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化工管理 2021年第33期 53-54页

作者：孙高周青龙许建云鄯善万顺发新能源科技有限公司新疆吐鲁番838000

采用最小二乘支持向量机(LSSVM)技术,以煤焦油加氢产物馏程数据为输入变量,建立煤焦油加氢产物凝点预测模型。该模型引入自适应量子行为粒子群算法(AQPSO)对最小二乘支持向量机的核宽度参数和正则化参数进行优化选择,提高凝点预测的速... 详细信息

采用最小二乘支持向量机(LSSVM)技术,以煤焦油加氢产物馏程数据为输入变量,建立煤焦油加氢产物凝点预测模型。该模型引入自适应量子行为粒子群算法(AQPSO)对最小二乘支持向量机的核宽度参数和正则化参数进行优化选择,提高凝点预测的速度和精度。结果表明,AQPSO-LSSVM模型的最优适应度值为3.8017,凝点的预测值与实验值的相关系数值为0.95835,误差绝对值低于标准样本占95.71%,从预测精度和泛化性能上均优于所比较的PSO-LSSVM模型和QPSO-LSSVM模型,对石化产品凝点的预测具有较高的准确性和可行性。

关键词：量子行为粒子群最小二乘支持向量机煤焦油加氢产物凝点预测

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基于机器学习的混合原油凝点、黏度预测方法研究

基于机器学习的混合原油凝点、黏度预测方法研究

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作者：王思哲中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

近年来,我国管输原油量逐年增大,管网规模不断提升,针对管道运行安全的流动保障技术一直是油气储运界的主要研究课题。凝点、黏度是衡量原油流动性的两个关键参数,准确的凝点、黏度预测为管输混合原油的流动保障技术提供重要的参考依据... 详细信息

近年来,我国管输原油量逐年增大,管网规模不断提升,针对管道运行安全的流动保障技术一直是油气储运界的主要研究课题。凝点、黏度是衡量原油流动性的两个关键参数,准确的凝点、黏度预测为管输混合原油的流动保障技术提供重要的参考依据。目前,计算混合原油凝点、黏度的经验方法可按照是否依赖两组分等配比参数划分为两类模型。然而这两类模型通常无法兼顾准确性和便捷性,并且大多不具备普遍意义,需要针对实际的油品进行优选,这给工程上的应用带来一定的不便。得益于大数据和人工智能的快速发展,机器学习方法对复杂系统的预测展现出明显的优势,为混合原油凝点、黏度预测问题提供了新思路。数据是机器学习的基础。以往的机器学习研究所用到的数据来源过于宽泛,对管输原油的混合问题不具有针对性,因此得到的预测结果缺乏工程实际意义。同时,对数据预处理的研究也不够深入。在模型方面,常用的神经网络也存在结构及参数设置复杂、预测精度不理想等缺点,因此并未得到广泛的工程应用。本文针对以上问题,沿用现阶段机器学习建模的基本思路,建立了由数据预处理、模型训练、参数优化、性能评价4个部分组成的预测方法。(1)选择了我国A原油管道历史工况数据,基于对原油管道外输模式及实验数据特点的分析,对原始数据进行了整合。再引入数据清洗、分层抽样、min-max标准化方法,以降低模型训练时因数据引起的误差。最后利用Pearson相关性分析法筛选了模型的输入特征,以提高训练效率;(2)考虑到原数据较高的特征维度及非线性相关等特点,并调研了近年来比较前沿的机器学习算法。最终采用SVR、MLP、Xgboost、LightGBM4种有针对性且原理不同的机器学习技术,分别建立了混合原油凝点、黏度的预测模型。并引入Bayesian超参数优化方法,实现了算法自动调参,提高了预测精度;(3)传统机器学习方法由于其可解释性差而被人诟病,本文引入SHAP值法和Optuna框架,分析了各输入特征和超参数对模型预测性能的影响,增强了模型的可解释性,有助于研究人员对模型的理解、使用和诊断。对传统经验模型和新建机器学习模型进行了评价。结果表明:4个机器学习模型中,在测试集上精度最高的是Bayesian-Xgboost模型,其对黏度预测的平均相对误差为8.5%,准确性略微低于黏度经验模型中准确性最高的Cragoe-C-B分数修正模型(8.2%);其对凝点预测的平均绝对误差为0.38℃,准确性高于凝点经验模型中准确性最高的刘天佑模型I(0.81℃)。因此,在两组分原油等配比参数不可获知的情况下,推荐使用Bayesian-Xgboost模型。相比于神经网络,Xgboost的预测精度有着明显优势(凝点高出74%,黏度高出58%);相比以往的人工调参过程,Bayesian超参数自动优化可更加便捷且有效提地提升模型的预测精度(对Xgboost黏度模型提升25%,凝点模型提升43%);在5个不同输入条件下进行的对比实验中,Xgboost的最高凝点预测误差为1.23℃,仍小于行业规定的误差标准,这表明了Xgboost有较强的稳定性。新建方法可以准确预测管输混合原油凝点、黏度,同时对原油管道智能化流动保障技术也有一定的借鉴意义。

关键词：机器学习混合原油凝点预测黏度预测

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秦京管道输送冀东原油低输量运行方案

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油气储运 2010年第1期29卷 18-21页

作者：马伟平颜淼李立王建民魏晓芸王海东郝小虎胡路胜中国石油管道研究中心中国石油管道公司生产处中国石油管道公司科技处中国石油北京油气调控中心中国石油管道北京输油气分公司中国石油管道秦京输油气分公司

针对2008年以来秦京输油管道低输量输送冀东原油的运行需求,以冀东原油基本物性参数为基础,研究了热处理温度对冀东原油低温流变特性的影响,筛选了改性效果最佳的降凝剂,确定了加剂浓度和热处理温度,制定了秦京输油管道输送冀东原油(输... 详细信息

针对2008年以来秦京输油管道低输量输送冀东原油的运行需求,以冀东原油基本物性参数为基础,研究了热处理温度对冀东原油低温流变特性的影响,筛选了改性效果最佳的降凝剂,确定了加剂浓度和热处理温度,制定了秦京输油管道输送冀东原油(输量为280×104t/a)的运行方案。根据原油流动能量耗散理论,利用加剂原油凝点预测数学模型,预测了加剂冀东原油管输过程中地温显著变化时的凝点变化情况。

关键词：原油管道降凝剂低输量凝点预测运行方案

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混合油降凝剂改性方式对流动性影响的研究

混合油降凝剂改性方式对流动性影响的研究

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作者：盛丽媛中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

实际生产运行中,常出现原油管道输送多种原油(包括高凝油与低凝油)的混合油的情况,其中包括支线高凝油掺入干线低凝油。当高凝油掺入低凝油后,其流动性恶化,可能需要进行降凝剂改性处理。因此,存在三种可能的原油掺混及加剂改性方式:(1... 详细信息

实际生产运行中,常出现原油管道输送多种原油(包括高凝油与低凝油)的混合油的情况,其中包括支线高凝油掺入干线低凝油。当高凝油掺入低凝油后,其流动性恶化,可能需要进行降凝剂改性处理。因此,存在三种可能的原油掺混及加剂改性方式:(1)高凝油与低凝油先掺混再加剂改性;(2)改性高凝油与低凝油等温、常温掺混;(3)较高温度的改性高凝油与常温低凝油直接掺混。本论文根据原油的特征温度(析蜡点、析蜡峰温、凝点等),并结合各原油降凝剂感受性评价结果,研究了掺混及加剂改性方式对混合油流动性的影响。从原油组分与降凝剂改性的关系考虑,较理想的方式是原油先混合再加剂。若从工程实现以及经济性的角度考虑,可采用高凝油先加剂改性再与低凝油混合输送,此时,需综合分析掺混比例和掺混后的油温的影响。本论文对三种可能的掺混改性方式得到的混合油的流动性、高速剪切以及重复加热稳定性进行了研究。研究表明,就掺混后得到的混合油流动性而言,改性高凝油与低凝油等温、常温掺混时,若掺混后的油温低于高凝油析蜡点,混合油的流动性较先混合再加剂的混合油流动性差;尤其在析蜡峰温附近,变差的趋势更为明显。这归因于动态降温过程中的剪切作用对降凝剂改性效果的不利影响。较高温度的改性高凝油与常温低凝油直接掺混时,若掺混后的油温低于高凝油析蜡点,混合油的流动性较先混合再加剂的混合油流动性差。这归因于急冷对降凝剂改性效果的不良影响。就各方式下得到的混合油的高速剪切及重复加热稳定性而言,不当的高速剪切和重复加热会使改性效果变差,蜡晶的平均尺寸、变异系数以及分形维数会变小。油温一旦低于析蜡点,高速剪切的不利影响就会显现。重复加热的温度处于析蜡峰温附近时,加剂改性效果甚至会完全丧失;高凝油比例越大,重复加热前的初始温度越低,其不利影响就会越大。根据凝点实测结果与模型预测结果的对比,发现现有的混合油凝点预测模型同样适用于加剂混合油。其中,刘天佑与李闯文模型的凝点预测偏差均在2°C以内。由于掺混过程中的剪切、重复加热、急冷等诸多因素会使得高凝油与低凝油凝点发生变化,因此,运用混合油凝点预测模型进行凝点预测时,高凝油与低凝油的凝点为混合条件下的凝点。

关键词：降凝剂掺混方式高速剪切重复加热凝点预测

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