بررسی تشکیل هیدرات گازی در خطوط لوله گاز با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی

هیدرات های گازی در فرآورش گاز طبیعی و تجهیزات فرآیندی سیال تولیدی از میادین نفت و گاز، اعم پالایشگاه ها، پتروشیمی و دستگاه های موجود در صنایع شیمیایی، درصورت حضور هم زمان مولکول های سبک هیدروکربوری و آب، در شرایط ترمودینامیکی فشار بالا و دمای پایین تشکیل می شود. پدیده هیدرات گازی ترکیبی از گازهای سبک مثل متان، اتان یا دی اکسید کربن با مولکول های آب است که تحت شرایط خاص دمایی و فشاری ماده ای شبیه یخ را تشکیل می دهد که حجم زیادی از گاز را در خود جای می دهد. هیدارت های گازی عموما به صورت جامد در آمده و توان عملیاتی خط لوله انتقال گاز را کاهش داده یا حتی به انسداد کلی خط لوله منجر می شود. لذا تعیین شرایط تشکیل هیدرات در یک فرآیند تولید تا انتقال گاز به منظور جلوگیری از تشکیل هیدرات اهمیت دارد.
این موضوع در این مقاله با دو مدل داده محور1، یعنی شبکه عصبی مصنوعی و سیستم فازی-عصبی (مدل انفیس) به عنوان ابزاری برای تخمین فشار و دمای تشکیل هیدرات در خطوط لوله گاز با استفاده از داده های تجربی، توسعه داده شد. بنابراین ساختار بهینه هر یک از این مدل های داده محور برای سیستم های مورد نظر، براساس پارامترهای آماری تعیین شد. مقادیر حاصل از شبکه عصبی و مدل انفیس با نتایج به دست آمده از روابط تجربی و مدل مقایسه (HWHYD) ترمودینامیکی دانشگاه هریوت وات مورد مقایسه قرار گرفت. از بین دو مدل داده محور، مدل انفیس در همه موارد از لحاظ تمامی معیارهای عملکردی، پاسخ بهتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی نشان داد. همچنین مدل انفیس نسبت به روابط تجربی و مدل ترمودینامیکی دانشگاه هریوت وات از دقت بالاتری برخوردار بود.