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Design e solução de um algoritmo de programação de produção online em refinarias para estratégias Open-loop e Closed-loop

Processo: 18/04943-0
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de julho de 2018
Vigência (Término): 14 de novembro de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
Pesquisador responsável:Jorge Andrey Wilhelms Gut
Beneficiário:Robert Eduard Franzoi Junior
Supervisor no Exterior: Christos T. Maravelias
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Wisconsin-Madison (UW-Madison), Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:17/03310-1 - Otimização integrada da programação de produção no refino de petróleo: da descarga de óleo até a entrega de combustíveis, BP.DD
Assunto(s):Scheduling   Otimização matemática   Programação matemática   Refinarias   Planejamento da produção

Resumo

Até agora, a literatura sobre otimização da programação de produção no refino de petróleo bruto abrangeu o problema desde a descarga e armazenamento de óleo até as correntes de saída da unidade de destilação, considerando um ambiente offline. Para avançar, esta pesquisa amplia o escopo do problema englobando desde a chegada da matéria-prima até a produção de produtos, considerando as etapas intermediárias de processamento da refinaria em um ambiente online integrado no ciclo de programação de produção. Dados de feedback de processo e medidas laboratoriais da planta são considerados em estratégias de ciclo aberto ("Open-loop") e fechado ("Closed-loop") para melhores previsões no processo. Na estratégia de ciclo aberto são atualizadas, no ciclo de programação de produção on-line, informações de entrada do processo, como atividades de catalisador, tempo de residência de reatores e atrasos de abastecimento de tanques (para melhor mistura ou segregação de fluxos). Por outro lado, em uma estratégia de ciclo fechado a atualização das saídas medidas no processo podem calibrar ganhos e erros como em ymeasured = gain × ymodel + bias, dado que a atualização de dados em y considera os rendimentos do processo e variáveis, como os rendimentos, fluxos, inventários e propriedades, cujos efeitos se propagam em toda a rede de processo. Após um cálculo simultâneo de reconciliação e estimação de dados, o feedback de parâmetros será aplicado em um problema completo de programação de produção da refinaria de petróleo, considerando topologia real de tanques, torres de destilação em cascata e etapas de processamento e mistura, para otimizar efetivamente o processo. A estratégia de feedback é resolvida para a programação da produção de refinarias em uma abordagem de decomposição iterativa de programação linear e não-linear integrada (MILP-NLP), atualizando os rendimentos e propriedades das frações e os rendimentos das operações de mistura na próxima solução MILP até a convergência ser alcançada. (AU)