Simulação dinâmica e controle preditivo de uma unidade de processamento de gás natural

• Autor(a) principal: Araujo Junior, Gerson Fernandes
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/17931
• topic: Modelagem de processos; Controle Preditivo; Controle de processos; Gás natural; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::GERENCIA DE PRODUCAO::PLANEJAMENTO, PROJETO E CONTROLE DE SISTEMAS DE PRODUCAO

A escolha da melhor técnica de controle para colunas de destilação e a sua implantação adequada são economicamente importantes, devido ao efeito do controle na qualidade e na quantidade do produto e no consumo de energia. Assim, o sistema da unidade de recuperação de líquidos (URL) de gás natural de Cabiúnas – RJ foi estudado com o objetivo de implementar uma metodologia simplificada de controle preditivo multivariável (CPM) na sua coluna desmetanizadora. Para isto, realizou-se a modelagem e a simulação dinâmica da unidade usando o simulador UNISIM DESIGN (HYSYS), tendo como referência condições de projeto dos equipamentos (Mendonça E. S., 2009) e dados da simulação estacionária realizada no simulador de processos PETROX (Mendonça E. S., 2007). Para o controle preditivo, adotou-se o algoritmo QDMC (“Quadratic Dynamic Matrix Control”), largamente usado na indústria. Tendo por objetivo, a minimização da perda de etano no produto de topo e a manutenção da fração de metano no fundo da coluna, foram escolhidas duas variáveis a serem manipuladas - o set point (SP) da temperatura do vaso de alimentação do turbo-expansor e o SP do 22º estágio da coluna desmetanizadora - e duas variáveis controladas - a fração molar de etano no topo da coluna e a de metano no fundo da coluna. Para se investigar a eficiência desta forma de controle, foram resolvidos dois problemas servos e três problemas reguladores com a introdução de distúrbios na vazão e na composição da alimentação. O CPM se mostrou mais eficiente que duas alternativas de controle comparadas nas quais foram utilizados controladores do tipo PI (Proporcional Integral), com sintonias diferentes.