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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Programação de Blending e distribuição de diesel em refinarias
Author: Dimas, Diovanina
First Advisor: Murata, Valeria Viana
First member of the Committee: Lopes, Luís Cláudio Oliveira
Second member of the Committee: Neiro, Sergio Mauro da Silva
Third member of the Committee: Moro, Lincoln Fernando Lautenschlager
Summary: O presente trabalho se preocupa com o desenvolvimento de modelos alternativos de otimização que abordam o problema de programação das operações de blending e distribuição de diesel em refinarias. A produção de diesel com diferentes especificações ocorre pela mistura de correntes intermediárias geradas por unidades de processo a montante, os quais são armazenados em tanques e estão disponíveis para uso em qualquer ponto no tempo ao longo do horizonte de tempo. Os produtos finais são supostos serem preparados em um tubo de distribuição (blending in-line), imediatamente antes de serem enviados para o destino final através dos oleodutos, o que significa que o tempo de certificação não é imposto neste caso, apesar de ser obrigatório por lei no Brasil. Os diferentes tipos de diesel são bombeados de forma contínua, formando uma região de mistura no transporte de duas parcelas em sequência, apresentando especificações desconhecidas. A região de mistura é denominada interface. Este fato é abordado nos modelos postulando restrições de identificação de interface e penalização de tal ocorrência na função objetivo, com um custo que normalmente é avaliado com base nos tipos de produtos envolvidos na formação da interface. O custo mencionado é dependente da sequência formada e a adição de restrições de identificação das interfaces tem um impacto enorme no tamanho do modelo e no desempenho da solução. O estudo realizado neste trabalho começa revisando um modelo originalmente proposto na literatura por Pinto ET AL. (2000). Em seguida, melhorias, principalmente relativas às restrições de identificação das interfaces são propostas e avaliadas com o objetivo de expandir a aplicabilidade do modelo quanto ao horizonte de tempo expandido, permitindo um modelo mais fiel aos cenários do mundo real. A conhecida representação de tempo discreto é utilizada em todos os modelos propostos, que são do tipo MILP e foram implementados no sistema GAMS e resolvidos com o auxílio do solver CPLEX. O critério de desempenho adotado é a minimização dos custos, que incluem matéria-prima, bombeamento, inventário e custos de transição. Uma análise comparativa de todos os modelos propostos foi realizada. Embora os modelos sejam ainda um pouco limitados, os resultados parecem muito promissores e servem de base para desenvolvimentos futuros nesta área, onde se observa materiais escassos na literatura.
Abstract: The present work is concerned with the development of alternative optimization models which address the scheduling problem of diesel blending and distribution in oil-refinery operations. Diesel products with different grades are blended considering intermediate streams generated by upstream process units, which are stored in dedicated tanks and are available for use at any point in time along the time horizon. Final products are supposed to be prepared in a manifold (in-line blending) just prior to be sent to the final destination through pipelines, which means that certification time is not imposed in this case, although it is mandatory by law in Brazil. Different diesel parcels are pumped contiguously, in which case an interface between the two adjacent parcels is established creating a certain amount of off-spec material. This fact is addressed in the models by postulating interface identification constraints and penalizing such an occurrence in the objective function with a cost that is usually evaluated based on the diesel products involved with the formed interface. The foregoing mentioned cost is sequence dependent and the addition of interface identification constraints has huge impact on model size and on solution performance. Our study starts by revisiting a model originally proposed in the literature by Pinto et al. (2000). Next, improvements mainly concerning with the interface identification constraints are proposed and evaluated with the aim at expanding model applicability as to the spanned time horizon, which enables the model to be more conformable with real world scenarios. The well known discrete time representation is employed and all proposed models fall into the MILP class of problems which are implemented in the GAMS system and solved with the help of the CPLEX solver. The adopted performance criterion is to minimize costs including raw material, pumping, inventory and transition costs. A comparative analysis of all proposed models was performed. Although the models are somewhat still limited, results look very promising and serve as a basis for future developments in this area where we observe scarce materials in the literature
Keywords: Programação da Produção
Blending e distribuição de diesel
Otimização e custos de transição
Scheduling
Diesel blending and distribution
Optimization and transition costs
Combustíveis diesel - controle de produção
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Engenharias
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: DIMAS, Diovanina. Programação de Blending e distribuição de diesel em refinarias. 2013. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15253
Date of defense: 28-Feb-2013
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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