PREDICTION OF DENSITY AND VISCOSITY OF COLOMBIAN CRUDE OILS FROM CHROMATOGRAPHIC DATA

摘要

El objetivo de nuestra investigación es analizar el uso de la cromatografía de gases en la correlación de propiedades de crudos colombianos. Diferentes análisis de estadística multivariada fueron aplicados a 57 cromatogramas de fase gaseosa de crudos colombianos para correlacionar datos de densidad y viscosidad cinemática (Vk); esta última propiedad en términos del índice Refutas (V50). Resultados del análisis por componentes principales mostraron que las se?ales para los componentes más volátiles, extraídos en los primeros 5 min, pueden ser descartadas del análisis para mejorar la distribución y la correlación de los datos en los cromatogramas. Regresiones por Componentes Principales (PCR) y por Mínimos Cuadrados Parciales (PLS) fueron aplicadas a los datos de los cromatogramas preprocesados con diferentes estrategias. La estrategia de la normalización del área de los cromatogramas sin los 5 primeros minutos reportó los mejores desempe?os en la predicción de la densidad y el V50 en las regresiones PCR y PLS. El modelo de densidad construido mediante la estrategia PLS2-5 explicó el 88,6% de la varianza total con el primer componente principal. Sin embargo, los errores obtenidos con este modelo fueron superiores a los reportados la espectroscopia del infrarrojo cercano y con la reproducibilidad y repetibilidad definidas en la norma ASTM D5002. PLS2-5 también reportó grandes errores para Vk a través de la predicción de V50. La predicción de Vk fue mejorada con la inclusión del parámetro DF y diferentes transformaciones matemáticas. No obstante esta mejora, el desempe?o del modelo basado en datos cromatogáficos no alcanzó el desempe?o reportado para los modelos basados en las pruebas Resonancia Magnética Nuclear. Las validaciones aplicadas a la regresión denominada PLS2-5 reportaron errores relativos promedio para la densidad y Vk (utilizando la transformación DF*Ln(Vk)) de 1,4 y 29%, respectivamente, los cuales son sorpresivamente bajos teniendo en cuenta que varios crudos presentaron una cantidad importante de residuos cromatográficos. A pesar de que los errores obtenidos con los análisis quimiométricos basados en cromatografía de gases fueron mayores a los reportados con los procedimientos quimiométricos en se?ales espectroscópicas, los modelos de regresión propuestos en este trabajo pueden suministrar información preliminar útil para la evaluación de assay y tienen el potencial de ser mejorados y extendidos a las fracciones usando la misma se?al del FID que se adquiere para el crudo.↓Objetivo da nossa pesquisa é analisar o uso da cromatografia de gases na correla??o de propriedades de crus Colombianos. Diferentes análises de estatística multivariada foram aplicadas a 57 cromatogramas de fase gasosa de crus Colombianos para correlacionarem dados de densidade e viscosidade cinemática (Vk); esta última propriedade em termos do índice Refutas (V50). Resultados da análise por componentes principais mostraram que os sinais para os componentes mais voláteis extraídos nos primeiros 5 min, podem ser descartados da análise para melhorar a distribui??o e a correla??o dos dados nos cromatogramas. Regress?es por Componentes Principais (PCR) e por mínimos quadrados parciais (PLS) foram aplicadas aos dados dos cromatogramas pré-processados com diferentes estratégias. A estratégia da normaliza??o da área dos cromatogramas sem os 5 primeiros minutos reportou os melhores desempenhos na predi??o da densidade e o V50 nas regress?es PCR e PLS. O modelo de densidade construído mediante a estratégia PLS2-5 explicou o 88,6% da varia??o total com o primeiro componente principal. Entretanto, os erros obtidos com este modelo foram superiores aos reportados com a análise (NIR) e com a reprodutibilidade e repetibilidade definidas na norma ASTM D5002. PLS2-5 também reportou grandes erros para Vk através da predi??o de V50. A predi??o de Vk foi melhorada com a inclus?o do parametro DF e diferentes transforma??es matemáticas. N?o obstante esta melhora, o desempenho do modelo baseado em dados cromatográficos n?o alcan?ou o desempenho reportado para os modelos baseados nas provas (NMR). As valida??es aplicadas à regress?o denominada PLS2-5 reportaram erros relativos média para a densidade e Vk (utilizando a transforma??o DF*Ln(Vk)) de 1,4 e 29%, respectivamente, os quais s?o surpresamente baixos tendo em conta que vários crus apresentaram uma quantidade importante de resíduos cromatográficos. Apesar de ter um maior erro experimental neste método cromatográfico ao compará-lo com o encontrado quando se usam métodos espectroscópicos em quimiometria, os modelos de regress?o propostos neste trabalho pode subministrar informa??o preliminar útil para a avalia??o de assay de crus e têm o potencial de ser melhorados e estendidos às fra??es de cru usando o mesmo sinal do FID que se adquire para o cru.