Optimization of the operation of an oil refining plant using a neural network forecast of its economic efficiency

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The problem of optimal control of an oil refining unit is considered. The proposed approach is based on the construction of a predictive model predicting the economic efficiency of the installation. This model is built by training a recurrent neural network. The effectiveness of the proposed approach is shown by the example of the installation of hydrocracking of tar. Optimization of the forecast econ- omy of the installation according to its control parameters allows us to obtain their optimal values that maximize the predicted economic efficiency. The correctness of the recommendations received was evaluated by experts, as well as by conducting a natural experiment.

About the authors

Anton S. Nuzhny

Limited Liability Company «LUKOIL-Engineering Skills and Competencies»

Author for correspondence.
Email: nuzhny@inbox.ru

Candidate of physical and mathematical science, Chief Specialist of the Digital Modeling Center, Senior Researcher,  Institute for Problems of Safe Development of Nuclear Energy RAS. Assistant Professor, National Research University MIPT

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Evgeniy N. Levchenko

Limited Liability Company «LUKOIL-Engineering Skills and Competencies»

Email: evgeny.n.levchenko@lukoil.com

Head of the Digital Modeling Center

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Marat R. Usmanov

Limited Liability Company «LUKOIL-Engineering Skills and Competencies»

Email: usmanovmr@bk.ru

Candidate of technical sciences, General Director, Doctoral student, Gubkin Russian State University of Oil and Gas

Russian Federation, Nizhny Novgorod

References

  1. Nuzhny A.S., Odnolko I.S., Glukhov A.Yu., Piskunov I.V., Vyshinsky I.M., Levchenko E.N., Starikov A.S. Ispol'zovanie metodov mashinnogo obucheniia dlia prognozirovaniia soderzhaniia sedimentov (HFT) v nekonvertiruemom ostatke s ustanovki gidrokrekinga gudrona [Using machine learning techniques to predict the content of sediments (HFT) in an unconverted residue from the tar hydrocracking unit] // Neftepererabotka i neftekhimiia. Nauchno-technicheskie dostizheniia i peredovoi opit [Oil refining and petrochemistry. Scientific and technical achievements and best practices]. 2020. No 7. P. 1–8.
  2. Shumikhin A.G., Musatov D.A., Vlasov S.S., Nemtin A.M., Plekhov V.G. Opyt razrabotki i vnedreniia sistem usovershenstvovannogo upravleniia tekhnologicheskimi protsessami neftepererabotki na baze virtual'nykh analiza- torov kachestva [Experience developments and introduc- tion advanced technologicals processes control oil refining based virtual quality analysers] // Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo uni- versiteta. Khimicheskaia tekhnologiia i biotekhnologiia [Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Chemical technology and biotechnology]. 2016. No 2. P. 39–53.
  3. Itskovich E.L., Dozortsev V.M., Kneller V.V. Usovershenstvovannoe upravlenie tekhnologicheskimi protsessami (ARS): 10 let v Rossii [Advanced process con- trol (APC): 10 years in Russia] // Avtomatizatsiya v promishlinnosti [Automation in industry]. 2013. No 1. P. 12–19.
  4. Nuzhny A. S., Odnol’ko I. S., Glukhov A. Yu., et al. Opti- mizing the content of the sediments in the process of hudron's hydrocracking with the use of machine learning methods // Applied Mathematics and Control Sciences, 2021. No 1. P. 7-22.
  5. Seber J. A. F. Linear regression analysis. New York etc., 1977.
  6. Friedman J.H. Greedy function approximation: a gradient boosting machine // The Annals of Statistics. 2001. V. 29. No 5. P. 1189–1232.
  7. Hastie T., Tibshirani R., Friedman J. Chapter 15. Random Forests // The Elements of Statistical Learning: Data Min- ing, Inference, and Prediction. 2nd ed. Springer-Verlag, 2009. P. 746.
  8. Goodfellow Ian, Bengio Yoshua, Courville Aaron. Deep Learning. Cambridge, Massachusetts, London, England: The MIT Press, 2016. P. 316 – 351.
  9. Nuzhny A.S. Baiesovskii podkhod k reguliarizatsii zadachi obucheniia seti funktsii radial'nogo bazisa [Bayesian ap- proach to regularization for training task of radial basic functions network] // Iskusstvenniy intellekt i prinyatie resheniy [Artificial Intelligence and Decision Making]. 2015. No 2. P. 18–24.
  10. Nelder J.A., Mead R. A simplex method for function mini- mization // Computer Journal. 1965. V. 7. P. 308 – 313.
  11. Polak Elijah. Computational methods in optimization. London: Academic press, 1971.
  12. Philippov O. Yandex ClickHouse. Bistree ne kuda [There 's no place faster] // Sistemniy Administrator [System Admin- istrator]. 2017. No 1-2 (170-171). P. 56-58.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».