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Predicción de propiedades fisicoquímicas de coques obtenidos en procesos de conversión de fondos de vacío usando espectroscopia raman y quimiometría

Resumen

En el presente trabajo se combinaron los beneficios de la quimiometría con la facilidad y rapidez de la técnica espectroscópica Raman, para el desarrollo de cuatro modelos que predicen propiedades fisicoquímicas en coque de petróleo de manera confiable y en cortos periodos de tiempo. Mediante el análisis por componentes principales (PCA) y por mínimos cuadrados parciales (PLS) se determinó la correlación entre las señales espectrales y los valores experimentales de análisis próximo y poder calorífico, a partir del análisis de 56 muestras de coque obtenidas en procesos de conversión de fondos de vacío procesados bajo condiciones de craqueo térmico e hidroconversión. Las propiedades de carbono fijo, material volátil, poder calorífico y cenizas de cada muestra fueron determinados en trabajos previos usando los estándares establecidos por American Society for Testing and Materials (ASTM).Los parámetros estadísticos obtenidos en los cuatro modelos PLS finales mostraron datos bien ajustados a los modelos, todos los coeficientes de correlación (R2) entre valores de referencia y predichos estuvieron por encima de 0.95, los errores cuadráticos promedio de validación obtenidos fueron bajos (inferiores a 1.00), la validación cruzada interna para cada uno de los modelos PLS demostró resultados satisfactorios en la predicción de propiedades fisicoquímicas de CF, MV, PCal y CZ, con bajos porcentajes de error(en promedio inferiores al 2.00%). Así mismo los errores globales reportados para los modelos de predicción de CF, MV y PCal son inferiores al 5.00% y confirman la confiabilidad de estos modelos.A pesar de los buenos parámetros estadísticos obtenidos en el modelo propuesto para cenizas, se consideró un modelo de predicción no confiable, pues presenta un porcentaje de error global alto teniendo en cuenta que el intervalo en el cual se encuentran los datos experimentales de esta propiedad es de 3.33 ± 1.88.