Otimização de um processo real de destilação atmosférica de petróleo utilizando simulação de processos e métodos estatísticos

• Main Author: Nóbrega, Maria Bianca Medeiros de Mello
• Other Authors: 08580772800
• Language: Portuguese
• Published: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA 2018
• Subjects: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Otimização; Torre de destilação; Petróleo; Simulação; Método de superfície de resposta
• Online Access: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25112

Submitted by Automação e Estatística ([e-mail]) on 2018-05-02T23:09:42Z No. of bitstreams: 1 MariaBiancaMedeirosDeMelloNobrega_DISSERT.pdf: 2666810 bytes, checksum: a650dad303d83d01d10dfe2ed3be2336 (MD5) === Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva ([e-mail]) on 2018-05-07T22:49:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MariaBiancaMedeirosDeMelloNobrega_DISSERT.pdf: 2666810 bytes, checksum: a650dad303d83d01d10dfe2ed3be2336 (MD5) === Made available in DSpace on 2018-05-07T22:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaBiancaMedeirosDeMelloNobrega_DISSERT.pdf: 2666810 bytes, checksum: a650dad303d83d01d10dfe2ed3be2336 (MD5) Previous issue date: 2018-01-05 === A crescente demanda energética mundial tem ocasionado uma elevação nos preços da energia e exigindo cada vez mais a utilização de técnicas que aumentem a eficiência dos processos nas indústrias. Acrescente-se, ainda, que no contexto ambiental, o aumento da eficiência energética tem um papel fundamental na redução das emissões de gases de efeito estufa, contribuindo para um desenvolvimento sustentável. Dessa forma, o presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de otimizar o consumo de energia do condensador de topo de uma torre de destilação atmosférica de petróleo, instalada em uma das maiores refinarias do Brasil. A otimização consistiu na determinação de valores ótimos para a vazão de vapor de retificação e temperatura de carga, que minimizam o consumo de energia do condensador, atendendo os critérios de especificação de produtos e limites operacionais dos equipamentos. Foi desenvolvida uma metodologia de trabalho, que inclui as etapas de modelagem, análise de sensibilidade, planejamento fatorial e Método de Superfície de Resposta (MSR). Essas etapas foram desenvolvidas usando o simulador comercial Petro-SIM® e os softwares STATISTICA© e Microsoft Excel®. Os resultados obtidos demonstram que, a refinaria opera em condições operacionais próximas aos valores ótimos, mas ainda é possível obter ganhos significativos através do ajuste da vazão de vapor de retificação e da temperatura de carga. As alterações da vazão de vapor para 280,00 ton/d e da temperatura de carga para 363,64 °C podem gerar uma redução de 0,81% na carga térmica global e uma economia mensal de R$341.733,00. Vale ressaltar ainda uma redução mensal de 2.148 m³ de água utilizada para a produção de vapor. Dessa forma, além da possibilidade de se obter ganhos reais, a metodologia desenvolvida pode ser utilizada como uma ferramenta de otimização para a melhoria da eficiência energética, mesmo em processos complexos como a destilação de petróleo. === The increasing global demand for energy has caused a rise in energy prices and has required the search for techniques that enhance the efficiency of processes in industries. Furthermore, in the environmental context, increasing energy efficiency plays a key role in reducing greenhouse gas emissions, contributing to sustainable development. This work was developed with the objective of optimizing the energy consumption of the top condenser of an atmospheric petroleum distillation tower, installed in one of the largest refineries in Brazil. The optimization consisted in the determination of optimum conditions for the stripping steam and feed temperature, which minimize the condenser energy consumption, according the product specification requirement and the equipment operational limits. The working methodology developed includes the steps of modeling, sensitivity analysis, factorial design and Response Surface Method (MSR). This was possible with the aid of the commercial simulator Petro-SIM® and the softwares STATISTICA© and Microsoft Excel®. The results demonstrate that the refinery operates at operational conditions close to optimum values, but significant gains can still be reach by adjusting the stripping steam flowrate and feed temperature. The change in the steam flowrate to 280.00 t/d and the feed temperature to 363.64 °C can generate a reduction of 0.81% in the overall thermal load and a monthly savings of R$ 341,733.00. It is also worth mentioning a monthly reduction of 2,148 m³ of water for the steam production. Thus, in addition to the possibility of real gains, this developed methodology is able to be an optimization tool to improve energy efficiency, even in complex processes such as petroleum distillation.