Fig. 2: Malhas de controle implementadas para o controle distribuído

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1 Fig. 2: Malhas de controle implementadas para o controle distribuído
IMPLEMENTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS DE CONTROLE MULTIVARIÁVEL NO PROCESSO DE FRACIONAMENTO DE FRAÇÕES LEVES DE PETRÓLEO Iaçanã G. B. Parisotto (bolsista); Ricardo A. F. Machado (orientador) RESULTADOS OBTIDOS: Foram realizadas simulações no software comercial Hysys® para avaliar o controle da coluna de destilação situada no Laboratório de Controle de Processos (LCP/EQA/UFSC) operando com a mistura etanol/água. As simulações foram validadas experimentalmente. Foram realizadas, então, novas simulações, agora para estudo do fracionamento de petróleo. A figura abaixo mostra a simulação dinâmica do processo de destilação de petróleo bruto. MOTIVAÇÃO: A destilação é o processo de separação mais usado na indústria petroquímica. Seu principal objetivo é separar um dado volume em produtos mais valiosos. O valor dos produtos depende exclusivamente de sua qualidade. Isto torna o controle da qualidade a maior consideração na operação de uma coluna de destilação. A variação freqüente de composição na alimentação de colunas de fracionamento de óleo cru em refinarias, que resulta no ajuste de inúmeras variáveis, é um caso onde fatores associados ao processo dificultam o controle da unidade. Com isso, a unidade atmosférica opera em regime transiente em um determinado período, o que representa custos adicionais para a refinaria (SHINSKEY, 1984). Mudanças na operação de colunas de destilação devem ser evitadas ao máximo, são indesejáveis, mas ocorrem freqüentemente devido a mudanças de campanha. Até que o novo ponto de operação seja atingido, os produtos obtidos se encontram fora de especificação, levando a gastos extras de energia, matéria-prima, mão-de-obra, entre outros. Por isso, o desenvolvimento de estratégias de controle para minimização de transientes é essencial e leva à otimização energética das unidades. Fig. 1: Interface gráfica do software Hysys® em simulação de destilação de petróleo As simulações da destilação de petróleo usando a coluna existente indicam a necessidade de alteração na configuração da coluna e ajuste de alguns parâmetros quando fixadas razão de refluxo e carga térmica do refervedor. Estas alterações devem-se a mudança de carga (etanol/água para petróleo) que afeta o ponto de operação da coluna de destilação. Sendo realizados os ajustes, o processo de destilação de petróleo será simulado de maneira a obter os parâmetros necessários para a continuidade do trabalho (implementação do controle). OBJETIVOS DO TRABALHO: Desenvolvimento e implementação de um sistema de controle multivariável em uma coluna de destilação a fim de reduzir transientes oriundos de diversos tipos de perturbação e validação da proposta da utilização de ações distribuídas de controle no processamento de frações leves de petróleo. APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO: Uma estratégia de controle de uma coluna de destilação, ajustada de maneira a minimizar os transientes de operação, leva a otimização energética e conseqüente redução do custo operacional de um processo que consome quantidade considerável de energia, contribuindo positivamente para o desenvolvimento econômico da Indústria do Petróleo. Fig. 2: Malhas de controle implementadas para o controle distribuído CONCLUSÕES: Quando há uma mudança na carga (etanol/água para petróleo), as simulações da coluna de destilação exigem ajustes de parâmetros, pois as misturas são muito diferentes. Para uma eficiente separação dos cortes de petróleo e segurança de quem monitora a operação, é necessário um acréscimo de equipamentos no processo de destilação, eficiente para mistura de etanol/água. Por exemplo, é necessário um número maior de condensadores devido à alta volatilidade de alguns componentes. O petróleo também exige demanda energética mais expressiva, pois o seu ponto de ebulição médio é superior ao ponto de ebulição da mistura etanol/água. A validação da estratégia de controle multivariável com ações distribuídas possui aplicação imediata na indústria de petróleo, considerando-se o custo operacional de cada processo envolvido, o que poderá apresentar um diferencial competitivo bastante significativo. AGRADECIMENTOS: