毕业时间：2021年6月（硕士）

毕业去向：中共永州市委组织部

导师：史权 教授 张霖宙 副教授

学科专业：化学工程与技术

研究方向：石油与天然气化学

 

学位论文题目

汽油雷德蒸气压和恩氏蒸馏曲线预测模型构建

Construction of prediction model for gasoline Reid vapor pressure and ASTM D86 distillation curve

 

论文摘要

随着新发展理念的不断贯彻，新发展阶段的不断深入，国家对环保越发的重视，对汽油质量标准也越发严格，目前实施的国VI标准是世界上最严格的车用汽油标准之一。在汽油质量标准中，蒸气压与馏程作为反映汽油在气化性能、加速性能、尾气排放、气阻趋势等方面的重要指标也受到严格的限制。随着分析技术的发展，获取汽油详细分子组成信息成为现实，又随着“分子管理”的理念逐渐流行，利用汽油分子组成信息，描述分子间真实的热力学相平衡行为，建立汽油雷德蒸气压和恩氏蒸馏曲线预测模型，能够克服以往经验模型普适性较差的缺陷，具有良好的普适性和较高的准确度。

本文首先实现了气液相平衡计算过程，基于SRK状态方程实现了在给定闪蒸压力和气化分率的条件下求解闪蒸温度的算法，和在给定闪蒸温度和气化分率的条件下求解闪蒸压力的算法。然后分别实现了基于SRK状态方程的泡点温度计算算法，和基于UNIFAC活度系数法的泡点温度计算算法，计算获得混合体系在特定压力下的泡点温度和平衡气液相的组成。

随后，在闪蒸算法的基础之上，本文详细描述了汽油雷德蒸气压测量过程中的物料衡算方程，推导得出了在雷德法实验过程中体系的气化分率与平衡气液相物性之间的关系式，分别利用SRK状态方程求得混合气相的密度，利用Rackett方程求得混合液相的密度，进而构建了汽油雷德蒸气压预测全流程。输入汽油的分子组成信息和各组分的临界性质、偏心因子及相对分子量，预测了几组不同油样的雷德蒸气压，并与实验值进行了对比，相对误差均在10%以内。

最后，借助泡点温度计算算法，首先对汽油恩氏蒸馏曲线的预测进行了探索，将汽油恩氏蒸馏过程的模拟转变为对渐次气化过程的模拟，然后同样基于气液相平衡过程，使用溶解度系数计算了油样中氮气的初始溶解度，计算有氮气存在条件下的初馏点，之后使用速率方程确定了后续蒸馏过程油样中氮气溶解度的变化，最后预测了几组油样的恩氏蒸馏曲线，并与实验室进行了对比，能取得良好的预测效果。

关键词：气液相平衡；闪蒸计算；泡点计算；物性计算；预测模型