(6)。
8=组分的灵敏度(RON-MON)。
9=8列×3列。
10=9列×1列。
作是测定各组分的性质:
一定数量调和组分的RON、MON和所有可能二元调和油的ASTM蒸馏。
所有二元调和相互作用系数都测定,使用该模型可以准确的预测由这些组分所调和的汽油的性质。
调和算法
汽油调和数据的研究显示,汽油非线性调和行为可用一种下列形式的方程来描述:
PCALC=PVOL+I(1,2)×X1×X2+I(1,3)×X1×X3+…+I(8,9)×X8×X9(11-3)
这里
PCALC=计算的性质;
PVOL=体积加权平均性质;
I(1,2)…I(8,9)=组分相互作用系数;
X1…X9=各组分的体积分数。
二元调和的相互作用系数由下式计算:
I(A,B)=(PACTUAL-PVOL)\(VA×VB)(11-4)
此处
I(A,B)=组分A和B的相互作用系数;
PACTUAL=调和油性质,在实验室中测定;
PVOL=调和油体积加权平均性质;
VA,VB=组分A和B的体积分数。
在此模型中,考虑了调和相互作用系数的概念,且开发了预测多组分调和油辛烷值和挥发度的电子表格模型。
例11-2
下面是适用于多组分调和的相互作用系数法电子表格的示例。
我们要确定下列组分调和油的RON、MON和ASTM蒸馏:
FCC轻石脑油(LCN)
FCC中间石脑油(MCN)
轻直馏馏分(LSR)
叠合汽油(POLY)
重整95RON(REF95)
重整97RON(REF97)
在实验室中测定每个调和组分和所有可能的二元调和油的以下性质:
RON、MON和ASTM蒸馏;在150℉、195℉、250℉和375℉时的汽化百分数。
二元调和组分的数量决定可能存在的二元调和油的多少。
因此,六组分调和可能存在15种二元调和油。
在实验室中制备这15种二元调和油并且测定他们的性质用来计算每组二元调和油的相互作用系数。
一旦知道了二元相互作用系数,任何调和组成的性质都可以借助于调和方程来测定。
使用电子表格程序可以加快计算速度。
在表11-3至11-6中列出了纯组分的性质和所有二元调和油相互作用系数。
为计算调和油的性质(RON、MON、蒸馏),将调和油的组成编在表11-6中,而调和油的性质列于表11-7中。
表11-3调和组分性质
组分
轻催化裂化汽油
中催化裂化汽油
轻直馏汽油
叠合
汽油
97号重整
汽油
丁烷
密度
0.70
0.75
0.68
0.73
0.79
VAP.压力
psia
9.1
2.6
9.7
9.1
6.7
0.57
ASTM蒸馏
65.3
蒸发V%
IBP
℃
37.0
53.0
36.0
33.0
38.0
0.0
@60℃
24.5
0.0
31.0
8.0
8.0
100.0
@65℃
32.5
0.5
41.0
10.0
11.0
100.0
@80℃
51.0
4.0
66.0
14.5
18.5
100.0
@120℃
88.0
55.0
100.0
50.0
40.0
100.0
@190℃
100.0
100.0
100.0
91.5
98.5
100.0
FBP,℃
158.0
153.0
117.0
230.0
191.0
0.0
FIA分析
饱和烃
V%
48.8
47.7
96.4
5.2
46.5
0.0
烯烃
V%
44.6
39.0
0.1
94.1
0.6
0.0
芳烃
V%
6.6
13.3
3.5
0.7
52.9
0.0
硫
%W/W
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
辛烷值
RON
89.6
84.0
55.2
97.5
97.2
87.1
MON
78.5
75.9
55.0
82.9
87.1
87.0
表11-4
二元调和的性质和相互作用参数
组分对
LCN
LCN
LCN
LCN
LCN
MCN
MCN
MCN
MCN
LSR
LSR
LSR
POLY
POLY
REF97
MCN
LSR
POLY
REF97
丁烷
LSR
POLY
REF97
丁烷
POLY
REF97
丁烷
REF97
丁烷
丁烷
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
组分A,V%
0.5
0.5
0.5
0.5
0.8
0.5
0.5
0.5
0.7
0.5
0.5
0.8
0.5
0.8
0.75
组分B,V%
0.5
0.5
0.5
0.5
0.2
0.5
0.5
0.5
0.3
0.5
0.5
0.2
0.5
0.2
0.25
蒸汽压,bar
6.0
9.61
9.15
7.9
22.01
6.67
5.89
4.96
24.80
9.92
8.68
22.48
8.06
22.94
23.87
ASTM蒸馏
蒸出V%
@60℃
6.0
29.0
15.0
14.5
44.5
7.5
2.5
3.0
32.5
16.0
17.0
49.5
8.0
28.0
36.0
@65℃
10.0
37.0
20.0
19.5
48.5
13.0
3.5
4.5
34.0
20.0
23.0
54.5
10.0
29.0
37.5
@80℃
27.0
58.5
32.0
32.5
61.0
32.0
8.5
11.5
37.5
35.0
38.0
72.5
16.0
32.5
41.5
@120℃
73.0
94.0
72.0
63.5
90.0
78.0
52.0
46.0
67.5
75.5
70.0
100.0
44.5
60.5
55.5
@190℃
100.0
100.0
96.5
100.0
100.0
100.0
95.5
100.0
100.0
95.0
100.0
100.0
95.5
93.0
100.0
RON
88.0
75.6
95.0
93.4
94.0
72.0
95.4
91.7
91.0
85.8
80.2
65.0
97.8
92.8
96.8
@0.40TEL
94.7
86.7
99.1
98.9
98.4
83.2
98.1
96.9
96.3
92.8
88.3
78.2
101.6
100.8
102.1
@0.84TEL
96.8
90.4
100.5
100.2
100.0
87.6
99.3
98.4
98.0
95.2
91.4
83.6
102.7
103.5
104.5
MON
81.2
71.5
83.1
83.8
83.1
67.5
82.8
84.0
82.3
76.8
75.2
64.8
85.7
85.0
86.6
@0.40TEL
84.0
80.5
85.6
87.8
87.3
78.4
85.4
87.0
87.1
83.0
82.8
77.2
88.5
87.2
94.1
@0.84TEL
85.2
83.4
86.1
89.0
88.8
82.3
86.1
88.1
89.2
85.2
85.8
82.3
89.4
88.0
97.0
系数
蒸汽压,pisa
1.400
0.840
0.200
0.000
10.483
2.080
0.160
1.240
16.143
2.080
1.920
10.375
0.640
16.250
13.440
ASTM蒸馏
馏出V%
@60℃
-25.000
5.000
-5.000
-7.000
30.625
-32.000
-6.000
-4.000
11.905
-14.000
-10.000
29.375
0.000
10.000
26.667
@65℃
-26.000
1.000
-5.000
-9.000
15.625
-31.000
-7.000
-5.000
17.381
-22.000
-12.000
10.625
-2.000
6.250
22.667
@80℃
-2.000
0.000
-3.000
-9.000
1.250
-12.000
-3.000
1.000
22.381
-21.000
-17.000
-1.875
-2.000
5.625
14.000
@120℃
6.000
0.000
12.000
-2.000
-2.500
2.000
-2.000
-6.000
-4.762
2.000
0.000
0.000
-2.000
3.125
2.667
@190℃
0.000
0.000
3.000
3.000
0.000
0.000
-1.000
3.000
0.000
-3.000
3.000
0.000
2.000
-16.375
11.333
MON
16.000
19.000
9.600
4.000
18.12
8.20
13.600
10.000
14.619
31.400
16.600
21.250
2.800
8.000
-2.533
注:
列数在括号里。
表11-5
权重系数
组分对
LCN
LCN
LCN
LCN
LCN
MCN
MCN
MCN
MCN
LSR
LSR
LSR
POLY
POLY
REF97
总相互作用参数
体积平均性质
计算的特性
MCN
LSR
POLY
REF97
丁烷
LSR
POLY
REF97
丁烷
POLY
REF97
丁烷
REF97
丁烷
丁烷
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
蒸汽压
0.0420
0.0126
0.0072
0.0000
0.0939
0.0104
0.0019
0.0496
0.0484
0.0125
0.0384
0.0156
0.0307
0.0585
0.0484
0.04701
9.206
9.6761
ASTM
60℃
-0.7500
0.0750
-0.1800
-0.8400
0.2756
-0.1600
-0.0720
-0.1600
0.0357
-0.0840
-0.2000
0.0441
0.0000
0.0585
0.3200
-1.6596
16.06
14.4004
65°
-0.7800
0.0150
-0.1800
-1.0800
0.1406
-0.1550
-.0.840
-0.2000
0.0521
-0.132
-0.2400
0.0159
-0.0960
0.0360
0.2720
-2.4282
20.45
18.0212
80°
-0.0600
0.0000
-0.1080
-1.0800
0.0112
-0.0600
-0.0360
0.0400
0.0671
-0.1260
-0.3400
-0.0028
-0.0960
0.0225
0.1680
-1.6022
31.14
29.5378
120°
0.1800
0.0000
0.4320
-0.2400
-0.0225
0.0100
-0.0240
-0.2400
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0.0120
0.0000
0.0000
-0.0960
0.0203
0.0320
0.0405
61.9
61.9405
190°
0.0000
0.0000
0.1080
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0.0000
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0.0000
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0.0000
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RON
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0.0000
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91.233
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MON
0.4800
0.2850
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0.4800
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0.0288
-0.0304
3.0869
81.228
84.3749
ASTM蒸馏调和
有两种方法可用于估算调和油的ASTM蒸馏,分别是:
Edmister`s法和经验关联法。
Edmister`s法
运用Edmister`s相关法可将ASTM蒸馏转换为实沸点(TBP)蒸馏。
在一定温度下各组分体积贡献之和除以总体积,然后用温度于体积百分数作蒸馏曲线图就可以简单的确定调和油的实沸点蒸馏。
反向使用Edmister`s相关法可以将实沸点蒸馏对温度的图再转换为ASTM蒸馏,
这种计算方法不太准确,调和油会有8-10℃的偏差。
这种误差是由Edmister`s相关法的不适合引起的,特别是在由ASTM蒸馏转换为实沸点蒸馏时更是如此。
图解求和法
这里讲述一种由调和组分的ASTM蒸馏温度和调和油的组成来估算调和油的ASTM蒸馏的经验方法。
该方法可用于以下计算:
估计初馏点(IBP)、10%、20-90%点和ASTM蒸馏的干点。
测定调和油的ASTMIBP、10%、20-90%点
此方法适用于调和组分的ASTM初馏点高于85℉和ASTM干点低于700℉的调和油。
因为可以看到,通过调和油的ASTM蒸馏点可以画出一条线性求和线。
该直线的斜率就是各调和组分对应于其与ASTM蒸馏曲线的截距比例的总和。
对实沸点蒸馏,求和线平行于ASTM蒸馏曲线上体积百分比所在的轴。
由于ASTM蒸馏分馏效果较差,ASTM求和线是倾斜的,并且倾斜随着干点而变化。
ASTM10-90%点
以温度为纵轴,蒸出体积百分数为横轴,画出每种调和组分的ASTM蒸馏曲线。
所有组分以同一标准蒸馏;也就是说,或者是蒸出百分数或者是回收百分数。
假设一个温度,知道在此温度下调和油的蒸出比例,在曲线
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