徐怀建
【摘 要】石油加工过程中,油品的残炭值是一项非常重要的指标,特别是重油轻质化加工过程.它是油品生焦倾向大小的体现,能够直接或间接反映重油轻质化加工过程中的产品分布比率、生焦率和加工损失.油品的残炭值一般通过实验方法获取.通过对国内外35种原油60余组独立数据分析研究,利用最小二乘法拟合出原油与渣油之间的残炭值关联函数,并参照国家现行的残炭测定标准对关联函数计算值的精密度进行比较和分析.结果证实,残炭关联函数的精密度基本满足现行国家测定标准的再现性要求. 【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2015(045)005
【总页数】6页(P59-64)
【关键词】原油;渣油;残炭;关联函数
【作 者】最爱的人是你徐怀建
【作者单位】山东石大科技石化有限公司,山东省日照市276806
【正文语种】中 文
油品轻质化加工过程中原料油的残炭值是一项关键性指标，它能够直接或间接反映最终产品的分布比率、生焦倾向和加工损失［1］。无论是在工程设计、商务结算还是在实际生产控制方面，油品的残炭值一般是通过实验方式获取。此种获取方式费时耗力，但是非常准确，在工程设计和商务结算时显得十分必要。但是在频繁的生产调整中则没必要使用如此精确的数据，只要能够满足生产要求即可。渣油的残炭值和其原油的残炭值的关联关系，国内外报道很少。本文对这两数值的关联度作了大量的分析和数据验证。
油品中残炭的前身物一般是指胶质和沥青质，它们在油品中所占的份额对油品残炭值的贡献起到了决定性的作用［2］。油品残炭值随着稠环芳烃所占比例的增大而增加，原油中绝大部分的稠环芳烃都集中在渣油中［3］，因此原油的残炭值与其所产渣油的残炭值应该有内在的关联关系。
参考本公司以及国内外多种原油的评价报告，再结合公司多年的生产运行实测数据，得出一结论:原油的残炭值，无论是对其常压渣油(AR)还是对其减压渣油(VR)都体现出了一种正效应的关系，即绝大部分残炭值高的原油所产的渣油的残炭值偏高。
根据油品残炭前身物富集理论和实际生产经验，利用最小二乘法对国内外35种原油63组独立数据进行相关函数的拟合及验证，并对所有参与拟合的数据进行相关性分析。在线性函数拟合过程中根据拟合数据的离散程度，为减小原油密度对函数计算值与测量值之间的偏差影响，特意将减压渣油的残炭值函数根据其原油密度的大小分两段进行拟合;常压渣油残炭值拟合数据离散程度较小，函数的计算值与测量值间的偏差受原油密度影响很小，故对该函数未进行分段拟合。
(1)不考虑渣油收率影响，仅仅对原油与减压渣油的残炭值进行函数拟合和相关性分析，相关数据见表1～2和图1～2。
密度在850 kg/m3以上原油与减压渣油残炭值对比分析见表1和图1。
利用最小二乘法对原油残炭值(X)和减压渣油残炭值(Y)进行函数拟合，拟合结果如下:
表面活性剂
相关性系数R2=0.024 6
因为相关系数R2接近于零，所以此拟合函数无应用价值，同时也说明原油残炭值与单独的渣油残炭值无相关性，数学关联性极差。
密度在850 kg/m3以下原油与减压渣油残炭值对比分析见表2和图2。
利用最小二乘法对原油残炭值(X)和减压渣油残炭值(Y)进行函数拟合，拟合结果如下:
因为相关系数R2接近于零，所以此拟合函数无应用价值，同时也说明原油残炭值与单独的渣油残炭值无相关性，数学关联性极差。
(2)考虑渣油收率影响对原油与减压渣油的残炭值进行函数拟合和相关性分析，相关数据见图表3～4和图3～4。
密度在850 kg/m3以上原油与减压渣油残炭值对比分析见表3和图3。
利用最小二乘法对原油残炭值(X)和减压渣油残炭值(Y)与其收率(y)的乘积进行函数拟合，拟合结果如下:
相关性系数R2=0.984 4
因为相关系数R2非常接近于1，所以拟合数据的相关性极好，拟合出的函数具有实际意义。
函数计算值与实测值偏差验证，相关数据见表4［4-5］。
拟合函数的计算值与化验实测值之差的绝对值绝大部分集中在1.0以下，极少部分超过1.5(如辽河超稠油为2.39)。绝对值偏差相对各自实测值的百分比绝大部分集中在5%以内，极少部分超过10%，可认定拟合函数的计算值非常准确。
密度在850 kg/m3以下原油与减压渣油残炭值对比分析见表5［6］和图4。
免费论文下载利用最小二乘法对原油残炭值(X)和减压渣油残炭值(Y)与其收率(y)的乘积进行函数拟合，拟合结果为:
相关性系数R2=0.988 1
因为相关系数R2非常接近于1，所以拟合数据的相关性很好，拟合出的函数具有实际意义。
函数计算值与实测值偏差验证，相关数据见表6。
拟合函数的计算值与化验实测值之差的绝对值大部分集中在1.0左右，部分超过1.0。对于轻质原油残炭值小于1%的情况，拟合函数计算值不是很准确，计算偏差较大，函数线性关系较差。对于残炭值大于1%的轻质原油，拟合函数计算值的偏差比例基本可控制在10%左右，不过也有例外的情况如乌姆谢夫偏差比例在54.43%，但绝大部分的偏差比例可控制在10%以内。当前国内外供给的密度低于850 kg/m3的原油种类较少，因此缺少此类实验数据来对拟合函数进行更深一步的验证和修正。密度低于850 kg/m3的原油种类较少，同时其残炭值再低于1%的原油种类更是极少，因此综合来讲以上拟合函数还是具有较大的实际应用意义的。
(3)鉴于以上减压渣油拟合数据相关性的经验，对考不考虑收率对常压渣油的残炭值影响均作了相应的相关性比较，通过比较来看原油及其常压渣油不考虑收率的影响时，它们的相关性系数也是比较大的，但是仍然没有考虑收率影响时的相关系数大。现只对考虑收率影响时的原油与常压渣油的残炭值进行函数拟合和相关性分析，相关数据见表7和图5。
乡村神话利用最小二乘法对原油残炭值(X)和常压渣油残炭值(Y)与其收率(y)的乘积进行函数拟合，拟合结果如下:
相关性系数R2=0.992 0
因为相关系数R2非常接近于1，所以拟合数据的相关性极好，拟合出的函数具有实际意义。
函数计算值与实测值偏差验证，相关数据见表8。
拟合函数的计算值与化验实测值之差的绝对值绝大部分集中在1.0以下，极少部分超过1.0 (如辽河超稠油为4.56)。绝对值偏差相对各自实测值的百分比绝大部分集中在5%以内，极少部分超过10%，可认定拟合函数的计算值非常准确。
(4)在以上第2条和第3条中，均分别对各自拟合函数的计算值的精密度做了概括性的分析和论断，为使其论断更具科学性和规范性，笔者参照国家和行业现行相关标准对以上函数计算值的精密度做了全面的比较和分析。在现行的残炭测定标准中当属微量法对精密度的要求较高一些，微量法要求油品残炭值的再现性R≤0.2451X2/3，重复性r≤0.0770X2/3(其中X
为两次测定结果的平均值)。若将拟合函数的计算值看作为一个测量值，并用这个测量值同以上数据表中的化验实测值进行再现性和重复性分析，分析结果发现大部分数据的重复性符合GB/T17144—1997的相关要求，少部分超过重复性要求的数据也远低于再现性要求，只有极少数数据超过再现性要求。因此在剔除个别影响后从宏观上来讲，拟合函数的精密度是比较高的，是基本能够满足测定标准再现性要求的。
(1)绝大部分原油的残炭值与其所产的渣油(包括常压渣油和减压渣油)的残炭值存在确定的数学关联关系。
(2)20℃原油密度≥850 kg/m3时，减压渣油的残炭值Y=(35.311 1+99.304 6X)/y，相关性系数R2=0.984 4;20℃原油密度＜850 kg/m3时，减压渣油的残炭值Y=(－14.6941+109.4920X)/y，相关性系数R2=0.9881。
谐波减速器(3)常压渣油的残炭值Y=(7.7495+ 103.5170X)/y，相关性系数R2=0.9920。
(4)渣油残炭的计算值与实测值之差的绝对值大部分在1.5以内，与实测值的偏差比例大部分集中在5%以内，绝大部分集中在10%以内，极少部分大于10%。拟合函数的精密度基本能够满足现行测定标准的再现性要求，此函数在实际的生产经营中具有实际的指导意义。
工程控制论 钱学森
(5)根据梁文杰等有关我国减压渣油的残炭值与其氢碳原子比的关联关系研究［7］，再结合本文所拟合出的减压渣油残炭值的关联函数，即可以通过计算方式比较准确的获取某种原油所产减压渣油(不含重芳烃以下的较轻组分)的氢碳原子比。
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