用于化学分离的自动化、可配置、严格的可逆集总的制作方法

背景技术：

1、现有的基于计算机的化学反应建模用方法和系统可以对数千种物质进行建模，并且类似地对数千种反应进行建模。特别地，分子建模为精炼厂提供模拟原油制化学品(ctoc，crude to chemical)方案的最佳的解决方案。基于分子的(mb)方程定向反应器和分子鉴定模型在分子水平模拟转化单元和进料特征。此外，在诸如ctoc等全精炼厂模型的流程中，分离单元在分子水平也是重要的考虑因素。分子信息在mb反应器与分离过程之间的传播是在分子水平上多单元流程模拟诸如ctoc等的基础。

技术实现思路

1、mb反应器模型可以含有约10,000种物质以描述反应的分子细节。然而，对如此众多的物质应用某种分离模型是数值上的挑战。因此，需要改善化学反应建模用计算机实施方法和系统。

2、本发明的实施方式提供了用于化学分离器中的平衡分离建模的方法、系统和计算机程序产品。实施方式可以确定所得的第一相中的分子的摩尔分数和所得的第二相中的分子的摩尔分数。实施方式可以根据所得的第一相中的分子的所确定摩尔分数和/或所得的第二相中的分子的所确定摩尔分数来控制分离过程。本文所述的方法、系统和计算机程序产品降低化学分离建模时的计算负担。

3、一个实施方式涉及将化学分离器的进料表示为分子的集合，每种分子具有摩尔分数。对分子集合中的分子的性质进行聚类分析，或者在一些实施方式中对性质的组合进行聚类分析，从而生成热力学集总(lump)。生成映射标识表，以标识进料中的分子集合中的每种分子。进行热力学集总的化学分离的模拟以生成所得的第一相中的每个热力学集总的摩尔分数和所得的第二相中的每个热力学集总的摩尔分数。根据映射标识表、所得的第一相中的每个热力学集总的摩尔分数和所得的第二相中的每个热力学集总的摩尔分数来确定所得的第一相中的分子的摩尔分数和所得的第二相中的分子的摩尔分数。

4、在实施方式中，方法的步骤，即表示、进行、生成、进行和确定可以自动进行，或者可以响应用户输入而进行。

5、在一些实施方式中，进料可以是未精制的化学品组合物、烃混合物、生物质、页岩油、塑料、木质素、纤维素或待分离的任何其他进料。

6、分子集合的分子的性质可以是热力学性质，例如ki标准。ki标准的实例为沸点、蒸汽压、溶度参数、熔点和熔化焓(δhfus)。性质还可以是分子集合的分子的一种以上的结构属性，例如：i)化合物类别；和ii)碳原子数。化合物类别可以包括芳香类、环烷类、异链烷烃、链烷烃和烯烃中的一种以上。

7、聚类分析可以是k均值法as136、k均值法as58或ward最小方差法。所述方法可以包括接收选择聚类分析的用户输入。所述方法可以包括接收选择热力学集总的总数的用户输入。所述方法可以包括接收选择热力学集总中最大分子种类数量的用户输入。所述方法可以包括接收从分子集合中选择用于热力学集总的特定分子的用户输入。所述方法可以包括接收从分子集合中选择排除在热力学集总以外的特定分子的用户输入。

8、可以对各种平衡过程进行建模。在气-液平衡(vle)中，所得的第一相可以是气相，并且所得的第二相可以是液相。在液-液平衡(lle)中，所得的第一相是液相并且所得的第二相是液相。在固-液平衡(sle)中，所得的第一相是固相并且所得的第二相是液相。

9、所述方法还可以包括根据所得的第一相中的分子的摩尔分数和所得的第二相中的分子的摩尔分数中的一个以上来控制分离过程。

10、另一个实施方式涉及用于进行本文所述的方法的系统。所述系统包含处理器和其上存储有计算机代码指令的存储器。处理器和存储有计算机代码指令的存储器经配置使得系统进行本文所述的方法。

11、再另一个实施方式涉及用于进行本文所述的方法的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括存储有计算机代码指令的计算机可读介质，其中计算机代码指令在被处理器执行时使得与处理器相关联的装置进行本文所述的任一实施方式。

1.一种用于对化学分离器中的平衡分离进行建模的计算机实施的方法，所述方法包括，在计算机中：

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述性质是所述分子集合中的分子的热力学性质。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述热力学性质是ki标准。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述ki标准是沸点。

5.如权利要求3所述的方法，其中，所述ki标准是蒸汽压。

6.如权利要求3所述的方法，其中，所述ki标准是溶度参数。

7.如权利要求3所述的方法，其中，所述ki标准是熔点。

8.如权利要求3所述的方法，其中，所述ki标准是熔化焓。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述性质是所述分子集合中的分子的结构属性。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述结构属性包括化合物类别。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述化合物类别包括芳香类、环烷类、异链烷烃、链烷烃和烯烃中的一种或多种。

12.如权利要求9所述的方法，其中，所述结构属性包括碳原子数。

13.如权利要求9所述的方法，其中，所述结构属性包括化合物类别和碳原子数。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚类分析是k均值法as136。

15.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚类分析是k均值法as58。

16.如权利要求1所述的方法，其中，所述聚类分析是ward最小方差法。

17.如权利要求1所述的方法，其还包括接收选择所述聚类分析的用户输入。

18.如权利要求1所述的方法，其还包括接收选择热力学集总的总数的用户输入。

19.如权利要求1所述的方法，其还包括接收选择所述热力学集总中的分子种类的最大数量的用户输入。

20.如权利要求1所述的方法，其还包括接收从所述分子集合中选择用于热力学集总的特定分子的用户输入。

21.如权利要求1所述的方法，其还包括接收从所述分子集合中选择排除在热力学集总以外的特定分子的用户输入。

22.如权利要求1所述的方法，其中，所述所得的第一相是气相并且所述所得的第二相是液相。

23.如权利要求1所述的方法，其中，所述所得的第一相是液相并且所述所得的第二相是液相。

24.如权利要求1所述的方法，其中，所述所得的第一相是固相并且所述所得的第二相是液相。

25.如权利要求1所述的方法，其还包括根据所述所得的第一相中的分子的摩尔分数和所述所得的第二相中的分子的摩尔分数中的一个或多个来控制分离过程。

26.一种用于对化学分离器中的平衡分离进行建模的系统，所述系统包括：

27.如权利要求26所述的系统，其中，所述性质是所述分子集合中的分子的热力学性质。

28.如权利要求27所述的系统，其中，所述热力学性质是ki标准。

29.如权利要求28所述的系统，其中，所述ki标准是沸点。

30.如权利要求28所述的系统，其中，所述ki标准是蒸汽压。

31.如权利要求28所述的系统，其中，所述ki标准是溶度参数。

32.如权利要求28所述的系统，其中，所述ki标准是熔点。

33.如权利要求28所述的系统，其中，所述ki标准是熔化焓。

34.如权利要求26所述的系统，其中，所述性质是所述分子集合中的分子的结构属性。

35.如权利要求34所述的系统，其中，所述结构属性包括化合物类别。

36.如权利要求35所述的系统，其中，所述化合物类别包括芳香类、环烷类、异链烷烃、链烷烃和烯烃中的一种或多种。

37.如权利要求34所述的系统，其中，所述结构属性包括碳原子数。

38.如权利要求34所述的系统，其中，所述结构属性包括化合物类别和碳原子数。

39.如权利要求26所述的系统，其中，所述聚类分析是k均值法as136。

40.如权利要求26所述的系统，其中，所述聚类分析是k均值法as58。

41.如权利要求26所述的系统，其中，所述聚类分析是ward最小方差法。

42.如权利要求26所述的系统，其中，所述指令还配置为接收选择所述聚类分析的用户输入。

43.如权利要求26所述的系统，其中，所述指令还配置为接收选择热力学集总的总数的用户输入。

44.如权利要求26所述的系统，其中，所述指令还配置为接收关于所述热力学集总中的分子种类的最大数量的用户输入。

45.如权利要求26所述的系统，其中，所述指令还配置为接收从所述分子集合中选择用于热力学集总的特定分子的用户输入。

46.如权利要求26所述的系统，其中，所述指令还配置为接收从所述分子集合中选择排除在热力学集总以外的特定分子的用户输入。

47.如权利要求26所述的系统，其中，所述所得的第一相是气相并且所述所得的第二相是液相。

48.如权利要求26所述的系统，其中，所述所得的第一相是液相并且所述所得的第二相是液相。

49.如权利要求26所述的系统，其中，所述所得的第一相是固相并且所述所得的第二相是液相。

50.如权利要求26所述的系统，其中，所述指令还配置为根据所述所得的第一相中的分子的摩尔分数和所述所得的第二相中的分子的摩尔分数中的一个或多个来控制分离过程。