Abstract

LOPEZ, Diana-C. et al. OPTIMIZATION MODEL OF A SYSTEM OF CRUDE OIL DISTILLATION UNITS WITH HEAT INTEGRATION AND METAMODELING. C.T.F Cienc. Tecnol. Futuro [online]. 2009, vol.3, n.5, pp.159-173. ISSN 0122-5383.

A destilação de cru é um processo que impacta consideravelmente a economia de qualquer refinaria e portanto é necessário melhorálo aproveitando a infraestrutura instalada, gerando produtos dentro de especificações, sem violar as diferentes janelas operativas ou restrições de planta que existem nas unidades industriais. O objetivo deste artigo é apresentar o desenvolvimento de um modelo de otimização de um Sistema de Unidades de Destilação de Cru (UDCs) pertencente à refinaria de Barrancabermeja da ECOPETROL S.A. que envolve as restrições de planta típicas (fluxo por capacidade de tubulações, bombas, torres de destilação, etc.) e uma restrição ainda não contemplada na literatura para modelos deste tipo: a integração energética das correntes das Torres de Destilação Atmosféricas (TDAs) e as Torres de Destilação a Vácuo (TDVs) com a rede de intercambiadores de calor que pré-aquecem o cru. Por outro lado, as TDAs foram modeladas através de Metamodelos em função das temperaturas e pressões das torres, os fluxos e temperaturas de retorno dos pumparounds, os fluxos de vapor de despojo, o PFE da ASTM D-86 para o Jet e o Diesel. Os trens de pré-aquecimento foram modelados com balanços de massa e energia, e a equação de desenho de cada intercambiador. O modelo de otimização é de tipo NLP, maximizando a utilidade do sistema. Este modelo foi implementado em GAMSide 22.2 usando o solver CONOPT e prediz novos pontos de operação ótimos com melhores resultados econômicos que aqueles obtidos com a operação normal nas plantas reais. O modelo calculou as condições de operação ótimas de 3 TDAs para um cru de composição constante e calculou os rendimentos e propriedades dos produtos atmosféricos, adicionalmente às temperaturas e duties de 27 intercambiadores de cru.

Keywords : sistema de unidades de destilação de cru; UDC; otimização; PNL; metamodelos; restrições operacionais; restrição energética; rede de intercambiadores de calor.

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