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Type: TESE
Title: Aplicação de planejamento de experimentos em diferentes etapas do refino de petroleo
Title Alternative: Application of experimental design in different stages of the oil refining
Author: Fregolente, Leonardo Vasconcelos
Advisor: Maciel, Maria Regina Wolf, 1955-
Abstract: Resumo: Neste trabalho, a técnica de planejamento de experimentos foi aplicada em diferentes estudos de otimização realizados na Refinaria de Paulínia (Replan). O trabalho abrange aplicações da técnica em escala laboratorial, em ferramenta computacional, até a utilização da técnica em diferentes plantas industriais. Os estudos de laboratórios consistiram na avaliação da dependência da lubricidade do diesel metropolitano em relação à sua composição e no desenvolvimento de uma nova metodologia para determinação do ponto de fulgor de frações leves de petróleo. Através de planejamentos fatoriais aplicados a um simulador do processo de coqueamento retardado (denominado DC-SIM), foram geradas equações polinomiais simples para a previsão de rendimentos dos produtos da unidade em sua etapa reacional. Utilizando estas equações, curvas de nível foram obtidas, as quais auxiliam na análise do comportamento da unidade frente a modificações nas condições de operação. Duas aplicações consistiram na realização de testes em plantas industriais. Primeiramente, utilizando planejamentos em dois níveis, foram levantados novos modelos para o controle avançado de uma torre de fracionamento de naftas através da realização de testes de identificação utilizando perturbações em degrau. A metodologia de planejamento de experimentos possibilitou uma análise multivariável do sistema. Finalmente, foram realizados experimentos seguindo planejamentos com configuração estrela para a maximização da recuperação de moléculas na faixa de destilação do GLP nas áreas de fracionamento de gases das duas unidades de coqueamento retardado da Replan. Por se tratar da maior refinaria de petróleo do país, sendo responsável por cerca de 20% da capacidade de refino no Brasil, a utilização de planejamentos fatoriais foi de fundamental importância para a viabilização de alguns testes em planta, já que reduz significativamente o número de experimentos necessários quando comparada à metodologia de avaliação de um fator por vez. Desta forma, o impacto dos testes na produção de derivados foi minimizado. Além disso, os resultados obtidos propiciaram um ganho econômico expressivo para a refinaria.

Abstract: In this work, experimental design technique was applied to different optimization studies, which were carried out in the Paulínia Refinery (Replan). The work covers applications of the technique in laboratorial scale, in computational tool, and the use of the technique in different industrial plants. The laboratory studies consisted in the evaluation of the dependence of the metropolitan diesel oil lubricity in relation to its composition and in the development of a new methodology to determine the flash point of light fractions of petroleum. Through factorial designs applied to a delayed coke simulator (named DC-SIM), simple polynomial equations were generated to predict the products yields of the unit in the reaction step. Using these equations, contour plots were obtained, which helped the analysis of the process response due to changes in the operating conditions. Two applications were done in industrial plants. First, using two level factorial designs, new models were adjusted to be used in the advanced control of a naphtha fractionation tower. The identification tests were carried out giving step disturbance in the manipulated variables. The experimental design methodology allowed a multivariable analysis of the system. Finally, experiments were done according to star configuration factorial designs in order to maximize the recovery of LPG molecules in the gases fractionating units of two delayed coke plants of Replan. Since Replan is the biggest oil refinery in Brazil, responsible for 20% of the national refining capacity, the use of factorial designs had a fundamental importance to allow the running of some tests in the plant. It reduces significantly the number of experiments, when it is compared to univariate methodology. Therefore, the impact of the tests in the production was minimized. Furthermore, the results provided very expressive financial earns
Subject: Planejamento experimental
Petróleo - Refinação
Coque
Combustíveis diesel
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2009
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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