【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油品生产领域，特别是涉及一种具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺。
技术介绍
1、石油资源短缺及环境污染问题使得人们更加重视绿色可再生油品的开发和利用。生物柴油是一种具有理想挥发性和清洁绿色可持续的能源，作为燃料，生物柴油比常规汽油柴油具有更大的优势。最受关注的优势是环境方面的优势，例如其生物降解性，无毒，硫排放量少，排放较少的空气污染物和除氮氧化物以外的温室气体。除此之外，生物柴油更好的润滑性，能够减少发动机磨损并且燃烧时具有更高的氧含量。生物柴油的生产和使用对于减少化石能源的供给需求、减轻环境污染、实现经济社会可持续发展具有积极的作用。生产制备生物柴油亟需解决的问题就是生产质量的问题，找到一种快速高效的工艺来生产生物柴油，能够有效促进生物柴油企业的竞争力。
2、目前，生产生物柴油的主要方法是酯交换法，酯交换法中一般需要使用催化剂，常用的催化剂有固定化脂肪酶、碱性催化剂和酸性催化剂。固定化脂肪酶使用成本过高，不利于大规模生产。碱性催化剂的催化活性相对比较高，但碱性催化法会发生皂化反应，严重影响生成生物柴油的化学反应。而采用酸性催化法时，由于反应速率相对较慢、反应时间相对较长。在此基础上衍生出了酸碱两步法。酸碱两步法结合了酸性催化法和碱性催化法的优点但工艺路线长，成本高。目前国内尚无特别有效的办法解决问题。
技术实现思路
1、基于此，为了解决生物柴油生产过程中低效问题，提高生物柴油产出的质量并降低生产过程的能耗，提供一种具有理想挥发性和清洁燃烧性的油
2、本专利技术通过以下技术方案实现：一种具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
3、s1：对原油进行离心处理，保留上层油脂；
4、s2：将经过处理的原油放入预处理池，随后按照预设的最优工艺参数喷洒硫酸、通入蒸汽并采取保温措施，实现原油与硫酸的初步酯化反应；
5、s3：将经过初步酯化反应的原油放入缓冲罐，并按照预设的最优工艺参数通入甲醇和共溶剂进行进一步酯化反应；
6、s4：通过分水器对酯化反应完毕的原油进行油水分离，通过脱色罐对分水器中的油层脱色蒸馏得到生物柴油。
7、在其中一个专利技术中，在步骤s3中，预设的最优工艺参数获取步骤如下：
8、s31：进行多轮原油酯化反应实验，记录实验前后样本的密度、凝点、酸值、黏度以及实验中的工艺参数，计算样本的酯化率；
9、本专利技术通过离心、酯化、脱色、脱水对原油进行多轮处理实验，通过实验数据检测了多项工艺参数对原油酯化反应的影响，并通过测定实验前后样本的各项理化指标用于衡量生物柴油质量。为构建生物柴油质量评价模型和酯化反应工艺参数工艺优化模型提供了数据支持。
10、s32：确定生物柴油各项质量指标，构建生物柴油质量评价模型；
11、s33：确定工艺参数的取值范围，构建基于差分进化算法的工艺参数优化模型，通过优化模型对输入的工艺参数初始种群进行求解得到原油酯化反应工艺参数的最优解。
12、本专利技术基于多轮实验数据，结合差分进化算法和生物柴油质量评价模型，构建酯化反应工艺参数优化模型。通过对工艺参数种群进行全局搜索，实现对原油酯化反应最优工艺参数的求解。本专利技术模型拟合精度较高、寻优精准快速。
13、在其中一个专利技术中，在步骤s32中，构建酯化反应工艺参数优化模型的步骤如下：
14、s321：对实验数据进行标准化处理；
15、s322：确定生物柴油质量评价指标，综合考虑各项指标并为每个指标分配权重；
16、s323：根据量化评价公式，计算每个样本的评分，对生物柴油进行质量评估。
17、在其中一个专利技术中，在步骤s33中，基于差分进化算法构建工艺参数优化模型的步骤如下：
18、s331：随机初始化预设数量的个体作为初始种群，每个个体对应一个工艺参数变量的取值；
19、s332：将工艺参数初始种群输入生物柴油质量评价模型计算每个个体对应的适应值；
20、s333：若输出的适应值符合要求，则输出最优解；若输出的适应值不符合要求，则对工艺参数初始种群进行变异、交叉和选择操作生成新一代种群；
21、s334：将新一代种群返回至s332进行循环处理，直至模型获得最优解或模型训练达到最大迭代次数，输出最优解作为最优工艺参数。
22、在其中一个专利技术中，在步骤s331中，根据工艺参数取值范围组成的n维解空间中随机产生规模为n的初始种群，初始种群的个体中第i个染色体的第j个维度取值公式如下：
23、xij(0)＝xijmin+(xijmax-xijmin)×r
24、式中，xijmax、xijmin分别表示第i个染色体的上下界，r表示(0,1)之间的随机数。
25、在其中一个专利技术中，在步骤s333中，对t代种群中任意个体xi(t)进行变异操作，得到新的变异个体vi(t+1)，变异操作的公式表达为：
26、vi(t+1)＝xa1(t)+m(xa2(t)-xa3(t))
27、式中，xa1(t)、xa2(t)、xa3(t)分别为第t代与xi(t)不同的个体，m为均衡差分权重的参数。
28、m的计算公式如下：
29、
30、式中，mmax、mmin分别表示自适应变异因子的上下限，sa1(t)、sa2(t)、sa3(t)分别表示第t代子种群中适应度从优到劣排序的三个个体。
31、本专利技术在变异阶段，采用可随迭代次数的变化而进行调整自适应变异因子m(t)，解决了差分进化算法固定因子带来的搜索能力不足的问题，避免在模型训练的后期，由于种群的多样性降低，算法陷入局部最优的问题，提高了求解的精度。
32、在其中一个专利技术中，在步骤s333中，对变异个体vi(t+1)采用交叉操作，得到待选择个体ui(t+1)，交叉操作的公式表达为：
33、
34、式中，uij(t+1)表示ui(t+1)的第j维分量，c表示取值范围为(0,1)的交叉因子，lij表示(0,1)之间的随机数。
35、在其中一个专利技术中，在步骤s333中，通过比较选择个体ui(t+1)和当前个体xi(t)的适应值，选择最佳值更新种群个体，公式表达为：
36、
37、式中，e(ui(t+1))、e(xi(t))分别表示种群个体ui(t+1)和种群个体xi(t)的原油酯化率。
38、相较于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
39、1.本专利技术基于多轮实验数据，结合差分进化算法和生物柴油质量评价模型，构建酯化反应工艺参数优化模型。通过对工艺参数种群进行全局搜索，实现对原油酯化反应最优工艺参数的求解。本专利技术模型拟合精度较高、寻优精准快速。
40、2.本专利技术在差分进化算法的种群变异阶段，采用可随迭代次数的变化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤S3中，预设的最优工艺参数获取步骤如下：
3.根据权利要求2所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤S31中，原油酯化率的计算公式如下：
4.根据权利要求2所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤S32中，构建生物柴油质量评价模型的步骤如下：
5.根据权利要求2所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤S33中，基于差分进化算法构建工艺参数优化模型的步骤如下：
6.根据权利要求5所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤S331中，根据工艺参数取值范围组成的n维解空间中随机产生规模为N的初始种群，初始种群的个体中第i个染色体的第j个维度取值公式如下：
7.根据权利要求5所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤S3
8.根据权利要求7所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤S333中，对变异个体Vi(t+1)采用交叉操作，得到待选择个体Ui(t+1)，交叉操作的公式表达为：
9.根据权利要求8所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤S333中，通过比较选择个体Ui(t+1)和当前个体Xi(t)的适应值，选择最佳值更新种群个体，公式表达为：
...【技术特征摘要】
1.一种具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤s3中，预设的最优工艺参数获取步骤如下：
3.根据权利要求2所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤s31中，原油酯化率的计算公式如下：
4.根据权利要求2所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤s32中，构建生物柴油质量评价模型的步骤如下：
5.根据权利要求2所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步骤s33中，基于差分进化算法构建工艺参数优化模型的步骤如下：
6.根据权利要求5所述的具有理想挥发性和清洁燃烧性的油品的生产工艺，其特征在于，在步...
【专利技术属性】
技术研发人员：高占，甄炜，吴增领，景翰，孟令军，周庆所，邱杰，张鹏伟，许庆平，桑洪祥，刘旭振，李月，桑雨，李民，刘亮，王政，邢延生，姜学刚，
申请(专利权)人：大连蒙连石油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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