title: Αποσυνέλιξη χαρακτηριστικών κορυφών στο υπέρυθρο φάσμα πετρελαϊκών κλασμάτων και εφαρμογή στην πρόβλεψη των ιδιοτήτων τους
title: Peak deconvolution of the infrared spectrum of petroleum fractions and its application in the prediction of their properties
Creators: name: Καμπουρακης Νομικος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2022

description: Ο χαρακτηρισμός των πετρελαϊκών κλασμάτων θεωρείται μία πολύπλοκη και χρονοβόρα διαδικασία αλλά ταυτόχρονα είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη ενός ρευστού μοντέλου. Ο χαρακτηρισμός πετρελαίου είναι η αναπαράσταση των κατανομών ιδιοτήτων πετρελαίου με ένα σύνολο ψευδοσυστατικών. Βασίζεται συνήθως σε ανάλυση αεριοχρωματογραφίας (GC) ή απόσταξης, μερικές φορές συμπληρωμένη με ανάλυση κορεσμένων συστατικών, αρωματικών, ρητίνης και ασφαλτενίου (SARA).
Τις τελευταίες δεκαετίες η υπέρυθρη φασματοσκοπία χρησιμοποιείται συχνά σε όλο και περισσότερους τομείς λόγω των πλεονεκτημάτων της σε σχέση με άλλες μεθόδους ανάλυσης. Ένα από τα βασικά της πλεονεκτήματα είναι η ικανότητα της να καταγράφει φάσματα, χωρίς την ανάγκη προεπεξεργασίας για οποιοδήποτε στερεό ή υγρό δείγμα. Επιπλέον το χαμηλό κόστος, η ταχύτητα και η ακρίβεια των μετρήσεων IR λόγω του ότι είναι μία μη καταστρεπτική τεχνική μέτρησης για πολλές χημικές ενώσεις, συμβάλλουν στην αποτελεσματικότητα της μεθόδου σε πολλούς ερευνητικούς τομείς. Οι καμπύλες του φάσματος που προκύπτουν από την ανάλυση υπέρυθρης φασματοσκοπίας ενός πετρελαϊκού δείγματος μπορούν να περιγραφούν και να προσαρμοστούν από Λορεντζιανές συνιστώσες μέσω της μεθόδου της αποσυνέλιξης, καθώς οι Λορεντζιανές καμπύλες λειτουργούν αποτελεσματικά για υγρά σε πολλές περιπτώσεις. Το αποσυνελιγμένο φάσμα που προκύπτει είναι το άθροισμα των επιμέρους Λορεντζιανών συνιστωσών που χρησιμοποιήθηκαν για την ανακατασκευή του αρχικού φάσματος.
Στόχος αυτής της εργασίας είναι με τη χρήση της μεθόδου ελαχιστοποίησης σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους ή παραλλαγές αυτής να ανακατασκευάσει επιτυχώς τα φάσματα των πετρελαϊκών δειγμάτων ώστε να μελετηθούν μελλοντικά πιθανές υπάρχουσες συσχετίσεις μεταξύ των χαρακτηριστικών καμπυλών που προέκυψαν από την αποσυνέλιξη των αρχικών φασμάτων και των ιδιοτήτων των πετρελαϊκών κλασμάτων.
description: The characterization of petroleum fractions is considered to be a complex and time-consuming process, at the same time it is necessary for the development of a fluid model. Oil characterization is the representation of oil property distributions with a set of pseudo-constituents. It is usually based on gas chromatography (GC) or distillation analysis, supplemented by saturates, aromatics, resin and asphaltene (SARA) analysis.
In recent decades, infrared spectroscopy has been frequently used in more and more fields because of its advantages over other methods of analysis. One of the most important advantages is the ability to record spectra, without the requirement of solid or liquid sample pretreatment. In addition, the low cost, high speed and accuracy of IR measurements due to being a non-destructive measurement technique for many chemical compounds contribute to the effectiveness of the method in many research fields. The spectrum peaks resulting from the infrared spectroscopy analysis of the petroleum sample could be described by Lorentzian curves through the deconvolution method, since Lorentzian curves are effective for liquids in many operational situations. The resulting deconvolved spectrum is the sum of the individual Lorentzian curves used to reconstruct the original spectrum.
The aim of this work is through the minimization method in combination with other methods or its variants, to successfully reconstruct the spectra of the petroleum samples in order to study future possible existing correlations between the characteristic curves resulting and the properties of petroleum fractions.