Диссертация (1172985), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Как видно из табл. 4.2.3 средняя абсолютнаяошибка моделирования составила 0,9 пункта. В то же время отклонения приопределении октанового числа одной и той же топливной композиции на разныхмоторных установках (воспроизводимость) не должны превышать 1 пункта.Таким образом, результаты моделирования по достоверности сопоставимы состандартнымиметодамиоктаноповышающих добавок.определениядетонационнойстойкости70Таблица 4.2.3 - Расчетные и фактические значения октановых чисел смешенияМТБЭ№12345678910111213Топливная смесьКатализатЛГ-35-8/300Б+ 5% мас. МТБЭКатализатЛ-35-11/300+ 5% мас.
МТБЭКатализатЛ-35-11/300+ 10% мас. МТБЭКатализатЛЧ-35-11/600+ 5% мас. МТБЭКатализатЛЧ-35-11/600+ 10% мас. МТБЭКатализатЛ-35-5/300+ 5% мас. МТБЭКатализатЛ-35-5/300+ 10% мас. МТБЭАлкилат+ 5% мас. МТБЭАлкилат+ 10% мас. МТБЭБензин УККФ+ 5% мас. МТБЭБензин УККФ+ 10% мас. МТБЭИзомеризат+ 5% мас. МТБЭИзомеризат+ 10% мас. МТБЭФактическоеоктановое числосмешения (ИМ)МТБЭРасчетноеоктановое числосмешения (ИМ)МТБЭОшибка,|Очфакт.-Очрасч.|117116,10,9116,1115,80,3115,1115,90,8117,8116,01,8115,8116,10,3114,8115,70,9114,8115,81,0125,1125,40,3125,1124,90,2116,3115,80,5115,3115,80,5128,1125,92,2123,1125,42,3Средняя абсолютная ошибка0,9714.3. Разработка математической модели расчета октановых чиселсмешения МТАЭКак было отмечено в предыдущих разделах данной работы, МТАЭ вомногом является новой октаноповышающей добавкой для нашей страны.
Тем неменее, уже сейчас очевидны ее перспективы для НПЗ, обладающих большимобъемом низкокипящих компонентов в бензиновом пуле. АО «Рязанскаянефтеперерабатывающая компания» как раз является таким предприятием, азначит, разработке математической модели для расчета октанового числасмешения МТАЭ должно быть уделено особое внимание.Модель МТАЭ была разработана по аналогичным модели МТБЭалгоритмам, но оценка ее качества проводилась на основе большого количествастатистических критериев.72Таблица 4.3.1 - Влияние природы бензина и концентрации МТАЭ на октановое число смешения добавки поисследовательскому методу№12345678Происхождение базовогобензинаКаталитический риформингКаталитический риформингАлкилированиеАлкилированиеКаталитический крекингКаталитический крекингИзомеризацияИзомеризацияОктановое числобазового бензина(исследовательскийметод)94,894,895,195,192,392,382,182,1СодержаниеМТАЭ, % мас.510510510510Октановое числосмеси96,597,096,497,292,693,482,683,5Октановое числосмешения МТАЭ(исследовательский метод)106,0106,0121,1116,198,3103,392,196,173Таблица 4.3.2 - Влияние природы бензина и концентрации МТАЭ на октановое число смешения добавки по моторномуметоду№12345678Происхождение базовогобензинаКаталитический риформингКаталитический риформингАлкилированиеАлкилированиеКаталитический крекингКаталитический крекингИзомеризацияИзомеризацияОктановое числобазового бензина(моторный метод)868692,392,382,382,380,780,7СодержаниеМТАЭ, % мас.510510510510Октановое числосмеси86,787,393,794,682,983,681,082,0Октановое числосмешения МТАЭ(моторный метод)100,099,0120,3115,394,395,386,793,774Нижепредставленыматематической моделирезультатырасчетакоэффициентовдляопределения октанового числа смешения МТАЭ поисследовательскому методу:Таблица 4.3.3 - Расчетные коэффициенты регрессионной модели ИОЧсм(МТАЭ)KP-113,42KI10,13KA5,75KO-74,62Таким образам математическая модель будет иметь вид:ИОЧсм.(МТАЭ) =ИОЧ(МТАЭ)+(100-C)(-113,42∙P +10,13∙I +5,75∙A -74,62∙O)/104 (7)Адекватностьполученнойматематическоймоделиможетбытьосуществлена с помощью дисперсионного анализа.
Проверка качества уравнениярегрессии оценивается коэффициентами корреляции и детерминации, а также всоответствии с критерием Фишера.Коэффициент множественной корреляции характеризует тесноту связимежду результативным показателем и набором факторных показателей [130]. Внашемконкретномслучае:степеньвзаимосвязимеждупоправкойнанеаддитивность октановых чисел смешения от массовой доли и-алканов, налканов, аренов и олефинов втопливной смеси. Если коэффициентмножественной корреляции R>0,9, что по шкале Чеддока свидетельствует овесьма высокой взаимосвязи рассматриваемый переменных [131].Коэффициент детерминации или R-квадрат характеризует, с какой степеньюточности полученное уравнение аппроксимирует исходные данные или другимисловами, R-квадрат оценивает «силу влияния» группового химического составабензинов на отклонение от аддитивности антидетонационных характеристикоктаноповышающей добавки.
R2>0.95 свидетельствует о высокой точностиаппроксимации [132].После проверки общего качества уравнения регрессии рекомендуетсяпровести анализ его статистической значимости. Критерий Фишера для75регрессионной модели отражает, насколько хорошо эта модель объясняет общуюдисперсию зависимой переменной [133]. При F>Fтабл. объясненная дисперсиябольше необъясненной, и уравнение регрессии в целом значимо. В нашем случаеFтабл.
= 9,12.Таблица 4.3.4 - Показатели качества регрессионной модели ИОЧсм(МТАЭ)R0,99R20,98F42,23Далеепредставленыматематической моделирезультатырасчетакоэффициентовдляопределения октанового числа смешения МТАЭ помоторному методу и соответствующие статистические показатели качества:Таблица 4.3.5 - Расчетные коэффициенты регрессионной модели МОЧсм (МТАЭ)и ее показатели качестваKP-110,33R0,98KI24,83R20,97KA12,45F31,18KO-68,59Общий вид математической модели расчета октанового числа смешенияМТАЭ по моторному методу:МОЧсм.(МТАЭ)=МОЧ(МТАЭ)+(100-C)(-110,33∙P+24,83∙I+12,45∙A -68,59∙O)/104Таким образом, с точки зрения статистических показателей разработаннаямодель адекватно описывает октановое число смешения МТАЭ как поисследовательскому, так и по моторному методу.Далее был проведен сравнительный анализ фактических и рассчитанных наматематической модели октановых чисел смешения МТАЭ по моторному иисследовательскому методу.76Таблица 4.3.6 - Расчетные и фактические значения октановых чисел смешенияМТАЭ по исследовательскому методу№12345678Топливная смесьСмесь катализата+ 5% мас.
МТАЭСмесь катализата+ 10% мас. МТАЭАлкилат+ 5% мас. МТАЭАлкилат+ 10% мас. МТАЭБензин УККФ+ 5% мас. МТАЭБензин УККФ+ 10% мас. МТАЭИзомеризат+ 5% мас. МТАЭИзомеризат+ 10% мас. МТАЭФактическоеоктановое числосмешения МТАЭ(исследовательскийметод)Расчетноеоктановое числосмешения МТАЭ(исследовательскийметод)Ошибка,|Очфакт.-Очрасч.|106,0105,80,2106,0106,20,2121,1118,82,3116,1118,52,498,3100,42,1103,3101,02,392,193,61,596,194,51,6Средняя абсолютная ошибка1,6Таблица 4.3.7 - Расчетные и фактические значения октановых чисел смешенияМТАЭ по моторному методу№Топливная смесьСмесь катализата1 + 5% мас. МТАЭСмесь катализата2 + 10% мас.
МТАЭАлкилат3 + 5% мас. МТАЭАлкилат4 + 10% мас. МТАЭБензин УККФ5 + 5% мас. МТАЭБензин УККФ6 + 10% мас. МТАЭИзомеризат7 + 5% мас. МТАЭИзомеризат8 + 10% мас. МТАЭФактическоеоктановое числосмешения МТАЭ(моторный метод)Расчетноеоктановое числосмешения МТАЭ(моторный метод)Ошибка,|Очфакт.-Очрасч.|100,099,60,499,099,50,5120,3118,41,9115,3117,32,094,394,70,495,394,90,486,789,93,293,790,33,4Средняя абсолютная ошибка1,577Как видно из таблиц 4.3.6, 4.3.7, математическая модель позволяетописывать октановое число смешения оксигенатов с точностью 1,5-1,6 пункта,что сопоставимо с точностью определения детонационной стойкости по ГОСТ32339-2013 и ГОСТ 32340-2013. Стоит отметить, что коэффициенты для расчетапоправки на неаддитивность МТАЭ по моторному и исследовательскому методуимеют близкие значения, и находятся в пределах статистической погрешности.
Втоже время они существенно отличаются от аналогичных коэффициентов дляМТБЭ. Таким образом, условия определения октанового числа оказываютнезначительное влияние на отклонения от аддитивности антидетонационныххарактеристик октаноповышающих добавок.аддитивностивпоказателяхкачестваА так как отклонения отнефтепродуктовопределяютсяинтенсивностью межмолекулярных взаимодействий, то можно сделать вывод оботсутствиисущественныхвлиянияусловийэксплуатациидвигателянаинтенсивность межмолекулярных взаимодействий в дисперсной топливнойсистеме.4.4. Испытания методики расчета октановых чисел МТАЭ намногокомпонентных смесяхСовременный автомобильный бензин по своим физико-химическимхарактеристикам должен удовлетворять строгим требованиям нормативныхдокументов с одной стороны, с другой – и производитель, и потребительзаинтересованы в его минимальной себестоимости.
Именно поэтому в составданного вида топлива может входить до десяти компонентов различной ценностии соответственно отличающиеся по свойствам.Для практического применения разработанной модели важна высокаяточность результатов моделирования для многокомпонентных бензиновыхсмесей.Длясоответствующейпроверкиматематическоймоделибылиподготовлены две топливные композиции, состав которых близок к реальнымконцентрациям компонентов в товарном бензине.
Свойства композиций,78приемистость МТАЭ к ним, а также результаты моделирования представлены втаблицахниже:79Таблица 4.4.1 - Компонентный и углеводородный состав топливных композицийГрупповой химический состав базового бензина,% мас.№Наименование1Композиция № 12Композиция № 2Компонентный состав, % мас.Изомеризат – 18,5,бензин кат. крекинга – 22,8,смесь кат.
риформинга – 55,4,толуол – 3,3Изомеризат – 18,6,бензин кат. крекинга – 21,8,смесь кат. риформинга – 44,2,толуол – 5,5,бензин газовый – 2,2,алкилат – 7,7н-алканыи-алканыареныолефиныОктановое числобазового бензинаисследовамоторнытельскийй методметод11,2834,5245,404,1483,792,411,2140,1340,273,9483,892,380Таблица 4.4.2 - Расчетные и фактические значения октановых чисел смесейбензина и оксигената по исследовательскому методу№1234ТопливнаясмесьКомпозиция 1+ 5% мас. МТАЭКомпозиция 1+ 10% мас.МТАЭКомпозиция 2+ 5% мас. МТАЭКомпозиция 2+ 10% мас.МТАЭРезультаты лабораторныхиспытанийПроростОктановоеоктановогочисло смесичисла(исследоват(исследовательскийельскийметод)метод)РезультатымоделированияПроростОктановоеоктановогочисло смесичисла(исследоват(исследовательскийельскийметод)метод)Ошибка,|Очфакт.Очрасч.|93,00,693,00,6093,41,093,41,0092,90,692,90,6093,81,593,81,50Средняя абсолютная ошибка0Таблица 4.4.3 - Расчетные и фактические значения октановых чисел смесейбензина и оксигената по моторному методуРезультатылабораторныхиспытаний№Топливная смесьОктановое Проростчислооктановогосмесичисла(моторный (моторныйметод)Композиция 11 + 5% мас.
МТАЭКомпозиция 12 +10% мас. МТАЭКомпозиция 23 + 5% мас. МТАЭКомпозиция 24 +10% мас. МТАЭметод)РезультатымоделированияОктановоечисло смеси(моторныйметод)ПроростоктановогочислаОшибка,|Очфакт.Очрасч.|(моторныйметод)84,10,484,40,70,384,91,285,01,30,184,30,584,50,70,285,11,385,21,40,1Средняя абсолютная ошибка0,281Разработанная математическая модель показала отличные результаты дляопределения октановых чисел многокомпонентных смесей, содержащих МТАЭпо исследовательскому методу и весьма высокие – по моторному. Полученныерезультаты лежат в пределах стандартной ошибки при определении октановыхчисел в моторных испытаниях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
