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

هیدرات‌های گازی در فرآورش گاز طبیعی و تجهیزات فرآیندی سیال تولیدی از میادین نفت و گاز، اعم پالایشگاه‌ها، پتروشیمی و دستگاه‌های موجود در صنایع شیمیایی، درصورت حضور هم‌زمان مولکول‌های سبک هیدروکربوری و آب، در شرایط ترمودینامیکی فشار بالا و دمای پایین تشکیل می‌شود. پدیده هیدرات گازی ترکیبی از گازهای سبک مثل متان، اتان یا دی‌اکسید کربن با مولکول‌های آب است که تحت شرایط خاص دمایی و فشاری ماده‌ای شبیه یخ را تشکیل می‌دهد که حجم زیادی از گاز را در خود جای می‌دهد. هیدارت‌های 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 می‌شود. 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 داده‌محور1، 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 داده‌های تجربی، توسعه داده شد. بنابراین ساختار بهینه هر یک از این مدل‌های داده محور برای سیستم‌های 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 داده‌محور، 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.