Otimização em linha (RTO) de rede de trocadores de calor de uma refinaria de petróleo (2019)
- Authors:
- Autor USP: IKARIMOTO, CESAR SUSSUMU - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PQI
- Subjects: ENGENHARIA QUÍMICA; PETRÓLEO; REFINO; EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
- Language: Português
- Abstract: Uma planta petroquímica, composta por processos e equipamentos com características diversas, caracteriza-se pela complexidade na integração e na operação de forma rentável e segura, atendendo a objetivos econômicos, de desempenho e ambientais. A implementação de ferramentas automatizadas de controle e otimização do processo tem um papel relevante no auxílio ao atendimento a tais objetivos da planta. Nesse contexto, a otimização RTO, abreviação do inglês para Real-time Optimization, é um algoritmo computacional que utiliza métodos matemáticos de otimização e os aplica ao processo químico real em que se busca o objetivo econômico de operação, respeitando-se suas características e restrições físicas e termodinâmicas. A otimização RTO é estruturada na forma clássica em: coleta e tratamento de dados, teste dos dados quanto à condição de estado estacionário, reconciliação de dados e estimação de parâmetros, otimização e realimentação de estado ótimo ao processo real. A aplicação da otimização RTO a processos de utilidades, em particular com o objetivo de maximizar a eficiência energética, é amplamente abordada em estudos acadêmicos. Dois estudos em reconciliação de dados e otimização foram realizados, a partir da reprodução de artigos de Narasimham e Jordache (2000) (reconciliação de dados) e Jäschke e Skogestad (2015) (otimização), utilizando-se os softwares IMPL® e MATLAB®. Posteriormente, a otimização RTO foi implementada e aplicada em uma rede de trocadores de calor (HEN - Heat Exchanger Network) da refinaria Alberto Pasqualini (REFAP - PETROBRAS), localizada na cidade de Canoas-RS. O estudo visou analisar a viabilidade da sua aplicação na otimização da recuperação energética de correntes quentes intermediárias do processo. Foram utilizados os softwaresMATLAB®, para a etapa de detecção de estado estacionário, e GAMS® nas etapas de reconciliação de dados, estimação de parâmetros e otimização. O teste de detecção de estado estacionário F-modificado de Cao e Rhinerhat mostrou-se aplicável a dados em linha, após a seleção adequada dos dados a serem coletados e sintonia das constantes do método. As etapas de reconciliação de dados e estimação de parâmetros foram realizadas simultaneamente (DRPE - Data Reconciliation and Parameter Estimation), sendo estimados os coeficientes globais de transferência de calor e vazões de fluido quente por cada trocador de calor. Finalmente, a otimização foi realizada utilizando-se dois problemas de otimização diferentes: maximizando-se a troca térmica total da HEN, e minimizando-se a diferença das temperaturas de saída do fluido frio de cada ramal de trocadores de calor, tal como seria feito se fosse aplicado o controle auto otimizado SOC - Self-Optimizing Control. A partir dos resultados de ambas as otimizações, o potencial de aumento do aproveitamento energético da rede de trocadores de calor ficou entre 5,1% a 5,7%.
- Imprenta:
- Data da defesa: 05.09.2019
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ABNT
IKARIMOTO, Cesar Sussumu. Otimização em linha (RTO) de rede de trocadores de calor de uma refinaria de petróleo. 2019. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2019. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19112019-102150/. Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Ikarimoto, C. S. (2019). Otimização em linha (RTO) de rede de trocadores de calor de uma refinaria de petróleo (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19112019-102150/ -
NLM
Ikarimoto CS. Otimização em linha (RTO) de rede de trocadores de calor de uma refinaria de petróleo [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19112019-102150/ -
Vancouver
Ikarimoto CS. Otimização em linha (RTO) de rede de trocadores de calor de uma refinaria de petróleo [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19112019-102150/
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