[发明专利]一种基于DAEM模型预测油类氧化过程转化率的方法

说明书

本发明公开了一种基于DAEM模型预测油类氧化过程转化率的方法，包括1）对油样进行热重实验得到实验转化率曲线；2）按转化率大小等间隔在实验转化率曲线上取点得到对应温度，代入DAEM模型逐一进行线性回归拟合，得到不同转化率对应的活化能并得到活化能分布曲线；3）使用Matlab软件基于活化能分布曲线和DAEM模型公式进行拟合回归，得到对应的预测转化率曲线和残差平方和，进而与实验转化率曲线对比分析预测转化率曲线的准确性。本发明利用Matlab软件对活化能分布曲线拟合回归，所得预测转化率曲线能较好地反映油类的氧化失重过程；可有效解决目前难以对油类氧化过程转化率进行准确预测的问题，取得提高模拟研究结果准确性和可靠性的效果。

技术领域

本发明属于油类氧化反应动力学的技术领域，具体涉及一种基于DAEM模型预测油类氧化过程转化率的方法。

背景技术

在当下常规原油资源勘探已基本触底的情况下，渣油改质和工业废油热处理资源化对弥补能源缺口、确保国家能源安全和保持经济发展具有十分重要的战略意义。在渣油改质和工业废油热处理资源化过程中，油样都会经历一系列复杂的氧化反应过程，同时会伴随产生一定量的积碳，为认识和控制结焦过程，需要深入认识油样的氧化反应过程及内在的动力学机理。

目前，针对油样的氧化反应过程及内在的动力学机理，需要确定油样的氧化反应动力学模型，其主要研究方向包括模式函数模型和无模式函数模型两大类；模式函数模型主要包括Coats-Redfern、ASTM E698和Arrhenius method；无模式函数模型主要包括Friedman、DAEM、OFW；由反应动力学理论知，动力学三因子中活化能E、指前因子A和f(α)相互关联，其中任意一个因子发生波动都会影响另外两个因子的求解；对于油类氧化动力学的研究，一般是利用一种或多种具体的动力学模型求取相应的动力学参数并进行对比分析，并未对求得的动力学参数能否准确反映油样的氧化过程开展进一步地验证分析；这不仅导致依靠不同动力学模型得到的具有数值差异的动力学特征参数取舍和选择困难，而且降低了利用该动力学参数开展数值模拟研究结果的准确性和可靠性。

因此，针对目前油类氧化动力学的研究只关注动力学三因子的求取，动力学特征参数取舍和选择困难，难以对油类氧化过程转化率进行准确预测，且模拟研究结果缺乏准确性验证的问题，需要提出一种利用动力学特征参数来预测油类转化率曲线进而验证其准确性的方法。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种基于DAEM模型预测油类氧化过程转化率的方法，解决目前难以对油类氧化过程转化率进行准确预测和验证活化能可靠性的问题，取得提高模拟研究结果准确性和可靠性的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于DAEM模型预测油类氧化过程转化率的方法，包括如下步骤：

1)对油样进行升温速率固定的热重实验，得到对应的热重曲线；

2)根据热重曲线计算得到实验转化率曲线；

3)按转化率大小等间隔在实验转化率曲线上取点，将所取各点对应的转化率和温度值代入DAEM模型逐一进行线性回归拟合，得到不同转化率对应的活化能和拟合度；

4)基于不同转化率对应的活化能，得到活化能分布曲线；

5)使用Matlab软件基于活化能分布曲线和DAEM模型公式进行拟合回归，得到对应的预测转化率曲线和残差平方和；

6)基于实验转化率曲线和残差平方和对比分析预测转化率曲线的准确性。

进一步地，步骤1)中，对油样进行至少三次升温速率不同且每次升温速率固定的热重实验，得到多条不同升温速率下的热重曲线，基于多条热重曲线分别进行步骤2)和步骤6)。