基于原油宏观性质确定其分子组成的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于原油宏观性质确定其分子组成的方法，包括构建包含原油的宏观性质和分子组成数据的数据库、测量待定原油的宏观性质并在数据库中进行相近检索、根据相近原油的分子组成来确定待定原油的详细分子组成等步骤。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利申请同日申请了相同的技术。
本专利技术属于石油炼制及石油化工生产

技术介绍
随着炼油与石化行业对生产技术精细化的需求，对原油详细分子组成的掌握也越来越重要。对原油详细分子组成的掌握能够根据具体分子设计生产方案，最大化每个分子的价值，使得生产更为精细，经济效益得到提升。但原油的分子组成复杂，采用目前分辨率最高的质谱分析化学技术，可检测出原油中超过20万个分子组分。目前检测原油详细分子组成需要结合蒸馏、气相色谱检测、高效液相色谱分离、超高分辨率质谱检测、核磁共振检测等多道程序，检测设备成本高昂、检测技术复杂、检测耗时长。这些检测设备中，仅一台超高分辨率质谱检测仪就需要超过千万元费用。完整检测原油的分子组成，要耗时近3个月。受限于检测设备成本高昂、检测技术复杂、检测耗时长等因素，目前多数炼油及石油化工企业还不具备掌握原油详细分子组成的能力，限制了其生产方案的精细化和技术升级。本专利技术提供了一种以更低成本、更快速度获得原油详细分子组成的系统。本系统结合了硬件、数据库、及软件等各个环节。其中硬件部分包括原油宏观性质检测设备，如近红外光谱仪、核磁共振仪、恩氏蒸馏仪、实沸点蒸馏仪、密度仪、粘度仪等；数据库包含若干个具有代表性的原油分子组成数据；软件部分则包括原油匹配算法、原油组合算法、以及原油拟合算法。本系统大幅降低了获取原油分子组成的成本与时间。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种低成本、短周期、高精确度的原油详细分子组成获取系统和方法，使得原油分子组成信息在石油行业得到更广泛的应用，为产业技术升级提供基础。本专利技术的方法结合了硬件、数据库、及软件等各个环节。其中硬件部分包括原油宏观性质检测设备，如近红外光谱仪、核磁共振仪、恩氏蒸馏仪、实沸点蒸馏仪、密度仪、粘度仪等；数据库包含若干个具有代表性的原油分子组成数据；软件部分则包括原油匹配算法、原油组合算法、以及原油拟合算法。具体而言，本专利技术提供了一种确定原油分子组成的方法，包括以下步骤：（1）构建已知原油的数据库，所述数据库包括每种原油的宏观性质和详细分子组成数据；（2）测定新原油的宏观性质，与数据库中已知原油的宏观性质进行比对，获取与新原油性质接近的原油；（3）根据性质接近的原油的分子组成，确定新原油的分子组成。优选地，在步骤（3）中通过计算方法调整其分子浓度以确定新原油的分子组成。进一步，本专利技术提供了一种确定原油分子组成的方法，包括以下步骤：（1）选取若干种不同来源的原油，构建原油列表；（2）对于所述原油列表，分析确定列表中每个原油的详细分子组成，构建原油分子组成数据库；（3）对于所述原油列表，确定列表中每个原油的宏观性质，构建原油宏观性质数据库；（4）将前述步骤中所构建的原油分子组成数据库与原油性质数据库结合，形成索引数据库，每个原油指定一个索引编号，数据内容包括该原油的详细分子组成，与宏观性质数据；（5）针对一个上述数据库中不包含的新原油，测定其部分宏观性质，所测定宏观性质种类是步骤（3）中所构建的原油性质数据库中性质种类的子集；（6）将步骤（5）中所测量的新原油的部分宏观性质，与原油数据库中的原油宏观性质数据进行比对检索，找出原油性质数据库中与新原油宏观性质最接近的原油；（7）将步骤（6）中检索出的原油的分子数据按照加权求和方法进行组合，形成一套新的原油分子数据，用于代表新原油；（8）将步骤（7）中所形成的新的原油分子数据进行调整，微调每个分子的浓度，从而获得新原油的分子组成。在某些实施方式里，在步骤（1）中，可以选取20-3000个原油，例如20、50、80、100、200、300、400、500、1000、1500、2000、2500或3000个原油。所选择的原油优选全球有代表性的原油，覆盖全球不同国家与地区，更优选均匀覆盖各宏观性质的范围。更具体地，针对全球各种原油的各项宏观性质，构建具有代表性的原油列表。宏观性质包括表1中的宏观性质中的一种或多种。根据全球各种原油每项宏观性质的数值范围，选取若干数量的代表性原油，均匀覆盖各项宏观性质。例如，全球各种原油的硫含量在0-5%之间，可选取10个左右的原油，其硫含量均匀覆盖0-5%的范围。针对表1中一种或多种宏观性质，逐一选取代表性原油，构建出具有代表性的原油列表，该列表中包含20-3000个原油，覆盖全球不同国家与地区的原油。全球原油部分宏观性质分布图见图2。表1、本专利技术所使用的原油宏观性质列表编号性质名称编号性质名称1密度（20°C）18四环及以上芳香烃（%）2C19硫化物（%）3H20胶质（%）4S21沥青质（%）5N22Fe（%）6O23Ni（%）7K值24V（%）8粘度（cP@50°C）25实沸点曲线（°C）9闪点26分子量10凝点27不饱和度（DBE）11残碳（%）28Z-值12总酸值29辛烷值（RON）13蜡含量30溶解度参数（(cal/mol)^0.5）14饱和烃（%）31芳香性（%）15一环芳香烃（%）32近红外光谱16二环芳香烃（%）33核磁共振数据17三环芳香烃（%）在某些实施方式里，所述宏观性质包含表1中的部分或全部，更优选包含全部。在某些实施方式里，在步骤（2）中，可以分析化学手段来确定各原油的详细分子组成，例如通过蒸馏、气相色谱检测、高效液相色谱分离、超高分辨率质谱检测、核磁共振检测等分析化验技术或其组合来分析获取各原油的详细分子组成。也可以通过已知的任何方法来确定各原油的详细分子组成。在特定的实施方式里，可以根据申请号为CN201610705619.1的专利申请中公开的方法，例如根据该专利申请的权利要求1-8中任意一项所述的方法，来确定各原油的详细分子组成；或者根据申请号为CN201610726311.5的专利申请中公开的方法，例如根据该专利申请的权利要求1-10中任意一项所述的方法，来确定各原油的详细分子组成；或通过上述方法的组合，来确定各原油的详细分子组成。该申请的所有内容在此引入作为参考。在某些实施方式里，在步骤（3）中，可以直接测定每个原油的宏观性质，例如使用各种化学分析仪器来测定每个原油的宏观性质；或者通过步骤（2）获得的详细分子组成计算其宏观性质；优选所述宏观性质包含表1中的部分或全部。在某些实施方式里，在步骤（4）中，将前述步骤中所构建的原油分子组成数据库与原油性质数据库结合，形成索引数据库，每个原油指定一个索引编号，数据内容包括该原油的详细分子组成，与宏观性质数据；数据库结构的代表性实例见图3。在某些实施方式里，在步骤（5）中，可以用分析仪器来分析新原油的宏观性质，优选的分析仪器包括实沸点蒸馏装置、恩氏蒸馏装置、密度测试仪、元素分析仪、粘度仪、近红外光谱仪、核磁共振仪等分析检验设备或其组合，优选的新原油的宏观性质包括表1中的宏观性质的一种或多种，更优选沸程、密度、碳含量、氢含量、硫含量、氮含量、氧含量、金属含量、粘度、近红外光谱图、核磁共振性质等宏观性质中的一种或多种。在某些实施方式里，在步骤（6）中，可以与原油数据库中的原油宏观性质数据进行比对检索，找出原油性质数据库中与新原油宏观性质接近的原油。检索方法可以是本领域已知的，优选的检索方法运用K最近邻算法（K-NearestNeighbor，KNN算法），找出原油性质数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定原油分子组成的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）构建已知原油的数据库，所述数据库包括每种原油的宏观性质和详细分子组成数据；（2）测定新原油的宏观性质，与数据库中已知原油的宏观性质进行比对，获取与新原油性质接近的原油；（3）根据性质接近的原油的分子组成，确定新原油的分子组成。

【技术特征摘要】
1.一种确定原油分子组成的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）构建已知原油的数据库，所述数据库包括每种原油的宏观性质和详细分子组成数据；（2）测定新原油的宏观性质，与数据库中已知原油的宏观性质进行比对，获取与新原油性质接近的原油；（3）根据性质接近的原油的分子组成，确定新原油的分子组成。2.一种确定原油分子组成的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）选取若干种不同来源的原油，构建原油列表；（2）对于所述原油列表，分析确定列表中每个原油的详细分子组成，构建原油分子组成数据库；（3）对于所述原油列表，确定列表中每个原油的宏观性质，构建原油宏观性质数据库；（4）将前述步骤中所构建的原油分子组成数据库与原油性质数据库结合，形成索引数据库，每个原油指定一个索引编号，数据内容包括该原油的详细分子组成，与宏观性质数据；（5）针对一个上述数据库中不包含的新原油，测定其部分宏观性质，所测定宏观性质种类是步骤（3）中所构建的原油性质数据库中性质种类的子集；（6）将步骤（5）中所测量的新原油的部分宏观性质，与原油数据库中的原油宏观性质数据进行比对检索，找出原油性质数据库中与新原油宏观性质最接近的原油；（7）将步骤（6）中检索出的原油的分子数据按照加权求和方法进行组合，形成一套新的原油分子数据，用于代表新原油；（8）将步骤（7）中所形成的新的原油分子数据进行调整，微调每个分子的浓度，从而获得新原油的分子组成。3.权利要求2所述确定原油分子组成的方法，其特征在于，在步骤（1）中，选取20-3000个原油，优选全球有代表性的原油，覆盖全球不同国家与地区，更优选均匀覆盖各宏观性质的范围。4.权利要求2所述确定原油分子组成的方法，其特征在于，所述宏观性质包含表1中的部分或全部。5.权利要求2所述确定原油分子组成的方法，其特征在于，在步骤（2）中，通过蒸馏、气相色谱检测、高效液相色谱分离、超高分辨率质谱检测、核磁共振检测等分析化验技术或其组合来分析获取各原油的详细分子组成。6.权利要求2所述确定原油分子组成的方法，其特征在于，在步骤（3）中，直接测定每个原油的宏观性质，或者通过步骤（2）获得的详细分子组成计算其宏观性质；优选所述宏观性质包含表1中的部分或全部。7.权利要求2所述确定原油分子组成的方法，其特征在于，在步骤（5）中，用分析仪器来分析新原油的宏观性质，优选的分析仪器包括实沸点蒸馏装置、恩氏蒸馏装置、密度测试仪、元素分析仪、粘度仪、近红外光谱仪、核磁共振仪等分析检验设备或其组合，优选的新原油的宏观性质包括表1中的宏观性质的一种或多种，更优选沸程、密度、碳含量、氢含量、硫含量、氮含量、氧含量、金属含量、粘度、近红外光谱图、核磁共振性质等宏观性质中的一种或多种。8.权利要求2所述确定原油分子组成的方法，其特征在于，在步骤（6）中，与原油数据库中的原油宏观性质数据进行比对检索，检索方法运用K最近邻算法（K-NearestNeighbor，KNN算法），找出原油性质数据库中与新原油宏观性质最接近的一或多个原油，优选1-5个原油。9.权利要求2所述确定原油分子组成的方法，其特征在于，在步骤（8）中，根据之前步骤确定的新原油的分子组成，计算新原油的宏观性质，然后根据计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：何恺源，
申请(专利权)人：杭州辛孚能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33