确定溶剂脱沥青的温度与平衡分配性质的关系的方法、介质及设备与流程

本公开涉及石油加工领域，具体地，涉及一种确定溶剂脱沥青的温度与平衡分配性质的关系的方法、介质及设备。

背景技术：

1、目前，由于国际原油普遍重质化、石油产品的质量要求严苛等原因，作为渣油加工方法之一的溶剂脱沥青技术迅速发展。溶剂脱沥青是一种液-液萃取的物理过程，根据溶剂对渣油中的各组分进行分离，其中对溶剂溶解能力的调控主要依靠萃取温度的改变来实现。

2、目前，由于渣油的组成极其复杂，且来源不同的渣油的性质相差悬殊。对于不同来源的渣油、不同分离要求的萃取温度的选择主要依靠大量的操作经验与实验数据。这种方式花费时间长、过程繁琐且不确定性大，在实际应用过程中十分不便。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种确定溶剂脱沥青的温度与平衡分配性质的关系的方法、介质及设备，以解决上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种确定溶剂脱沥青的温度与平衡分配性质的关系的方法，包括：

3、建立渣油四组分分子和c3～c5轻烃溶剂分子中各个分子对应的分子平均结构模型；

4、根据各个所述分子对应的分子平均结构模型建立油相-油相分子以及溶剂-溶剂分子的稳定无定型晶胞；

5、在不同温度下对各个所述稳定无定型晶胞进行动力学模拟，得到所述油相-油相分子以及所述溶剂-溶剂分子的动力学模型；

6、根据各个所述动力学模型计算渣油四组分分子间以及所述溶剂分子间的溶解度参数；

7、根据各个所述溶解度参数以及特定温度下的实验数据，确定所述四组分分子在渣油-轻烃混合体系中，在不同温度下对应的平衡分配性质。

8、可选地，所述建立渣油四组分分子和c3～c5轻烃溶剂分子中各个分子对应的分子平均结构模型，包括：

9、建立渣油四组分分子和c3～c5轻烃溶剂分子中各个分子对应的初始分子平均结构模型；

10、采用能量最小化方法对所述初始分子平均结构模型进行几何优化，得到各个所述分子对应的分子平均结构模型。

11、可选地，所述根据各个所述分子对应的分子平均结构模型建立油相-油相分子以及溶剂-溶剂分子的稳定无定型晶胞，包括：

12、根据各个所述分子对应的分子平均结构模型建立所述油相-油相分子以及所述溶剂-溶剂分子的初始无定型晶胞；

13、采用能量最小化方法对所述初始无定型晶胞进行几何优化，得到所述稳定无定型晶胞。

14、可选地，所述初始无定型晶胞是采用amorphous cell模块，以周期性边界条件建立的。

15、可选地，所述初始无定型晶胞的晶胞内分子数为50个，初始密度为0.4g/l，并使用nvt系综进行退火。

16、可选地，所述在不同温度下对各个所述稳定无定型晶胞进行动力学模拟，包括：

17、以温度的取值范围为323～463k，压力的取值为0.004gpa，时间步长的取值范围为2000～5000ps为动力学模拟条件，对所述稳定无定型晶胞进行动力学模拟。

18、可选地，所述根据各个所述溶解度参数以及特定温度下的实验数据，确定所述四组分分子在渣油-轻烃混合体系中，在不同温度下对应的平衡分配性质，包括：

19、根据所述实验数据计算出在所述特定温度下，所述四组分分子在所述溶剂中的第一平衡分配系数；

20、根据各个所述溶解度参数，计算出不同温度下各个所述四组分分子与所述溶剂间的第一类活度系数；并，

21、在假设所述四组分分子之间的活度系数不变的情况下，结合所述第一平衡分配系数和第一类活度系数计算出在所述特定温度下所述四组分分子之间的第二类活度系数；

22、通过分析在所述特定温度下的所述第二类活度系数，以及在不同温度下的所述第一类活度系数，对不同温度下渣油四组分分子在所述溶剂中的平衡分配系数以及萃取率进行预测，所述平衡分配性质包括所述萃取率以及所述平衡分配系数。

23、可选地，所述平衡分配性质还包括不同温度下脱沥青油中的四组分分子的组成、脱油沥青中的四组分分子的组成、脱沥青油的质量收率以及脱油沥青的质量收率中的一种或多种。

24、可选地，所述油相分子包括沥青质、胶质、芳香分和饱和分中的一种或多种。

25、可选地，所述溶剂分子包括丙烷，正丁烷，异丁烷，正戊烷，异戊烷，环戊烷中的一种或多种。

26、本公开第二方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。

27、本公开第三方面提供一种电子设备，包括：

28、存储器，其上存储有计算机程序；

29、处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现第一方面所述方法的步骤。

30、通过上述技术方案，在溶剂脱沥青过程中，利用分子平均结构模型，通过动力学模拟，模拟出渣油四组分分子和溶剂分子间的行为，分析计算它们彼此间的溶解度参数，只需通过一组实验数据以及溶解度参数就能计算出渣油四组分分子的平衡分配性质，从而实现预测渣油四组分分子在不同温度下的萃取率，以此根据分离要求快速选择萃取温度。本方案能够减少繁琐的实验试错工作，降低了成本，提高了效率，进而指导溶剂脱沥青工艺过程的优化，这对于溶剂脱沥青装置稳定生产运行以及脱沥青工艺过程优化具有实际指导意义。

31、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。

技术特征：

1.一种确定溶剂脱沥青的温度与平衡分配性质的关系的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立渣油四组分分子和c3～c5轻烃溶剂分子中各个分子对应的分子平均结构模型，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各个所述分子对应的分子平均结构模型建立油相-油相分子以及溶剂-溶剂分子的稳定无定型晶胞，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述初始无定型晶胞是采用amorphouscell模块，以周期性边界条件建立的。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始无定型晶胞的晶胞内分子数为50个，初始密度为0.4g/l，并使用nvt系综进行退火。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在不同温度下对各个所述稳定无定型晶胞进行动力学模拟，包括：

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据各个所述溶解度参数以及特定温度下的实验数据，确定所述四组分分子在渣油-轻烃混合体系中，在不同温度下对应的平衡分配性质，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述平衡分配性质还包括不同温度下脱沥青油中的四组分分子的组成、脱油沥青中的四组分分子的组成、脱沥青油的质量收率以及脱油沥青的质量收率中的一种或多种。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述油相分子包括沥青质、胶质、芳香分和饱和分中的一种或多种。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述溶剂分子包括丙烷，正丁烷，异丁烷，正戊烷，异戊烷，环戊烷中的一种或多种。

11.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。

12.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结本公开涉及一种确定溶剂脱沥青的温度与平衡分配性质的关系的方法，该方法包括：建立渣油四组分分子和C3～C5轻烃溶剂分子中各个分子对应的分子平均结构模型；根据各所述分子平均结构模型建立油相‑油相分子及溶剂‑溶剂分子的稳定无定型晶胞；在不同温度下对各个稳定无定型晶胞进行动力学模拟，得到油相‑油相分子以及溶剂‑溶剂分子的动力学模型；根据各个动力学模型计算渣油四组分分子间及溶剂分子间的溶解度参数；根据各个溶解度参数以及特定温度下的实验数据，确定四组分分子在渣油‑轻烃混合体系中，在不同温度下对应的平衡分配性质。本方案能够减少繁琐的实验试错工作，降低了成本，提高了效率，进而指导溶剂脱沥青工艺过程的优化。技术研发人员：罗涛,张文,廖志新,王翠红,王红,佘玉成,孔佳骏受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/1