Aplicação de metodologia heurística para otimização de redes de hidrogênio em refinarias de petróleo

• Autor(a) principal: Paiva, Amanda Paula da Rosa
• Data de Publicação: 2021
• Outros Autores: Borges, Lorenzo Theodoro
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/14273
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA; Petróleo; Refinarias; Hidrogênio

O presente trabalho discorre sobre o estudo e a ampliação da metodologia algorítimica-heurística Diagrama de Fontes de Hidrogênio (DFH), que busca reduzir o consumo do gás hidrogênio em processos produtivos de refinarias de petróleo. Esta necessidade de redução vem acompanhada de um crescente aumento de legislações ambientais. Além disso, a busca por um maior rendimento produtivo também é um dos impulsionamentos de iniciativas como esta. Desta maneira, buscou-se propor novas heurísticas ao método DFH e aplicá-lo em uma gama de estudos de casos, de forma a comprovar a eficiência do método e das alterações propostas. Ademais, foram incorporadas outras considerações que não estavam descritas na metodologia original, como a adição da rede de compressores. Essas modificações buscam aproximar o resultado final do método com a realidade da indústria química, como pode ser percebido com a progressão da implementação de melhorias no decorrer dos estudos de caso. O primeiro e o segundo estudos de caso buscam a validação do método DFH, sem considerar a pressão das correntes. No primeiro estudo de caso obteve-se um consumo 7 % menor de fontes externas; já o segundo estudo de caso, que apresenta mais processos do que o primeiro estudo de caso, apresenta redução do consumo de 30 % em uma das fontes. O terceiro estudo de caso envolve a síntese da rede de compressores e uma análise econômica simplificada. Neste estudo não houve melhoria expressiva na rede de hidrogênio, porém houve a redução de quatro compressores, gerando custos 49 % menores. No quarto estudo de caso, além da vazão, da pressão e dos custos envolvidos, também é avaliada a integração de processos; observa-se que no primeiro cenário a planta integrada tem menor custo total quando comparada com a não integrada. A solução integrada gerou 26 % de redução do custo total no segundo cenário, entretanto a rede de compressores acabou empregando mais compressores.