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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Programação da produção para o problema de suprimento de petróleo com a eliminação da discrepância da composição nos tanques e a especificação dos produtos da destilação
metadata.dc.creator: Silva, Arinan Dourado Guerra
metadata.dc.contributor.advisor1: Murata, Valeria Viana
metadata.dc.contributor.referee1: Neiro, Sergio Mauro da Silva
metadata.dc.contributor.referee2: Lopes, Luís Cláudio Oliveira
metadata.dc.contributor.referee3: Assis, Adilson José de
metadata.dc.description.resumo: Uma programação ótima da etapa de suprimento de petróleo permite a redução dos custos totais de uma refinaria através do uso mais inteligente dos petróleos mais baratos, da minimização das trocas das cargas nas unidades de destilação e da redução da sobrestadia dos navios. O objetivo deste trabalho é a programação do sub problema de suprimento de petróleo sob os seguintes aspectos: i) a existência da discrepância entre as concentrações da mistura de petróleo cru presentes nos tanques de carga e as concentrações da mistura na corrente de saída destes tanques; ii) o desenvolvimento de um modelo matemático que incorpore restrições capazes de eliminar tais discrepâncias, garantindo a condição de mistura perfeita nos tanques; iii) a especificação de propriedades não somente da mistura de petróleos mas também do produto das colunas de destilação; iv) a utilização de um modelo baseado em rendimentos ou modelo de separação para respeitar estas especificações de propriedades, aplicado a produção em campanhas de diesel e de nafta. As funções objetivo utilizadas consideram a minimização de custos e a maximização de produtos. Primeiramente é analisada a questão da eliminação da discrepância entre as misturas geradas; para tal são comparados os resultados de dois modelos, um MILP que não elimina a discrepância de composição entre as misturas e um MINLP que garante a eliminação da discrepância das misturas através da adição de restrições não convexas. A análise da questão da discrepância é feita através da aplicação destes modelos a quatro estudos de casos de diferentes complexidades, que consideram horizontes de programação de 8, 10, 12 e 15 horas para diferentes números de petróleo cru, de navios e de especificações de propriedades nos tanques de carga e diferentes considerações sobre mistura de petróleo nos tanques intermediários. Em um dos casos é considerada a manutenção de lastro nos tanques intermediários. Um segundo modelo MINLP com eliminação das discrepâncias é desenvolvido neste trabalho, aplicado à otimização de campanhas de produção de diesel e de nafta, para minimização dos custos e maximização da produção total, com especificação da concentração de enxofre nos pools de produtos ao invés de nos tanques de carga. Este modelo, conhecido como modelo de separação, adota o conceito de rendimentos para o cálculo da vazão das correntes de produtos intermediários. Este modelo é aplicado a quatro casos, sem mistura e com mistura nos tanques intermediários e sem lastro e com lastro nos tanques de carga e nos tanques intermediários. É considerado ainda o descarregamento particionado entre os tanques. Os resultados obtidos mostram a importância da eliminação da discrepância de composição para o problema do suprimento de petróleo, além disso pode-se observar que com a adição da modelagem da geração e especificação dos produtos da destilação há um ganho significativo na análise do problema. Todos os modelos foram implementados no sistema GAMS®.
Abstract: An optimal oil supply scheduling allows the reduction of the total costs of a refinery through smarter use of cheaper oil, minimizing the exchange of charges in distillation units, and the reduction of demurrage of ships. This present work aims the development of models for schedule of the supply of oil refineries under the following aspects: i) the existence of composition discrepancy between the crude oil mixture in the charging tanks and the mixture in the outlet flow of this units; ii) the development of a mathematical model that is able to eliminate such discrepancies, therefore ensuring the perfect mix condition in the tanks; iii) the properties specification not only in the crude oil mixture, but in the distillation products as well; iv) the utilization of a model based on yields also known as separation model to attend this properties specifications, applied to production campaigns of diesel and naphtha. The objective functions used considered cost minimization and production maximization. First is addressed the discrepancy issue between the generated mixtures; for such the results of two models are compared, an MILP that allows discrepancy between mixtures, and a MINLP that eliminates the discrepancy issue by adding nonconvex constraints in its formulation. Consideration of the discrepancy issue is made by applying this models to four case studies of different complexities, considering time horizons of 8, 10, 12 and 15 hours for different numbers of crude oil, ships and property specifications in the tanks loading and different considerations about mixing of oil in intermediate tanks. In one case is considered the ballast on intermediate tanks. A second MINLP model with discrepancies elimination is developed in this paper, applied to optimization of campaigns to produce diesel and naphtha, considering the minimization of costs and maximization of total output, specifying the sulfur concentration in the product pools rather than in incoming tanks. This model, known as separation model, adopts the concept of yields for calculating the flow of intermediate product streams. This model is applied to four cases: no mixing and blending in intermediate tanks and ballast and no ballast in incoming and intermediate. It is also considered the loading partition between tanks. The results shows the importance of the elimination of composition discrepancy for the problem of oil supply, furthermore it can be seen that the addition of modeling the generation and specification of the distillation products implies in a significant gain in the analysis of the problem . All the models were implemented on GAMS®.
Keywords: Programação da Produção
Suprimento de Petróleo
Otimização
Discrepância
Campanhas de Produção
Scheduling
Crude oil supply
Optimization
Discrepancy
Production campaigns
Petróleo - Controle de produção
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: SILVA, Arinan Dourado Guerra. Programação da produção para o problema de suprimento de petróleo com a eliminação da discrepância da composição nos tanques e a especificação dos produtos da destilação. 2013. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15215
Issue Date: 30-Jul-2013
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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