Synthesis and genetic algorithm-based optimization to reduce dry weight and footprint of topsides oil & gas processing (2021)
- Authors:
- Autor USP: PEREIRA, LEANDRO AUGUSTO GRANDIN - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: ALGORITMOS GENÉTICOS; PROCESSO
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Petróleo e gás se manterão relevantes nas próximas décadas, com várias novas plataformas marítimas sendo necessárias para satisfazer a demanda, mantendo um nível elevado de desenvolvimento de novos projetos. O projeto de plataforma pode ser acelerado e melhorado se o típico método de projeto baseado em conhecimento substituído por uma estrutura contemplando síntese e otimização de processos. Uma ferramenta de programação matemática de propósito geral para síntese e otimização de processos foi desenvolvida em Matlab, com aplicação imediata em sistemas marítimos de processamento de petróleo e gás, contemplando elementos como estimativa de propriedades termofísicas, projeto de processo e projeto mecânico preliminar de diversos equipamentos, desenvolvimento de uma superestrutura e extração de fluxogramas de processo para dois tipos de fluidos (petróleo com baixo e alto teor de CO2), análise paramétrica, e otimização baseada em algoritmo genético buscando a maximização de produção de petróleo e a minimização do peso seco e área de equipamentos.Para cada um dos fluidos avaliados nas condições de entrada fornecidas, a produção máxima de petróleo é aproximadamente igual independente do fluxograma avaliado, com um comportamento assintótico entre produção de petróleo e peso seco ou área dos equipamentos, demonstrando a possibilidade de se atingir produção de petróleo muito próxima ao máximo encontrado na fronteira de Pareto enquanto reduzindo significativamente o peso seco e área dos equipamentos. Considerando os melhores atributos dos fluxogramas avaliados para o fluido de baixo teor de CO2, o fluxograma que combina pré-compressão com desidratação por TEG apresentou, em relação aos fluxogramas baseados em TEG sem pré-compressão e peneira molecular com pré-compressão, peso seco de equipamentos 25.6% e57.7% respectivamente menor e área de equipamentos 13.6% e 10.6% respectivamente menor. Considerando os melhores atributos dos fluxogramas avaliados para o fluido com alto teor de CO2, o fluxograma que combina membranas de acetato de celulose (separação do excesso de CO2) e absorção química por MEA (polimento de CO2) mostrou o melhor compromisso entre produção de petróleo, peso seco de equipamentos, área de equipamentos e consumo de energia, com peso seco e área de equipamentos respectivamente 22% e 26% menores do que o fluxograma que somente emprega membranas de acetato de celulose para remoção de CO2. O fluxograma que emprega exclusivamente absorção química por MEA para separação de CO2 apresentou o menor peso seco e a menor área de equipamentos, entretanto o consumo de calor é extremamente elevado comparado aos fluxogramas que empregam membranas de acetato de celulose. A ferramenta de síntese e otimização de processos desenvolvida é eficiente, poderosa e pode ser expandida para outras condições de entrada, diferentes sistemas de produção, diferentes atributos, atingindo objetivos como redução de área, redução de peso seco,descarbonização e redução de custo.
- Imprenta:
- Data da defesa: 06.08.2021
-
ABNT
PEREIRA, Leandro Augusto Grandin. Synthesis and genetic algorithm-based optimization to reduce dry weight and footprint of topsides oil & gas processing. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-20122021-155556/. Acesso em: 05 nov. 2024. -
APA
Pereira, L. A. G. (2021). Synthesis and genetic algorithm-based optimization to reduce dry weight and footprint of topsides oil & gas processing (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-20122021-155556/ -
NLM
Pereira LAG. Synthesis and genetic algorithm-based optimization to reduce dry weight and footprint of topsides oil & gas processing [Internet]. 2021 ;[citado 2024 nov. 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-20122021-155556/ -
Vancouver
Pereira LAG. Synthesis and genetic algorithm-based optimization to reduce dry weight and footprint of topsides oil & gas processing [Internet]. 2021 ;[citado 2024 nov. 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-20122021-155556/
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
