Implantação de Controle Avançado na Unidade de Hidrotratamento de Instáveis da REVAP

Neste trabalho é descrita a implantação de controle preditivomultivariável (MPC) na Unidade de Hidrotratamento deInstáveis (HDT-I) da refinaria Henrique Lage (REVAP). Ocontrole foi desenvolvido com o objetivo de atender ademanda de diesel do mercado interno brasileiro de forma amaximizar a rentabilidade , procurando produzir com maissegurança e estabilidade operacional e atendendo às novasrestrições de enxofre.

Márcio R. da S. Garcia¹ e Renato N. Pitta²E-mail para contato: marcio.garcia@radixeng.com.br

¹Radix Engenharia e Desenvolvimento de Software¹²Petróleo Brasileiro S.A / REVAP

Introdução As variáveis manipuladas pelo controlador são aquelasrelacionadas ao máximo rendimento da unidade. Asvariáveis controladas representam as restriçõesoperacionais e propriedades físicas do produto, dentre asquais as inferências de enxofre e ponto de fulgor do diesel. Acarga da unidade representa a variável distúrbio,empregada na ação de controle feedforward. As variáveis docontrolador estão listadas na Tabela 1:

A HDT-I tem por objetivo processar a carga combinada dediesel proveniente de três unidades: Diesel médio da destilaçãoatmosférica, Óleo Leve de Reciclo (LCO) da unidade decraqueamento catalítico (FCC) e Gasóleos leve e médio e mais anafta pesada da unidade de coqueamento de petróleo (UCP).

Para que o diesel produto atenda às especificações de teormáximo de enxofre, H2S e ponto de fulgor a carga combinadapassa pelas etapas mostradas no fluxograma presente naFigura 1 . Ao final do processo o produto é enviado ao pool dediesel da refinaria, onde é misturado a correntes provenientesde outras unidades.

O Processo

O principal objetivo do controle avançado projetado é garantirque o diesel seja produzido dentro das especificações com omenor consumo energético, garantindo a máximarentabilidade do processo.

O controlador utilizado possui uma estrutura de duascamadas, sendo uma estática, responsável por calcular ospontos ótimos de operação de forma a não violar as restriçõesde processo e outra dinâmica responsável pelo cálculo datrajetória ótima. O algoritmo de controle é o DMC comProgramação quadrática, cuja lei de controle é dada pelaEquação 1:

s.a. (1)

Controle Avançado

Os primeiros resultados provenientes da aplicação docontrolador tratam da estabilidade operacional da unidade.O gráfico da Figura 2 mostra o controlador atuando deforma a obter o maior rendimento econômico da variávelcontrolada em questão sem que a mesma não saia da faixaespecificada:

Resultados

Projetos de controle avançado em unidades de processotendem a ter um retorno rápido sobre o investimento, sendogradualmente utilizado nas indústrias. Para o caso dasunidades de hidrorrefino o retorno econômico se dá pelamaximização do processamento de cargas instáveis eredução do consumo de insumos e geração de cargasresiduais.

O correto dimensionamento do controlador e das faixas deoperação é fundamental para evitar constante saturação dosatuadores, abandono de variáveis controladas e rápidaatuação em caso de não atendimento das restrições,extraindo omáximo da tecnologia atualmente disponível.

Figura 1: A Unidade de Hidrotratamento de Instáveis

Conclusão

Tabela 1: Variáveis do Controle Avançado

Figura 2: Atuação do controle avançado

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Manipuladas Controladas

Temp. do Forno WABT da reação

Vazões de Instáveis Especificações de enxofre e fulgor

Temp. de reação Temp. de retificação

Temp. e vazão de retificação Vazões de produtos residuais

Os benefícios econômicos da implantação do controladorainda estão em fase de análise. Com aproximadamente umano da sua implantação, o controlador tem conseguidomaximizar as trocas térmicas na unidade, resultando emmenor consumo de insumos, menor geração de cargasresiduais e aumento do processamento de instáveis.