[发明专利]一种石油平均分子结构模型的构建方法以及性质预测方法

权利要求书

1.一种石油平均分子结构模型构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取石油样品的不同类型氢的氢分率、元素的质量分率以及相对分子量数据；

根据获取的上述数据，计算出石油样品的结构参数；

设定石油样品的构筑单元，然后通过建立构筑单元的分配算法，将所述构筑单元与所述结构参数进行逻辑关联；

通过对所述分配算法进行推演计算，得出构筑单元数量，同时，获得石油样品的结构单元和结构单元数量，完成对石油样品的平均分子结构模型的构建；

所述石油样品的结构参数包括芳碳率f_A、单元芳环数R_A*、单元芳碳数C_A*、单元环烷环数R_N*、氮原子数N_T*、氧原子数O_T*、硫原子数S_T*、单元环烷碳数C_N*或单元支链碳数C_P*；

所述构筑单元包括六元芳香环A6、四元芳香环增量A4、二元芳香环增量A2、六元环烷环N6、五元环烷环N5、四元环烷环增量N4、三元环烷环增量N3、环烷烃中的双键IH、环烷环上的硫原子NS、芳环上的氮原子AN、碳氢原子间的氧原子RO、除甲基外的链烷基R、与环相连的甲基Me以及侧链上的甲基Br；

所述构筑单元的分配算法包括：芳烃分配算法、环烷烃分配算法、侧链分配算法以及杂原子分配算法；

所述芳烃分配算法是在构建芳烃的构筑单元与芳烃的结构参数方程的基础上，结合了芳环成环条件的推演运算；

所述环烷烃分配算法是在构建环烷烃的构筑单元与环烷烃的结构参数方程的基础上，结合了环烷烃成环条件的推演运算；

所述侧链分配算法为构建的侧链的构筑单元与侧链的结构参数方程；

所述杂原子分配算法为构建的杂原子的构筑单元与杂原子的结构参数方程；

具体计算方法如下：

(1)计算芳烃：已知量C_A*、R_A*，未知量A6、A4、A2；

满足A6+A4+A2＝R_A*；

6×A6+4×A4+2×A2＝C_A*；

由于A6代表苯环，A4、A2是苯环的增量，所以应优先分配A6的数量，若C_A*取整小于6，也就是不满一个A6，则A6＝C_A*/6；若C_A*取整大于等于6且C_A*/R_A*取整小于6，则令A6＝1，A4、A2利用方程求解；

(2)计算环烷烃：已知量C_N*、R_N*，未知量N6、N5、N4、N3；

满足N6(或N5)+N4+N3＝R_N*；

6×N6(或5×N5)+4×N4+3×N3＝C_N*；

分配规则类似芳烃；

(3)计算侧链：已知量C_P*，未知量Me、R、Br；

满足Me+R+Br＝C_P*；

(4)计算杂原子：已知量N_T*、O_T*、S_T*，未知量AN、RO、NS、IH；

满足AN＝N_T*；RO＝O_T*；

NS＝S_T*；

IH＝(-2)×S_T*(或(-4)×S_T*)。

2.根据权利要求1所述的石油平均分子结构模型构建方法，其特征在于，所述石油样品包括原油、原油蒸馏馏分或渣油馏分。

3.根据权利要求2所述的石油平均分子结构模型构建方法，其特征在于，所述元素的质量分率包括碳质量分率、氢质量分率、硫质量分率、氮质量分率和氧质量分率。

4.根据权利要求1所述的石油平均分子结构模型构建方法，其特征在于，获取所述不同类型氢的氢分率的过程为：

测定石油样品的核磁共振氢谱，根据化学位移划分谱区，并分别归属为不同氢类型；将谱图进行积分处理，计算各谱区的峰面积并进行归一化处理，得到不同类型氢的氢分率。