用于评价石脑油理化特性的替代物组分及用量的确定方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油化工技术领域，更具体涉及一种用于评价石脑油理化特性的替代物中组分及用量的确定方法。
【背景技术】
[0002]石脑油作为重要的石油产品，一直以来被作为化工原料和高辛烷值汽油炼制中间产物而使用。近年来研究表明，由于其高挥发性和较低的辛烷值，十分适合作为压燃燃料。结合先进的燃烧模式，如部分预混压燃和多段预混压燃，石脑油能够实现高效清洁燃烧，大幅减少NOx和碳烟排放。
[0003]由于石脑油成分组成复杂，需要在研究和实际应用中通过一种或几种化学组分来表征其理化特性，如低热值、密度、着火延迟、火焰传播速度等。尽管目前常用的汽油和柴油已有较多的替代组分构成，但由于石脑油和这两种燃料成分和理化特性上均有较大差异，因此现有的替代组分不能评价石脑油的理化特性，需要提出新的替代组分来表征石脑油，那么如何确定这种新的替代物的成分以及各成分的比例是急需解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是如何确定能够表征石脑油理化特性的替代物的成分以及各成分的比例。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于评价石脑油理化特性的替代物组分及用量的确定方法，所述方法包括以下步骤:
[0006]S1、分别从直链烷烃、支链烷烃以及环烷烃中选择一种烷烃作为所述替代物的组分；
[0007]S2、确定所选择的各个烷烃的研究法辛烷值、马达法辛烷值以及碳氢原子比；
[0008]S3、根据待评价的石脑油的研究法辛烷值、马达法辛烷值以及碳氢原子比，所述步骤S2中各个烷烃的研究法辛烷值、马达法辛烷值以及碳氢原子比确定各个烷烃的摩尔比；
[0009]S4、如果得的摩尔比中至少有一个不为正值，重新进执行步骤S1。
[0010]优选地，所述直链烷烃、支链烷烃以及环烷烃的碳数均在5?8之间。
[0011]优选地，所述步骤S3中利用下面公式计算各个烷烃的摩尔比:
[0012]a*RONn+b*RONi+c*RONc = RONo
[0013]a*MONn+b*MONi+c*MONc=MONo
[0014]a* γ n+b* γ i+c* γ c= γ ο
[0015]a+b+c = 1
[0016]式中，a、b、c分别是所选择的直链烷烃中的一种烷烃的摩尔比、所选择的支链烷烃中的一种烷烃的摩尔比和所选择的环烷烃中的一种烷烃的摩尔比，RON为研究法辛烷值，Μ0Ν为马达法辛烷值，下标n、1、c、0分别代表所选择的直链烷烃中的一种烷烃、所选择的支链烷烃中的一种烷烃和所选择的环烷烃中的一种烷烃和石脑油。
[0017]优选地，所述直链烷烃为正戊烷、正己烷、正庚烷或正辛烷。
[0018]优选地，所述支链烷烃为异戊烷、异戊烷同分异构体、异己烷、异己烷同分异构体、异庚烷、异庚烷同分异构体、异辛烷或异辛烷同分异构体。
[0019]优选地，所述环烷烃为环戊烷、环己烷、甲基环戊烷、甲基环己烷、乙基环己烷、乙基环己烷同分异构体、三甲基环己烷或三甲基环己烷同分异构体。
[0020]优选地，所述直链烷烃、支链烷烃以及环烷烃的纯度均大于99%。
[0021]本发明提供了一种用于评价石脑油理化特性的替代物中组分及用量的确定方法，首先选定直链烷烃、支链烷烃以及环烷烃中的一种烷烃作为所述替代物的组分;之后确定所选择各个烷烃的研究法辛烷值、马达法辛烷值以及碳氢原子比；最后根据待评价的石脑油的研究法辛烷值、马达法辛烷值以及碳氢原子比，所选的各个烷烃的研究法辛烷值、马达法辛烷值以及碳氢原子比确定所选择的各个烷烃的摩尔比，如果得到某一组分摩尔比不为正值，重新选择组分，重复上述过程，直至得到所有组分及其比例。利用上述方法可以得到评价石脑油理化特性的替代物的各个组分以及各个组分所占的比例，并且采用本发明的方法得到的替代物可以准确描述石脑油的着火特性等理化指标。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本发明的用于评价石脑油理化特性的替代物中组分及用量的确定方法的流程图。
[0024]图2A为实施例二的在当量比是0.5，初始压力是30bar的条件下本发明的替代物与石脑油的着火延迟期随温度变化的对比图；
[0025]图2B为实施例二的在当量比是0.5，初始压力是20bar的条件下本发明的替代物和石脑油的着火延迟期随温度变化的对比图。
[0026]图3为实施例三的用于评价石脑油理化特性的替代物中组分及其用量的确定方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0028]—种用于评价石脑油理化特性的替代物中组分及用量的确定方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤:
[0029]S1、分别从直链烷烃、支链烷烃以及环烷烃中选择一种烷烃作为所述替代物的组分；
[0030]S2、确定所选择的各个烷烃的研究法辛烷值、马达法辛烷值以及碳氢原子比；
[0031]S3、根据待评价的石脑油的研究法辛烷值、马达法辛烷值以及碳氢原子比，所述步骤S2中各个烷烃的研究法辛烷值、马达法辛烷值以及碳氢原子比确定各个烷烃的摩尔比；
[0032]S4、如果得的摩尔比中至少有一个不为正值，重新进执行步骤SI。
[0033]利用上述方法可以得到评价石脑油理化特性的替代物的各个组分以及各个成分所占的比例，并且采用本发明的方法得到的替代物可以准确描述石脑油的着火特性等理化指标。
[0034]进一步地，所述直链烷烃、支链烷烃以及环烷烃的碳数均在5?8之间。
[0035]进一步地，所述步骤S3中利用下面公式计算所选择的各个烷烃的摩尔比:
[0036]a*RONn+b*RONi+c*RONc = RONo
[0037]a*MONn+b*MONi+c*MONc=MONo
[0038]a* γ n+b* γ i+c* γ c= γ ο
[0039]a+b+c = 1
[0040]式中，a、b、c分别是所选择的直链烷烃中的一种烷烃的摩尔比、所选择的支链烷烃中的一种烷烃的摩尔比和所选择的环烷烃中的一种烷烃的摩尔比，RON为研究法辛烷值，Μ0Ν为马达法辛烷值，下标n、1、c、0分别代表所选择的直链烷烃中的一种烷烃、所选择的支链烷烃中的一种烷烃和所选择的环烷烃中的一种烷烃和石脑油。最终评价石脑油理化特性的化学成分组成即为比例a的某直链烷烃、比例b的某支链烷烃和比例c的某环烷烃。
[0041 ] 进一步地，所述直链烷烃是但不限于正戊烷、正己烷、正庚烷或正辛烷。
[0042]进一步地，所述支链烷烃是但不限于异戊烷(2-甲基丁烷)、异戊