基于PLS-MI组合的天牛须搜索BP神经网络模型对汽油辛烷值的预测性能

针对数据集中特征变量存在高度非线性和冗余的特点,提出了一种基于偏最小二乘回归(PLS)和互信息(MI)组合降维法的改进天牛须搜索算法（RSBAS）优化BP神经网络模型(PLS-MI-RSBASBP),并用于S Zorb脱硫装置汽油辛烷值的预测。首先通过偏最小二乘法和互信息组合算法选取与汽油辛烷值强相关的特征变量,然后使用RSBASBP模型对汽油辛烷值进行预测,并与BP,GABP,BASBP网络模型预测结果比较。结果表明：PLS-MI-RSBASBP模型预测结果较其他模型预测结果的MAE,MSE,RMSE更小,预测准确度高;而且,PLS-MI-RSBASBP模型可以确定影响汽油辛烷值的特征变量,从而进行有效控制和优化。     

基于XGBoost和改进灰狼优化算法的催化裂化汽油精制装置的辛烷值损失模型分析

为了降低催化裂化汽油精制装置的辛烷值损失,基于机器学习技术和改进灰狼优化算法建立了汽油辛烷值损失的预测和优化模型。首先通过Pearson相关系数法、最大互信息系数法(MIC)和基于随机森林的特征选择方法分别对影响汽油辛烷值的367个特征进行训练获得各特征的重要度评分,对3种方法的结果按权重法进行融合获得最终的特征重要度排序,根据特征重要度占比之和超过 95%的指标,选出25个特征作为建模主要变量;然后基于XGBoost算法建立汽油辛烷值损失预测模型,对比其他机器学习模型,验证了XGBoost在测试集上的预测性能最优,其均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和决定系数(R²)分别为1.3197、0.3581和0.9981;最后采用汽油辛烷值损失值与主要变量的映射函数作为目标函数,建立关于汽油辛烷值损失值最小的单目标优化模型,为了提高模型的求解速率和准确度,基于sigmoid函数的收敛因子调整策略和个体更新的差分变异策略,提出了一种改进的差分灰狼优化算法。结果表明,优化后的样本辛烷值损失值均减小到0.4左右,同时86.15%的样本辛烷值损失降幅在60%~80%之间,说明建立的优化模型和所提出的改进差分灰狼优化算法是合理的。通过数据挖掘技术建立的降低汽油辛烷值损失模型可以尽量减少汽油精制过程中的辛烷值损失,为石化企业和运营商提供决策分析。     

基于汽油分子组成的辛烷值模型开发

建立了一种基于Ghosh RON模型的改进了分子组成的预测汽油辛烷值的模型,能够通过调合组分分子组成和调合比例预测调合汽油产品的研究法辛烷值。该改进模型以汽油馏分的488种烃分子及含氧化合物为基础,并综合考虑了总芳烃与总烷烃、总烯烃、总环烷烃、含氧化合物4类组分之间的相互作用对辛烷值的影响。采用改进模型对直馏石脑油、重整生成油、催化汽油等炼油厂多种汽油调合组分(实测研究法辛烷值为45~108)进行预测,预测结果的标准误差为0.21。针对调合过程,预测6种不同辛烷值的调合汽油产品,改进模型预测结果的标准误差为0.69。改进模型不受调合组分数量、种类及性质的限制,对不同来源的汽油调合组分及调合汽油产品均有较好的预测精度。     

基于红外光谱-神经网络预测汽油辛烷值

根据汽油组分辛烷值与红外光谱峰面积分析数据，用人工神经网络（ANN）的反向传播（BP）算法建立了汽油组分辛烷值神经网络预测模型，检验表明，ANN方法能准确地关联红外光谱分析数据与汽油组分辛烷值的关系。马达法辛烷值与研究法辛烷值预测平均误差分别为0．192，0．178。     

用于FCC汽油辛烷值预测的非线性数学模型

依据汽油正构烷烃、异构烷烃、烯烃、环烷烃和芳烃(PIONA)的烃组成数据,将催化裂化(FCC)汽油单体烃组成分为37组,利用BP神经网络算法和支持向量机回归(SVR)分别建立了FCC汽油研究法辛烷值对37个变量的非线性数学模型。由MATLAB软件编写程序,利用Levenberg-Marquardt优化算法训练BP神经网络。支持向量机回归模型采用粒子群算法优化支持向量机参数及核函数参数,并采取交叉验证方法防止机器学习的欠学习和过拟合问题。计算结果表明:两种模型都能够较好地反映汽油单体烃组成与辛烷值之间的非线性关系;BP神经网络模型对辛烷值的预测性能好于支持向量机回归模型;增加样本数量,两种方法的预测准确性皆变好;针对40个样本的学习结果,两种模型预测的相对误差绝对值的平均值分别为0.148 7和0.167 4。     

基于油品性质的汽油调和辛烷值模型的选取

 汽油调和组分对成品汽油辛烷值的影响效应十分复杂，与加工原油及参与调和的组分种类等密切相关，无法用统一的数学模型来描述。采用回归分析方法，对国内某炼油厂大量汽油调和试验进行了深入研究，得到各种汽油调和组分在参与不同标号的汽油调和时对辛烷值的影响效应，同时，结合对国内外常用辛烷值调和模型结构的分析，选取了适合于该炼油厂采用的汽油调和辛烷值模型。     

乙醇汽油辛烷值的快速测定方法

车用乙醇汽油是由燃料乙醇与基础汽油以一定比例调合而成，调配时测定其辛烷值的频次较高。根据标准方法测定的辛烷值数据建立了乙醇汽油辛烷值预测模型，并对该模型进行了准确性和重现性验证。结果表明，该模型不仅可以代替标准方法，而且能显著节省分析时间和费用，具有明显的经济效益。     

汽油调合组分及其调合特点的研究

分析了汽油池的主要调合组分以及作为清洁燃料组分的烷基化汽油的单体烃组成特点,探讨了3种汽油调合组分的辛烷值分布规律及对辛烷值贡献较大的单体烃组成,并对汽油调合规律进行了较为深入的分析。结果表明：在相同辛烷值、相同芳烃含量的情况下,可以调合出单体烃组成不同的汽油;在保证相同蒸气压的前提下可以调合出馏程分布不同的汽油。     

NEW EXPERIMENTAL AND THEORETICAL RELATION TO DETERMINE THE RESEARCH OCTANE NUMBER (RON) OF AUTHENTIC AROMATIC HYDROCARBONS COULD BE PRESENT IN THE GASOLINE FRACTION

Calculation of the octane number for aromatic hydrocarbons expected to be present in the gasoline range (40-200° C) was carried out by developing a new method using H-nmr spectroscopy and multiparametric regressional analysis. The additivity parameters suggested in the muliparametric regressional analysis are relevant to the chemical formula for mono, di, and poly alkyl substituted benzenes.

Two sets of relevant parameters in two different attempts were suggested to suit the calculation of the octane number of all the possible present aromatic in the gasoline range. The first attempt, gives rise to parametric equation (1) suitable to calculate the octane number for all mono substituted alkyl benzenes. However, application of the developed equation to di, tri, and poly substituted alkyl benzenes gives calculated octane number values, do not agree with the observed values. In the second attempt additional parameters were included in the regression analysis; they are resonance (R), steric (S), and inductive (I) effects. The new developed equation (2) gives calculated octane number values comparable to the observed ones for all the possible and hypothetical aromatics in gasoline.     

基于严格约束的汽油调合双调合头协调优化方法

针对即将推行的国Ⅵ车用汽油标准被控属性更多、更严、调合效率要求更高等特点，开发了一种可同时调合多种牌号汽油的双调合头调合工艺和协调优化算法。建立了汽油辛烷值、蒸气压、密度、馏程和含量属性等软测量模型，并对辛烷值模型计算过程和馏程模型进行了改进，实现调合过程中对汽油12个质量指标的精准测控。考虑实际累积调合过程，将双调合头调合工艺过程中储罐汽油属性合格转化成调合头属性区间合格，利用调合头处优化的属性补偿已调合体积和罐底油的属性偏差。同时，应用一种合理高效的协调优化算法协调公用组分油的上限，解决了双调合头调合工艺中争抢公用组分油流量的问题。仿真结果表明，设计的双调合头累积调合优化技术能很好地满足双调合头汽油调合需求，为面向国Ⅵ标准下汽油调合工艺升级提供技术支持。