一种用于预测汽油辛烷值的方法技术

本发明专利技术实施例提供一种用于预测汽油辛烷值的方法，属于石油化工领域。所述方法包括：根据所述汽油内各组分及活性核转化率计算模型，计算活性核转化率；以及根据所述活性核转化率以及辛烷值计算模型，计算所述汽油辛烷值。该方案借助研究烃类在气缸中的燃烧化学模型，分解燃烧过程，提出了体系中活性核转化率决定辛烷值大小的猜想，并以此为基础来计算辛烷值，从而可考虑到汽油中各调合组分调合过程中非线性调合效应可能对汽油辛烷值造成的贡献或者损失，使得汽油辛烷值的预测更为精确。

A Method for Predicting the Octane Number of Gasoline

【技术实现步骤摘要】
一种用于预测汽油辛烷值的方法
本专利技术涉及石油化工领域，具体地涉及一种用于预测汽油辛烷值的方法。
技术介绍
汽油由多种组分调合而成，本申请专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，无论这里的调合组分是指纯烃化合物还是某种组分油，调合过程中辛烷值都会呈现较明显的非线性规律。可以说，汽油辛烷值不仅与汽油中各调合组分自身的辛烷值有关，也与调合过程中各组分调合特性有关。近年来，在油品升级过程中，更多强调的是高辛烷值组分的添加比例，而相对忽视了调合过程中非线性调合效应可能对汽油辛烷值造成的贡献或者损失。而基于详细组成的辛烷值预测模型旨在解决这一难题，在分子水平上对汽油辛烷值进行认识的同时，达到辛烷值较高精度预测的目标。而这一模型建立的核心则是汽油组成-辛烷值数学表达关系的建立。目前国内外一些研究机构给出了少量辛烷值与汽油组成数学关系的猜想，然而这些模型多由实验规律做出的假设推论而来，欠缺对辛烷值调合过程的深入认识及理论研究，受限于实验方法的基础，所得模型也有预测精度及适用范围方面的不足。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种用于预测汽油辛烷值的方法，其可改善汽油辛烷值的预测精度。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种用于预测汽油辛烷值的方法，该方法包括：根据所述汽油内各组分及活性核转化率计算模型，计算活性核转化率；以及根据所述活性核转化率以及辛烷值计算模型，计算所述汽油辛烷值。可选的，在根据所述活性核转化率以及辛烷值计算模型计算所述汽油辛烷值该之前，该方法还包括：根据所述汽油内各组分的相互作用关系及活性转化率校正模型，对所述活性核转化率进行校正。另一方面，本专利技术提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请上述预测汽油辛烷值的方法。辛烷值是正庚烷和异辛烷的量进行参比的、反应汽油抗爆震能力的指标。本案专利技术人认识：1)辛烷值是一个相对概念；2)辛烷值不止与汽油组成有关，还和燃烧过程中的反应化学相关，这是造成调合过程中辛烷值非线性的原因。本专利技术提供了一种汽油组成与辛烷值数学关系表达式的建立方法：借助研究烃类在气缸中的燃烧化学模型，分解燃烧过程，提出了体系中活性核转化率决定辛烷值大小的猜想，并以此为基础来计算辛烷值，从而可考虑到汽油中各调合组分调合过程中非线性调合效应可能对汽油辛烷值造成的贡献或者损失，使得汽油辛烷值的预测更为精确。本专利技术实施例的其它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专利技术实施例的进一步理解，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专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：图1为本专利技术一实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法的流程图；图2为本专利技术另一实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法的流程图；图3为根据本专利技术第一实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法进行辛烷值预测的效果图；图4为根据本专利技术第二实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法进行辛烷值预测的效果图；图5为根据本专利技术第三实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法进行辛烷值预测的效果图；图6A及图6B为根据本专利技术第四实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法进行辛烷值预测的效果图；图7A及图7B为根据本专利技术第五实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法进行辛烷值预测的效果图；图8为根据本专利技术第六实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法进行辛烷值预测的效果图；以及图9为根据本专利技术第七实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法进行辛烷值预测的效果图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例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专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。图1为本专利技术一实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法的流程图。如图1所示，本专利技术一实施例提供了用于预测汽油辛烷值的方法，该方法包括：根据所述汽油内各组分及活性核转化率计算模型，计算活性核转化率；以及根据所述活性核转化率以及辛烷值计算模型，计算所述汽油辛烷值。该方案借助研究烃类在气缸中的燃烧化学模型，分解燃烧过程，提出了体系中活性核转化率决定辛烷值大小的猜想，并以此为基础来计算辛烷值，从而可考虑到汽油中各调合组分调合过程中非线性调合效应可能对汽油辛烷值造成的贡献或者损失，使得汽油辛烷值的预测更为精确。该方案借助燃烧机理，对汽油低温焰前燃烧反应过程进行简化，引入活性核转化率影响辛烷值的假设，把辛烷值模型建立分为活性核转化率的计算、活性核转化率的修正、以及辛烷值与活性核转化率的关联关系三个步骤进行各步骤建模，并最终组合成基于详细烃组成的辛烷值机理模型数学形式。除了考虑各组分独自对体系中活性核转化率的影响外，在燃烧过程中各组分之间也会相互作用，增加新的活性核或惰性核生成途径，进而对体系内活性核转化率产生影响。图2为本专利技术另一实施例提供的用于预测汽油辛烷值的方法的流程图。优选地，如图2所示，在根据所述活性核转化率以及辛烷值计算模型计算所述汽油辛烷值该之前，该方法还包括：根据所述汽油内各组分的相互作用关系及活性转化率校正模型，对所述活性核转化率进行校正。以下对上述技术方案中所涉及的三个模型进行分别介绍：模型1：活性核转化率计算模型具体而言，所述活性核转化率计算模型可选自以下中的一者，以计算体系内单位摩尔组分产生的活性核转化率Qac：模型1A：其中，Qac是单位摩尔组分产生的活性核转化率，[ni]表示i组分生成的活性核的含量，ni是i组分摩尔分数，υi是i组分体积分数，Ki是低温焰前反应结束时，纯组分i生成活性核的转化率，βi是i组分的调合因子，其中，ρi是i组分的相对密度，Mi是i组分的相对分子量。βi的取值最终需要通过实验数据进行回归，但通过简单推导可知，其值与i组分的密度和分子量的比值有关，由辛烷值定义可知，异辛烷和正庚烷的βi值为1，可以由此建立参比函数，获得每个组份的βi初值。模型1B：其中，ni·是i组分在低温焰前反应阶段产生的自由基摩尔分数，ni是i组分摩尔分数，θi是低温焰前反应阶段i组分生成自由基的反应速率，qi是i组分自由基进一步生成活性核的反应速率。该模型的建立基础是假设活性核与自由基的比值(即自由基变为活性核的能力)决定了辛烷值的大小。模型1C：其中，该模型1C内各参数的含义与上述模型1B内各参数的含义相同，该模型是在模型1B的基础上加入组分竞争氧化的猜想，参照吸附机理形成的模型。模型2：活性转化率校正模型除了考虑各组分独自对体系中活性核转化率的影响外，在燃烧过程中各组分之间也会相互作用，增加新的活性核或惰性核生成途径，进而对体系内活性核转化率产生影响。可通过对机理的不同假设，建立稳态方程，得到新增活性核与组成的函数关系。在此给出了2A、2B两种模型形式,可以计算出新增加的活性核数量，将其加入上述活性核转化率计算模型中，对活性核转化率Qac完成修正。所述活性转化率校正模型可选自以下中的一者，以对活性核转化率Qac进行修正：模型2A：模型2A是由反应机理A建立的稳态方程推导而来的，稳态方程如2A’，其中，ki、分别是反应机理A的反应速率，ni、nj分别是i组分和j组分的摩尔分数，是i组分新增的活性核转化率。该模型在考察某一组分燃烧反应时，假设其它组分作为反应的催化因素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预测汽油辛烷值的方法，其特征在于，该方法包括：根据所述汽油内各组分及活性核转化率计算模型，计算活性核转化率；以及根据所述活性核转化率以及辛烷值计算模型，计算所述汽油辛烷值。

【技术特征摘要】
1.一种用于预测汽油辛烷值的方法，其特征在于，该方法包括：根据所述汽油内各组分及活性核转化率计算模型，计算活性核转化率；以及根据所述活性核转化率以及辛烷值计算模型，计算所述汽油辛烷值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性核转化率计算模型选自以下中的一者：模型1A：其中，Qac是单位摩尔组分产生的活性核转化率，[ni]表示i组分生成的活性核的含量，ni是i组分摩尔分数，υi是i组分体积分数，Ki是低温焰前反应结束时，纯组分i生成活性核的转化率，βi是i组分的调合因子；模型1B：其中，ni是i组分在低温焰前反应阶段产生的自由基摩尔分数，θi是低温焰前反应阶段，i组分生成自由基的反应速率，qi是i组分自由基进一步生成活性核的反应速率；模型1C:其中，该模型1C内各参数的含义与上述模型1B内各参数的含义相同。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，βi是i组分的调合因子，ρi是i组分的相对密度，Mi是组分的相对分子量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辛烷值计算模型选自以下中的一者：模型3A：RON＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫磊，耿晓棉，周祥，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11