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Enregistrement W7116661436 · doi:10.1021/acs.jcim.5c02281

Data-Driven Approach for Predicting Gasoline Yield in an FCC Unit Charged with Light and Heavy Feedstocks: A PCA-Guided Grouping for Enhanced Modeling Experience

2025· article· en· W7116661436 sur OpenAlexaff
Kawthar Alelg, Azzam Alfarraj, Abdulkadir Tanimu, Saheed A. Ganiyu, K. Alhooshani

Notice bibliographique

RevueJournal of Chemical Information and Modeling · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueHeat transfer and supercritical fluids
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesKing Fahd University of Petroleum and Minerals
Mots-clésCluster analysisLinear regressionRegression analysisKrigingRegressionPartial least squares regressionGasolineData setRobust regressionMixture model

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

This work introduces a feed-aware modeling framework that integrates ensemble anomaly detection, PCA-based segmentation integrated with feed chemistry, and Bayesian-optimized regression to improve the model performance of a Fluid Catalytic Cracking (FCC) unit using pilot-plant experimental data. Three regression models were trained using 5-fold cross-validation and optimized using Bayesian Optimization: Gaussian Process Regression (GPR), Boosted Trees (BT), and Robust Linear Regression (RLR). Modeling on the full unsegmented data set showed that conversion was a highly predictable target. Both GPR and BT achieved strong performance (mean R 2 values of approximately 0.72 to 0.73 after optimization), while RLR remained unstable due to its linear assumptions. For the gasoline yield, BT with optimization performed best (mean R 2 of approximately 0.67), while GPR and RLR with optimization showed limited predictive skill ( R 2 values of approximately 0.25 and −0.51, respectively). These results reflect the nonlinear and distributed nature of yield formation. PCA revealed a clear latent structure that aligned strongly with feedstock type, and K-means clustering confirmed this separation by distinguishing naphtha from VGO samples in a chemically meaningful way. Thus, the data set was segmented into feedstock groups, which yielded substantial improvements, especially for GPR. In the naphtha subset, GPR with optimization achieved mean R 2 values of 0.956 for conversion and 0.902 for gasoline yield, with very low associated error values. Performance also improved for VGO, although to a lesser extent, while RLR continued to underperform. Overall, segmentation based on PCA and clustering was essential for improving model reliability in FCC prediction tasks. Among all algorithms evaluated, GPR consistently delivered the highest accuracy and generalizability across feed types and targets, supporting its suitability for data-driven optimization of catalytic cracking performance.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,021
Score d'incertitude au seuil0,042

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,062
Tête enseignante GPT0,300
Écart entre enseignants0,238 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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