Prediction of gasoline properties from composition data
| Autor: | Hugo Leonardo de Brito Buarque |
|---|---|
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2006 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCUniversidade Federal do CearáUFC. |
| Druh dokumentu: | Doctoral Thesis |
| Popis: | AgÃncia Nacional do PetrÃleo Commercial gasolines are normally produced by blending hydrocarbon fractions obtained from the distillation of crude oil or from other petrochemical or refining processes, and carried through in order to comply with a variety of legal and ambient specifications at minimum cost. The quality for the use and commercialization of gasolines is evaluated through certain characteristics specified by governmental regulation. Such characteristics are usually determined by different methodologies and experimental techniques, since those depend on their constituents and their respective concentrations with a high complexity. Thus, blending of gasolines in petrochemical and refining industries is sometimes a very laborious procedure. The prediction of fuel properties from composition data is growing in importance in the last few years. Methods of group contribution have been used in the last decades to predict properties of pure organic compounds and some mixture parameters (e.g., UNIFAC). However, most of the recent studies use artificial neural networks as a technique for prediction for fuel properties using the composition of classes of constituents or key-compounds as input data. The main advantage of a neural network is its capacity to extract general and unknown information for certain series of data (training), supplying useful and fast models for prediction. However, the use of neural networks trained to predict properties of fuels produced from one given combination of petroleum fractions can not be suitable in the prediction of the characteristics of other gasolines produced from other origins due to the complexity and variability of gasoline composition. In this study, methods of multiple linear regression and artificial neural networks have been evaluated in the correlation and prediction of gasoline properties from information of composition obtained by gas chromatography, as well as a methodology for prediction of properties using a hybrid method composed of neural networks and group contribution. The developed model is evaluated and compared to other methods, revealing to be sufficiently promising for prediction of properties of pure components and complex mixtures. As gasolinas comerciais sÃo normalmente produzidas a partir de combinaÃÃes de fraÃÃes oriundas da destilaÃÃo do petrÃleo ou de outros processos petroquÃmicos e de refino e realizadas de modo a atender uma variedade de especificaÃÃes legais e ambientais, com o mÃnimo de custo possÃvel. A qualidade para o uso e comercializaÃÃo de uma gasolina à avaliada atravÃs de certas caracterÃsticas especificadas por leis e normas governamentais. Estas caracterÃsticas sÃo normalmente determinadas por diferentes metodologias e tÃcnicas experimentais, haja vista que dependem dos seus constituintes e suas respectivas concentraÃÃes com uma complexidade bastante elevada, tornando a formulaÃÃo da gasolina originada em refinarias e petroquÃmicas, um procedimento muitas vezes bastante laborioso. O intuito de se predizer propriedades de derivados de petrÃleo a partir de dados de composiÃÃo à antigo e vem crescendo em importÃncia nos Ãltimos anos. MÃtodos de contribuiÃÃo de grupos tÃm sido utilizados ao longo das Ãltimas dÃcadas para predizer propriedades de compostos orgÃnicos puros e alguns parÃmetros de misturas (e.g., UNIFAC). Entretanto, a maior parte dos estudos mais recentes utiliza redes neurais artificiais como tÃcnica para prediÃÃo de propriedades de combustÃveis usando a composiÃÃo de grupos de compostos ou mesmo de compostos-chave como informaÃÃo de entrada. A principal vantagem de uma rede neural à sua capacidade de extrair informaÃÃes gerais e desconhecidas para certa sÃrie de dados (treinamento), fornecendo modelos de prediÃÃo Ãteis e rÃpidos tanto para sistemas lineares como nÃo-lineares. PorÃm, dada a complexidade e variabilidade dos constituintes das gasolinas, a utilizaÃÃo de redes neurais treinadas para modelar as propriedades destes combustÃveis produzidos a partir de uma dada combinaÃÃo de fraÃÃes petrolÃferas pode nÃo se adequar na prediÃÃo das caracterÃsticas de gasolinas obtidas a partir de uma outra origem. Neste estudo, mÃtodos de regressÃo linear mÃltipla e redes neurais artificiais foram avaliados na correlaÃÃo e prediÃÃo de propriedades de gasolinas a partir de informaÃÃes de composiÃÃo obtidas por cromatografia gasosa, como tambÃm foi desenvolvida uma metodologia de prediÃÃo de propriedades utilizando um mÃtodo hÃbrido de redes neurais e contribuiÃÃo de grupos. O modelo desenvolvido à avaliado e comparado aos demais, mostrando-se bastante promissor para prediÃÃo de propriedades de componentes puros e misturas mais complexas. |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
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