DESENVOLVIMENTO, ACOMPANHAMENTO E CONFIGURAÇÃO DE...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA DESENVOLVIMENTO, ACOMPANHAMENTO E CONFIGURAÇÃO DE SISTEMAS DE CONTROLE AVANÇADO, PI E SDCD NA REFINARIA REFAP Michele F. Lazzari Florianópolis, Agosto de 2007
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
DESENVOLVIMENTO, ACOMPANHAMENTO
E CONFIGURAÇÃO DE SISTEMAS DE CONTROLE AVANÇADO, PI E SDCD NA
REFINARIA REFAP
Michele F. Lazzari
Florianópolis, Agosto de 2007
Agradecimentos Agradeço o apoio financeiro da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) e da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), por meio do Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor do Petróleo e Gás PRH-34 ANP/MCT.
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Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC
Departamento de Engenharia Química e Alimentos – EQA EQA 5615 - Estágio Supervisionado
RELATÓRIO DE ESTÁGIO
Porto Alegre, 23 de Agosto de 2007.
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“DESENVOLVIMENTO, ACOMPANHAMENTO
E CONFIGURAÇÃO DE SISTEMAS DE
CONTROLE AVANÇADO, PI E SDCD”
Professor Orientador: Pedro Henrique Hermes de Araújo Engenheiro Supervisor: Luis Gustavo Soares Longhi
vi
ÍNDICE ANALÍTICO
1. APRESENTAÇÃO ..................................................................................1
2. OBJETIVO ..............................................................................................2
3. INTRODUÇÃO ........................................................................................3
3.1 A Petrobrás e a REFAP .........................................................................3
3.2 O Petróleo e o Refino ............................................................................5
3.3 O Caminho do Petróleo.........................................................................7
4. A REFAP.................................................................................................9
4.1 Divisão Setorial......................................................................................9
5. DESCRIÇÃO DAS UNIDADES INDUSTRIAIS.....................................10
5.1 LOGÍSTICA...........................................................................................10
5.2 UNIDADE DE DESTILAÇÃO................................................................13
5.2.1 Baterias de Pré-Aquecimento.........................................................13
5.2.2 Dessalgadoras .................................................................................13
5.2.3 Torre Estabilizadora ........................................................................14
5.2.4 Fornos...............................................................................................14
5.2.5 Torre de Destilação Atmosférica ....................................................15
5.2.6 Torre de Retificação ........................................................................17
5.2.7 Torre de Destilação a Vácuo...........................................................17
5.2.8 Tratamento MEROX .........................................................................19
5.2.9 Unidade de Solventes......................................................................20
5.2.10 Unidade de Águas Residuais..........................................................20
5.2.11 Unidade de Coqueamento Retardado – UCR ................................20
vii
5.2.12 Unidade de Hidrotratamento de Correntes Instáveis – UHDT......21
5.3 UNIDADE DE CRAQUEAMENTO ........................................................22
5.3.1 Unidade de Craqueamento Catalítico – UFFCC ............................22
5.3.2 Unidade de Craqueamento Catalítico Fluido de Resíduo – URFCC 25
5.3.3 Unidade de Geração de Hidrogênio – UGH ...................................26
5.3.4 Unidade de Recuperação de Enxofre – URE .................................27
5.4 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE DESPEJOS INDUSTRIAIS – ETDI 28
5.5 UTILIDADES.........................................................................................31
5.5.1 Estação de Tratamento de Águas – ETA .......................................31
5.5.2 Sistema Térmico ..............................................................................34
5.5.3 Sistema de Ar Comprimido.............................................................35
6. ESTÁGIO SUPERVISIONADO.............................................................37
6.1 Atividades ............................................................................................37
6.2 Revisão Bibliográfica ..........................................................................38
6.2.1 PI – PLANT INFORMATION .............................................................38
6.2.2 SDCD – SISTEMA DIGITAL DE CONTROLE DISTRIBUÍDO ..........39
6.3 Trabalhos Realizados..........................................................................41
6.3.1 Controle Avançado ..........................................................................41
6.3.2 Balanceamento dos Passes do Forno F-201.................................44
6.3.3 Sintonia das Malhas de Controle da Unidade de Hidrotratamento . ...........................................................................................................50
6.3.4. Implementação de Controlador e Sintonia da Malha de Controle De Circulação Mínima Da Bomba do Sistema de Blowdown da Ucr .........53
viii
6.3.5 Estudo do Impacto da Concentração de Óleo Vegetal na Carga da Unidade de Hidrotratamento .........................................................................56
6.4 Participação em Cursos......................................................................59
7. CONCLUSÃO .......................................................................................61
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................62
ix
LISTA DE FIGURAS Figura 1. Localização da REFAP .................................................................................... 4 Figura 2. Visão geral da Refap........................................................................................ 5 Figura 3. Esquema das Etapas de Beneficiamento do Petróleo na REFAP.................. 6 Figura 4. Esquema das Novas Unidades Implementadas Após a Ampliação ............... 6 Figura 5. Esquema da Logística do Petróleo .................................................................. 8 Figura 6. Localização dos Elementos Envolvidos na Logística do Petróleo .................. 8 Figura 7. Organograma da REFAP ................................................................................. 9 Figura 8. Área de Tancagem da Refinaria .................................................................... 10 Figura 9. Unidade de Destilação Atmosférica (U-50) ................................................... 16 Figura 10. Unidades de Destilação Atmosférica e a Vácuo (U-01 e U-02).................. 19 Figura 11. Unidade de Coqueamento Retardado ......................................................... 21 Figura 12. Unidade de Craqueamento Catalítico.......................................................... 25 Figura 13. Unidade de Geração de Hidrogênio ............................................................ 27 Figura 14. Unidade de Recuperação de Enxofre.......................................................... 27 Figura 15. Estação de Tratamento dos Despejos Industriais ....................................... 28 Figura 16. Esquema do Processo da ETDI................................................................... 31 Figura 17. Estação de Tratamento das Águas.............................................................. 32 Figura 18. Esquema Geral do Tratamento d’água na Refinaria................................... 33 Figura 19. Processo de Vaporização da Água.............................................................. 34 Figura 20. Diagrama de Blocos do Sistema de Ar Comprimido ................................... 36 Figura 21. Hierarquia de Controle ................................................................................. 42 Figura 22 Tabela de Verificação de Bias ...................................................................... 43 Figura 23. Tela Gráfica BTPF201.................................................................................. 48 Figura 24. Perturbação do tipo degrau.......................................................................... 51 Figura 25. Resposta do sistema à perturbação ............................................................ 51 Figura 26. Variação do sinal da PV devido uma perturbação no set-point .................. 53 Figura 27. Esquema da Malha de Controle da Circulação Mínima da Bomba B-650022........................................................................................................................................ 55 Figura 28. Esquema das Linhas de Carga da UHDT ................................................... 57
x
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Produtos derivados do petróleo..........................................................4 Tabela 2. Impurezas presentes na água e suas conseqüências......................32 Tabela 3. Atividades a serem realizadas durante o período de Estágio ..........37
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LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 Ganho do Controlador....................................................................51 Equação 2 Tempo morto..................................................................................51 Equação 3 Constante de tempo.......................................................................52
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SIMBOLOGIA ∆MV Variação da manipulada
∆PV Variação da controlada após
estabilizar
t0 Tempo em que foi feita a variação
t1 Tempo em que o sistema começa a
responder à variação
t2 Tempo em que o sistema atinge 63%
da resposta final
ovC Concentração final de óleo vegetal no vaso separador
oveC Concentração de óleo vegetal na entrada do vaso separador
V Volume do vaso separador Fe Vazão de entrada da carga no vaso
t Tempo de residência do inventário no vaso
τ Constante de Tempo
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1
1. APRESENTAÇÃO
Este trabalho descreve as atividades de estágio desenvolvidas na
Refinaria Alberto Pasqualini REFAP – S/A durante o período de 05 de março
de 2007 a 17 de Agosto de 2007. Ressalta-se que o estágio tem continuidade
até 19 de setembro de 2007, de acordo com as especificações contratuais,
concluindo as atividades iniciadas.
O desenvolvimento do estágio consolidou-se conforme um roteiro
estabelecido pelo supervisor, de maneira que este envolvesse atividades
relativas ao curso de Engenharia Química, como também relativas às
necessidades da empresa.
Num primeiro momento, houve a ambientação na empresa,
caracterizando-se pela Palestra de Integração, pelo estudo e
acompanhamento teórico e visitas às unidades de processo e serviços da
REFAP. Essa etapa integra o estagiário com a refinaria, com a força de
trabalho e com as normas e procedimentos que devem ser seguidos.
Após esta integração, foram realizadas atividades específicas de
engenharia desenvolvidas na Gerência de Otimização, sob supervisão
profissional.
Além da descrição das atividades realizadas durante o período de
estágio, este trabalho também tem o intuito de descrever a empresa, bem
como cada um dos seus processos industriais.
A descrição das atividades realizadas não apresenta dados da refinaria
assim como muitos dos resultados obtidos, conforme normas da empresa.
2
2. OBJETIVO
A disciplina de Estágio Supervisionado Integrado visa aliar o
conhecimento obtido na universidade com a realidade da área de trabalho de
um Engenheiro Químico. Aprimorando, deste modo, a formação pessoal e
profissional do estagiário e interligando as instituições de ensino com as
empresas de diversos setores. O estágio também se apresenta como a
primeira experiência profissional e, portanto, uma das mais significativas na
vida do novo profissional a ser formado.
O estágio realizado objetiva, contudo, o fornecimento de conhecimentos
específicos de uma refinaria de petróleo, bem como os diversos processos
envolvidos que contribuem como ferramentas básicas de obtenção de
melhores desempenhos em uma atuação competente.
É de suma importância valorizar, sobretudo, as empresas que abrem as
suas portas para um profissional que tem como função a desempenhar, o
desenvolvimento e ampliação do seu aprendizado, empresas essas como a
REFAP – S/A que possibilita cada vez mais que o estagiário adquira o
conhecimento necessário à sua formação.
3
3. INTRODUÇÃO 3.1 A Petrobrás e a REFAP
A criação da Petrobras, em outubro de 1953, foi autorizada com o
objetivo de gerenciar e executar as atividades relativas ao setor do petróleo no
Brasil. A Petrobras é uma companhia integrada que atua na exploração,
produção, refino, comercialização e transporte de petróleo e seus derivados,
possuindo enorme responsabilidade social e profundamente preocupada com
a preservação do meio ambiente.
A Petrobras possui noventa e três plataformas de produção, mais de
dez refinarias, aproximadamente dezesseis mil quilômetros em dutos e mais
de sete mil postos de combustíveis.
A Refinaria Alberto Pasqualini REFAP – S/A, é uma empresa que faz
parte do sistema Petrobrás. Fundada em 16 de setembro de 1968, foi motivada
por fatores como a explosão da indústria automobilística nacional e o
crescimento do plantio de grãos, que repercutiu no uso intensivo de maquinário
agrícola, além do aumento da frota de caminhões para escoar essa produção.
Atualmente a Refap é uma subsidiária da Petrobras, sendo que esta
detém 70% das ações da refinaria enquanto a Companhia Espanhola Repsol
detém os 30% restantes.
A Refap localiza-se em Canoas a, aproximadamente, 12 quilômetros da
capital gaúcha, na divisa com o município de Esteio, Região Metropolitana de
Porto Alegre.
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Figura 1. Localização da REFAP
A capacidade atual de refino da REFAP é de 30 milhões de litros diários
de petróleo, equivalentes a 200 mil barris. A tabela 1 apresenta os derivados
produzidos no Brasil em 2006 e suas respectivas porcentagens de produção.
Nesta tabela não é considerada a fração do petróleo que é usada como
combustível nas refinarias.
Tabela 1. Produtos derivados do petróleo
Produtos Porcentagem de
Produção (%)
Óleo diesel 39,6
Gasolina 18,5
GLP – Gás de cozinha 6,0
Óleos combustíveis 17,2
Nafta petroquímica 7,4
Asfaltos, Lubrificantes e outros produtos especiais 7,7
QAV – Querosene de aviação 3,5
Fonte: ANP (2006)
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A produção destina-se ao abastecimento do Rio Grande do Sul, Santa
Catarina no Brasil e destinada à exportação (Paraguai, Uruguai e Argentina).
A figura 2 apresenta uma visão geral da Refap.
Figura 2. Visão geral da Refap
3.2 O Petróleo e o Refino
O refino do petróleo constitui-se em uma série de beneficiamentos pelos
quais passa o mineral bruto para obtenção de determinados produtos de valor
comercial. Refinar petróleo é, portanto, separar as frações desejadas,
processá-las e industrializá-las, transformando-as em produtos para
comercialização. O refino compreende basicamente três etapas: Separação,
Conversão e Tratamento.
6
Figura 3. Esquema das Etapas de Beneficiamento do Petróleo na REFAP
A figura 4 apresenta o fluxograma simplificado de refino da REFAP.
Figura 4. Esquema das Novas Unidades Implementadas Após a Ampliação
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3.3 O Caminho do Petróleo
O petróleo bruto é bombeado através do Terminal Almirante Soares
Dutra (TEDUT), cujas instalações marítimas localizam-se no Município de
Tramandaí – RS e a administração e tancagem no Município de Osório – RS.
As transferências são realizadas via oleoduto Osório-Canoas, com extensão
de 98,5 km. Na realidade, a interligação com o TEDUT se dá através de dois
oleodutos, um para recebimento de produtos escuros (petróleo) e outro para
produtos claros (nafta petroquímica, e ocasionalmente, diesel e álcool). Há
ainda um oleoduto de aproximadamente 25 km interligando a REFAP a
COPESUL, por onde escoa a nafta petroquímica produzida pela REFAP e a
recebida pelo TEDUT.
O GLP produzido pela REFAP segue por gasoduto até as companhias
distribuidoras Liquigás e Supergasbrás situadas no TERGASUL, junto ao Rio
Gravataí, bem como a Multigás e a Minasgás, instaladas logo ao sul da
Refinaria.
Os demais derivados, entre combustíveis, asfaltos, solventes e o próprio
enxofre são encaminhados para a Base de Pavimento Canoas, junto à
Refinaria, através da qual é feita a distribuição para as companhias
distribuidoras BR, Esso, Texaco, Shell e Ipiranga, que se encarregam do envio
dos derivados para as demais regiões do estado ou de outros estados, por via
rodoviária, ferroviária ou fluvial.
8
Figura 5. Esquema da Logística do Petróleo
Figura 6. Localização dos Elementos Envolvidos na Logística do Petróleo
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4. A REFAP 4.1 Divisão Setorial
A Refinaria Alberto Pasqualini REFAP – S/A, está dividida em vários
setores ou unidades, cada um destinado a desenvolver distintos trabalhos. O
estudo de cada um deles proporcionou um melhor entendimento e foi de
fundamental importância para obtenção de conhecimentos sobre os processos
envolvidos na refinaria. Segue abaixo o organograma da Refap:
Figura 7. Organograma da REFAP
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5. DESCRIÇÃO DAS UNIDADES INDUSTRIAIS 5.1 LOGÍSTICA
A Logística (Setor de Transferência e Estocagem) é responsável pela
transferência, distribuição e estocagem do petróleo e dos produtos
intermediários e finais. O tratamento de resíduos gerados na refinaria e a
queima de gases em caso de emergência também são atividades de
responsabilidade desse setor.
A figura 8 mostra a Área de Tancagem da refinaria.
Figura 8. Área de Tancagem da Refinaria
A Logística exerce diversas funções, desde a recepção e
armazenamento do petróleo proveniente de poços terrestres ou plataformas,
através de navios e oleodutos, até o armazenamento de produtos para
atendimento do mercado consumidor.
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Além de tais funções, é de responsabilidade da Logística o preparo e o
fornecimento de cargas processáveis às Unidades de Processo e de
combustíveis para o Setor de Utilidades da refinaria.
O controle de movimentações, tais como as corretas medições de
quantidades de matéria-prima e derivados, é efetuado pelo Setor de
Transferência e Estocagem, que também trata os efluentes da refinaria.
Como a forma de armazenamento dos produtos depende da natureza
dos mesmos, existem vários tipos de tanques na refinaria: de teto fixo, de teto
flutuante, revestido, esférico, possibilitando uma boa flexibilidade operacional
no armazenamento de produtos.
TANQUES DE TETO FIXO
Os tanques com teto fixo são aqueles em que o teto é soldado às
paredes dos mesmos e apoiado sobre uma estrutura de sustentação em forma
de cone. Os tanques com teto fixo precisam de um respiro que possa ser
aberto quando o tanque recebe ou envia líquidos. Este dispositivo de abertura
é chamado de válvula de pressão e vácuo e tem a finalidade de proteger o
tanque contra pressurizações ou vácuo. As válvulas de pressão e vácuo
podem se tornar um problema para os tanques com teto fixo, pois permitem
que os vapores provenientes dos líquidos armazenados escapem para a
atmosfera causando a perda de produto.
TANQUES DE TETO FLUTUANTE
Para produtos mais leves como naftas, gasolina, solventes, petróleos,
entre outros, são utilizados tanques de teto flutuante, pois ficam diretamente
apoiados na superfície do líquido, acompanhando o nível do produto durante
os períodos de esvaziamento e enchimento do tanque. São utilizados com o
objetivo de minimizar as perdas por evaporação devido às movimentações do
produto.
TANQUES ESFÉRICOS
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Os tanques esféricos são usados para armazenar produtos sob pressão.
A forma da esfera distribui a pressão uniformemente sobre toda a superfície do
tanque, tornando-o capaz de suportar muito mais pressão do que um tanque
de formato convencional de mesmo tamanho.
O processamento de combustíveis a elevadas temperaturas e pressões,
requer a adoção de determinados procedimentos no projeto de refinarias,
visando à segurança do pessoal e dos equipamentos e do meio ambiente.
Baseando-se nisso, nas unidades de processamento, as torres, vasos e
trocadores de calor em geral, dispõem de válvulas de segurança que
descarregam, em caso de pressurização, os gases e produtos combustíveis
para um sistema coletor que os encaminhe à chaminé de segurança (tocha ou
flare), onde são queimados.
O sistema de tochas foi projetado com a possibilidade de usar duas
chaminés para fins de flexibilidade operacional e de manutenção, sendo
necessário que os pilotos permaneçam ininterruptamente acesos, garantindo a
queima dos gases.
O flare é uma unidade integrante do sistema de segurança de processo
da Refinaria responsável pelo alívio de pressão. É a estrutura que queima os
efluentes gasosos a mais de 100 m de altura.
O sistema de queima do flare permite que os gases se dissipem no ar,
não produzindo fumaça, fuligem e chama. Funciona com alto grau de
automatismo e tecnologia avançada. Sua automação permite manter as
pessoas longe das áreas construídas especialmente para realizar a queima de
todos os gases da refinaria.
É constituído por duas tochas principais, uma tocha química e vasos
coletores, entre outros equipamentos. Utiliza o mais novo sistema Smokeless
Flare – sem fumaça, o que protege a atmosfera e reduz os riscos ambientais.
Cada torre da tocha tem 104 m.
Dois tipos de tocha são encontrados nas refinarias:
- Tocha convencional: tocha que recebe descartes de equipamentos
de alta e baixa pressão das Unidades de Processo e do Setor de
Transferência e Estocagem;
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- Tocha química: tocha que recebe o desvio de gases ácidos da
Unidade de Águas Residuais (UAR), gases desviados da Unidade de
Recuperação de Enxofre (URE) e todos os outros tipos de gases
corrosivos.
5.2 UNIDADE DE DESTILAÇÃO
5.2.1 Baterias de Pré-Aquecimento
Antes de ser fracionada, a carga da Destilação é bombeada para uma
bateria de pré-aquecimento. No percurso, o petróleo recebe uma injeção de
água visando facilitar a retirada de sais. Na bateria de pré-aquecimento, o
petróleo passa por permutadores de calor, onde troca calor com as correntes
de diesel leve, diesel pesado, nafta pesada, querosene e resíduo de vácuo, ao
mesmo tempo, resfriando os produtos acabados que vão para tanques. Esse
sistema de pré-aquecimento permite economia operacional bastante elevada,
pois oferece a vantagem de aquecer a carga com frações que se deseja
resfriar, economizando o excesso de combustível que se faria necessário para
o aquecimento total da carga, além de propiciar um menor dimensionamento
dos fornos.
5.2.2 Dessalgadoras
Após o pré-aquecimento, o petróleo segue para a dessalgação. Antes
de entrar nas dessalgadoras, o petróleo recebe uma nova injeção de água e
emulsificantes. A dessalgação tem por objetivo a remoção de água, sais e
suspensão de partículas sólidas contidas no petróleo, evitando assim o
aparecimento de efeitos danosos causados por sua presença, como a
corrosão de equipamentos, principalmente nas torres de destilação e linhas,
deposição de sais nos tubos dos trocadores e do forno, deposição de coque
nos tubos do forno e equipamentos e conseqüente aumento de pressão e
redução da eficiência de troca térmica.
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As dessalgadoras compreendem dois vasos horizontais (S-101 e S-102)
interligados em série, precedidos de uma válvula misturadora para promover a
mistura do petróleo com a água e o emulsificante. A emulsão entra na primeira
dessalgadora, passando por um distribuidor e atravessando um campo elétrico
de alta tensão gerado por dois eletrodos. Nessa região, é provocada a
coalescência das gotículas de água pelo mecanismo de precipitação
eletrostática, formando-se muitas gotas grandes que decantam e, por controle
de nível entre a salmoura (água com sais e sólidos retirados) e a camada de
emulsão logo acima, descarta-se a salmoura. O petróleo sai pelo topo e de
forma semelhante passa pela dessalgadora seguinte (S-102).
É importante o controle de nível na dessalgadora porque, caso haja
arraste de água na corrente de petróleo, sua súbita vaporização que ocorrerá
nas torres poderá provocar variações de pressão, podendo danificar as
bandejas de fracionamento.
5.2.3 Torre Estabilizadora
Recebe o produto de topo da Torre de Destilação Atmosférica. Possui
flexibilidade para operar como Torre Estabilizadora de nafta ou como
Debutanizadora.
Operando como Estabilizadora, a torre separa o GLP da nafta leve e
operando como Debutanizadora, separa os butanos e mais leves dos pentanos
e mais pesados com uma eficiência de até 98%.
5.2.4 Fornos
Os fornos possuem na zona de convecção, serpentinas para a geração
e superaquecimento de vapor, visando aumentar a eficiência térmica. Os
fornos de carga da Torre de Destilação Atmosférica geram e superaquecem
vapor de média pressão e, em outra serpentina, superaquecem vapor de baixa
pressão. Os fornos de carga da Torre de Destilação a Vácuo, geram e
superaquecem somente vapor de média pressão.
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5.2.5 Torre de Destilação Atmosférica
U - 01 A unidade de Destilação Atmosférica (U-01) recebe como carga o
petróleo proveniente dos tanques, bem como uma pequena fração
reprocessada (resíduo recuperado pela Logística) Esta unidade fraciona o cru
em diversas correntes, sendo que o produto mais pesado obtido na Unidade
de Destilação Atmosférica (resíduo atmosférico - RAT) é carga para a Unidade
de Destilação a Vácuo, que por sua vez prepara a carga da Unidade de
Craqueamento Catalítico.
Após passar pelas Baterias de Pré-Aquecimento e pelas
Dessalgadoras, o petróleo segue para seu aquecimento final e a vaporização,
que são realizados no forno (F-101), pela passagem da carga por tubos os
quais recebem, por radiação, convecção e condução o calor proveniente da
queima simultânea de óleo e gás combustível em seus respectivos
queimadores.
A mistura líquido-vapor proveniente do forno entra na torre de
destilação atmosférica, que separa gás combustível e nafta leve no topo,
havendo quatro saídas laterais (nafta pesada, querosene, diesel leve e diesel
pesado) e uma retirada de fundo (resíduo atmosférico).
As quatro retiradas laterais da torre atmosférica são conduzidas a uma
torre retificadora, seccionada em quatro compartimentos separados. Em cada
secção se realiza a retificação com vapor de um dos produtos.
Os produtos mais pesados (resíduo atmosférico, diesel leve, diesel
pesado e querosene) dirigem-se aos permutadores da bateria de pré-
aquecimento. O resíduo atmosférico constitui a carga para a Unidade de
Destilação a Vácuo; o diesel leve e o diesel pesado integram o óleo diesel, e o
querosene de acordo com as especificações que estão ajustadas, irá constituir
querosene de iluminação ou querosene de aviação (QAV-1), podendo ainda
integrar o “pool” de diesel.
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A nafta mais pesada pode ser misturada à nafta craqueada no caso de
maximização da produção de gasolina, ou ainda ser misturada ao diesel ou
sofrer tratamento, transformando-se em querosene de aviação.
O produto de topo da torre de destilação atmosférica (T-101), que é
nafta leve e gases, segue para a torre estabilizadora de nafta, que retifica da
nafta aquelas frações mais leves que, saindo pelo topo da torre, irão constituir
GLP e gás combustível. Com a passagem da mistura GLP e gás por
permutadores, o GLP condensa e é separado.
O GLP, importante combustível doméstico, passa por etapas de
tratamento, é condensado e armazenado. O gás combustível recebe
tratamento e é consumido como combustível nos fornos e caldeiras, sendo
excepcionalmente queimado na tocha.
A nafta estabilizada, produto de fundo da estabilizadora, é geralmente
destinada à nafta petroquímica, matéria-prima para a indústria petroquímica.
Pode também ser usada como carga para a Unidade de Solventes ou ser
misturada com a nafta craqueada do FCC para constituir gasolina automotiva.
Figura 9. Unidade de Destilação Atmosférica (U-50)
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U – 50
A torre U-50 é a outra Unidade de Destilação Atmosférica incrementada
durante as obras da ampliação. Os melhoramentos realizados proporcionaram
um aumento da capacidade nominal de processamento desta segunda
unidade de destilação atmosférica, da ordem de 20% (passando de 18 m3/dia
para 20 m3/dia). Também foi possibilitada a utilização de petróleos nacionais,
de menor custo e mais pesados.
A U-50 é responsável pelo fornecimento de Resíduo Atmosférico – RAT
para a Unidade de Craqueamento Catalítico de Resíduo, implantada no
conjunto da ampliação. Esta unidade opera com o dobro da carga da U-01.
5.2.6 Torre de Retificação
A Torre Retificadora é constituída de três seções de retificação
independentes, sobrepostas umas sobre as outras. Cada uma destas seções é
alimentada por uma fração de corte lateral da Torre de Destilação Atmosférica,
sendo na parte inferior de cada seção injetado vapor de retificação, para
promover a vaporização de hidrocarbonetos leves. Os hidrocarbonetos leves
são realimentados na Torre de Destilação Atmosférica, em um nível acima da
bandeja de acúmulo de condensado alimentado. Na seção superior da torre
ocorre a retificação de Querosene, na seção mediana a retificação do Diesel
Leve, e na seção inferior a retificação do Diesel Pesado. Os produtos são
enviados, então, para trocarem calor nos permutadores do pré-aquecimento do
cru e depois cada um vai para um tanque de armazenamento específico. O
querosene pode ainda ser enviado para Unidade de Tratamento MEROX.
5.2.7 Torre de Destilação a Vácuo
A Unidade de Destilação a Vácuo complementa a U-01 ao processar o
resíduo atmosférico, sem armazenamento intermediário, não podendo operar,
conseqüentemente, como uma unidade isolada. A destilação a vácuo visa
principalmente preparar a carga para o craqueamento catalítico. Como objetivo
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secundário, está a produção de óleo combustível ou asfalto (de acordo com o
petróleo processado) e de gasóleo leve, que pode integrar o “pool” de diesel.
O processo de destilação a vácuo segue os mesmos princípios da
destilação atmosférica. Como o petróleo não pode ser aquecido além de 400
ºC a pressão atmosférica, sob pena de craqueamento térmico, opta-se por
abaixar a pressão do sistema para permitir que, dentro do mesmo limite de
temperatura, uma maior quantidade de material seja vaporizada.
O resíduo atmosférico da U-01 é bombeado a U-02 em torno de 360 ºC,
e é aquecido no forno (F-201) até cerca de 420 ºC, a pressão reduzida. A
mistura líquido-vapor efluente do forno é injetada na torre, a qual operando a
pressão reduzida, permite a retirada de três frações laterais e uma de fundo:
gasóleo leve de vácuo, que pode integrar o diesel, ser usado como diluente
para óleo combustível ou misturado como o gasóleo pesado para ser carga da
unidade de craqueamento; gasóleo pesado, que consiste na carga da FCC;
gasóleo de circulação, utilizado como óleo combustível ou, dependendo do
petróleo processado, especificado para asfalto.
A torre de vácuo, ao contrário da torre atmosférica não possui produto
de topo. O vapor não condensado da torre é constituído de vapor d’água, ar e
principalmente hidrocarbonetos leves oriundos de um craqueamento térmico
incipiente que ocorre no forno. A pressão da torre é mantida retirando-se do
sistema estes gases incondensáveis e o vapor de água através de um sistema
de três estágios de ejetores, existindo após cada estágio um condensador de
superfície que tem por finalidade diminuir a carga de vapor para o equipamento
seguinte (outro ejetor ou sistema de gás residual no caso do último estágio).
19
Figura 10. Unidades de Destilação Atmosférica e a Vácuo (U-01 e U-02)
5.2.8 Tratamento MEROX
O tratamento Merox tem por finalidade promover o adoçamento de Nafta
Pesada ou de Querosene de Aviação (QAV), por meio da conversão das
mercaptanas a dissulfetos. Durante este tratamento não ocorre remoção,
apenas solubilização na fase oleosa, portanto não há redução do enxofre total.
O Tratamento Merox consiste no uso de um catalisador (quelato do
grupo do ferro) para promover a conversão das mercaptanas, usando ar como
fonte de oxigênio, de acordo com a relação abaixo.
OH2/1RSSR2/1O4/1RSH 22 +→+
20
O Tratamento é realizado em reatores de leito fixo, constituído por anéis
de carbono, impregnados de catalisador Merox, onde ocorre a conversão das
mercaptans a dissulfetos, em presença de soda e ar atmosférico.
5.2.9 Unidade de Solventes
A Unidade de Solventes foi projetada para produzir Petrosolve, Hexano,
e Aguarrás, processando Nafta Leve para a obtenção dos três primeiros e
Nafta Pesada para a obtenção de Aguarrás. A Unidade de Solventes é
constituída de duas torres de fracionamento, sendo que na 1a fracionadora são
removidas, pelo topo, as frações mais leves da Nafta, na faixa de 45 ºC a 55
ºC, ajustando desta forma o ponto inicial de ebulição do produto final. A fração
retirada pelo fundo da torre segue para a 2a fracionadora, na qual o corte final
de ebulição é ajustado em 111 ºC, sendo o solvente obtido no topo desta torre.
Para a produção de Aguarrás, somente as frações mais leves da Nafta Pesada
são removidas, não sendo necessário utilizar a 2ª fracionadora. Para a
produção de Hexano, a Nafta Leve deve ser submetida ao tratamento de forma
que o teor de mercaptanas no Hexano não ultrapasse o valor de 30 ppm.
5.2.10 Unidade de Águas Residuais
A planta de retificação de águas ácidas tem como finalidade a remoção
do gás sulfídrico (H2S) e da amônia (NH3) contidos nas correntes de águas
ácidas provenientes dos sistemas de topo das torres de destilação atmosférica
e a vácuo, através de Stripping com vapor.
A unidade também é responsável pelo reprocessamento da água ácida
nos tanques de resíduo leve, sendo a água retificada utilizada para injeção nas
dessalgadoras.
5.2.11 Unidade de Coqueamento Retardado – UCR
A UCR converte o corte mais pesado do petróleo gerado pela destilação
a vácuo, em frações mais leves, principalmente cortes que, apõe tratamento na
UHDT, serão componentes diesel. A unidade produz, também, o coque de
21
petróleo usado na indústria de cimento e metalúrgica e também como
combustível em termelétricas.
A UCR utiliza uma gama maior de óleos crus e tem capacidade de
converter 2 mil m3 de Resíduo de Vácuo (RV) por dia, uma produção que
aumenta a competitividade da Refap no mercado.
Figura 11. Unidade de Coqueamento Retardado
5.2.12 Unidade de Hidrotratamento de Correntes Instáveis – UHDT
A UHDT tem como função transformar em diesel as correntes
intermediárias (geradas na URFCC, UCR e Destilação Atmosférica). Nesse
processo, a unidade utiliza hidrogênio gerado pela UGH para reduzir os teores
de enxofre e de componentes instáveis presentes no combustível. Melhora a
qualidade dos hidrocarbonetos utilizados na produção do óleo diesel,
possibilitando a maior utilização de petróleos nacionais. Ao remover o enxofre
e o nitrogênio através do hidrotratamento, o diesel torna-se mais estável e
menos poluente e garante a especificação exigida pela legislação.
O hidrorrefino na Refap foi inaugurado com a UHDT. Esta unidade tem
capacidade de processar 4 mil m3 de petróleo por dia, e está em conformidade
22
com as crescentes exigências de qualidade do mercado e os mais elevados
padrões internacionais de excelência.
5.3 UNIDADE DE CRAQUEAMENTO
5.3.1 Unidade de Craqueamento Catalítico – UFFCC
A Unidade de Craqueamento Catalítico (U-03) possibilita o
aproveitamento de frações de petróleo que normalmente só poderiam ser
comercializadas como óleo combustível, transformando-as, tanto quanto
possível, em produtos mais nobres como GLP e gasolina. Este aumento no
rendimento global é possível mediante reações de craqueamento a altas
temperaturas, sendo facilitado pela presença de catalisadores. O processo
envolve pelo menos quatro tipos de reações: I) decomposição térmica; II)
reações primárias de catálise na superfície do catalisador; III) reações
secundárias de catálise entre os produtos primários; IV) remoção de produtos
polimerizáveis de reações posteriores por absorção na superfície do
catalisador na forma de coque.
A UFCC consiste basicamente das seções de conversão, fracionamento
e recuperação de gases, cujas descrições seguem abaixo.
Seção de Conversão e Fracionamento
Na seção de conversão, a carga do FCC, constituída de gasóleos de
vácuo, recebido diretamente da U-02 ou de tanques, é aquecida, formando a
chamada “carga combinada” e entra na base do Riser. Nesse instante, ocorre
a adição de catalisador regenerado ao sistema, que fornece calor, vaporizando
todo o óleo e alcançando a temperatura de reação. A mistura de catalisador,
particulado e vapores de hidrocarbonetos é conduzida em direção ao reator
através do riser e é neste percurso onde ocorre a maior parte das reações (80-
90% de conversão) que vão se completar no reator.
23
Ao chegar no reator, a diminuição na velocidade dos gases causa a
separação da mistura, o catalisador já não é mais arrastado e começa a
escoar por gravidade para o retificador. Os vapores do reator, onde são
coletados os finos do catalisador que retornam ao reator, seguem para a seção
de fracionamento.
No decorrer das reações de craqueamento, ocorre a deposição de
coque sobre as partículas de catalisador e torna-se necessária sua
regeneração para posterior reaproveitamento. Inicialmente, o catalisador escoa
por gravidade para o retificador, cujo objetivo é fazer com que as moléculas de
hidrocarbonetos arrastadas pela massa de catalisador retornem ao reator,
através da injeção de vapor de água em contracorrente em relação ao
catalisador. O catalisador segue, então, para o regenerador onde é fluidizado
através da injeção de ar pelo fundo do vaso. O ar promove a queima do coque,
recuperando o catalisador. Os gases de combustão do coque seguem para
ciclones do regenerador, que retêm os finos de catalisador arrastados pelos
gases. A seguir, os gases se dirigem à caldeira de CO, onde a queima
resultante em CO2 fornece energia para a geração de vapor. O catalisador
regenerado (sem a mesma qualidade) é novamente injetado na base do riser
com nova carga de hidrocarbonetos a serem craqueados.
Os vapores de hidrocarbonetos provenientes do reator chegam à seção
de fracionamento e sofrem uma separação inicial na torre fracionadora. Pelo
topo saem gás combustível, GLP e gasolina. Como retiradas laterais têm-se
gasóleo leve de reciclo e gasóleo pesado de reciclo e, no fundo, uma borra
constituída de óleo clarificado e partículas de catalisador que escaparam dos
ciclones.
A borra é uma parte resfriada em um permutador que gera vapor de
média pressão e retorna à torre como refluxo circulante, e em parte vai para
um decantador onde se separa o óleo clarificado (OCLA) pela superfície da
borra, mais concentrada, que retorna ao riser. O OCLA é também dividido em
dois fluxos, enquanto um segue para armazenamento, o outro retorna à
fracionadora, agindo como diluente do produto de fundo da mesma. O OCLA
24
em armazenamento, quando misturado a outras correntes, irá constituir o óleo
combustível.
Quanto ao gasóleo pesado de reciclo, parte retorna ao riser juntando-se
a carga de craqueamento, parte é usada como refluxo circulante na torre
fracionadora, cedendo calor na seção de recuperação de gases.
O gasóleo leve de reciclo é dividido em duas correntes. Uma é retificada
na torre retificadora, saindo como diesel de FCC. A outra consiste em um
refluxo circulante que irá ceder calor na seção de recuperação de gases,
sendo a seguir parcialmente utilizado como óleo de absorção na absorvedora
secundária e reciclo à torre fracionadora. O diesel de FCC não é incorporado
ao “pool” de diesel porque seu teor de enxofre é muito elevado e ele é instável
(tem muitas ligações duplas, que formam gomas e ainda diminuem o ponto de
anilina do diesel), sendo enviado para óleo combustível.
Seção de Recuperação de Gases
A gasolina e os leves, que saíram pelo topo da torre fracionadora,
seguem para a seção de recuperação de gases. Através de destilações e
absorções sucessivas nesta seção, ocorre um fracionamento mais rigoroso da
gasolina, GLP e produtos gasosos (butanos, propanos e gás combustível).
Esta seção também pode receber gases da U-01, com a finalidade de
recuperar ao máximo essas frações gasosas.
A seção de recuperação de gases é composta basicamente pelas
seguintes torres:
Torre Retificadora – realiza a separação dos leves (eteno, metano, H2S e
inertes) (da mistura líquida de gasolina e GLP);
Torre Debutanizadora – realiza a separação do GLP da gasolina;
Torre Despropanizadora – promove o fracionamento da corrente de GLP em
propanos e butanos;
Torres Absorvedoras Primária e Secundária – recupera o GLP e mais pesados
contidos no gás combustível, utilizando-se gasolina como agente de absorção
na absorvedora primária e gasóleo leve de reciclo na secundária;
25
Dentro de cada seção de recuperação de gases também se encontram
os tratamentos DEA (remoção de H2S) e Merox (eliminação de mercaptans).
Figura 12. Unidade de Craqueamento Catalítico
5.3.2 Unidade de Craqueamento Catalítico Fluido de
Resíduo – URFCC
A URFCC é uma das novas unidades implementadas na ampliação da
refinaria e transforma a parte mais pesada do petróleo em produtos mais leves
e de maior valor comercial, como gasolina, diesel e GLP, que trazem maior
lucratividade à refinaria. Desenvolvida inteiramente com tecnologia Petrobras,
a unidade permite a utilização de petróleos nacionais, que por serem mais
pesados, requerem processos sofisticados que modificam quimicamente as
moléculas.
26
A vantagem da URFCC em relação á unidade de craqueamento
convencional é que seu insumo é o RAT – resíduo atmosférico, fração pesada
do petróleo, no qual está incorporado o óleo combustível junto com o gasóleo.
O craqueamento do RAT tem como resultado um aumento de rentabilidade,
pois também converte este óleo combustível em frações mais leves, o que
proporcionou um aumento na produção dos derivados leves da Refap. A
capacidade de produção da URFCC é de 7 mil m3/dia.
5.3.3 Unidade de Geração de Hidrogênio – UGH
A UGH, juntamente com a URE (Unidade de Recuperação de Enxofre),
é de fundamental importância na estratégia de funcionamento da refinaria em
sua fase após a ampliação, ela representa 4% de todo o empreendimento.
A implementação da UGH objetiva o fornecimento de hidrogênio para a
UHDT (Unidade de Hidrotratamento). A unidade tem uma capacidade nominal
de 550 mil Nm3/dia de hidrogênio com 99,9% de pureza, com cargas de gás
natural ou gás de refinaria.
27
Figura 13. Unidade de Geração de Hidrogênio
5.3.4 Unidade de Recuperação de Enxofre – URE
O objetivo da URE é processar o H2S contido nos gases ácidos
resultantes das Unidades Recuperadoras de Amina – UDEAs e das Unidades
Recuperadoras de águas Residuais – UARs.
Esta unidade tem uma conversão mínima projetada da ordem de 95%
de carga sulfídrica em enxofre elementar. Porém, incluindo o processo da
Unidade de Tratamento de Gás Residual – UTGR, a conversão chega a
99,5%.
A URE é composta basicamente por duas unidades recuperados de
enxofre (U-307 e U-308), uma unidade de tratamento de gás residual (U-309) e
uma unidade de solidificação de enxofre (U-310). Com a implantação das
novas unidades, a unidade passa de 20 ton/dia para 100 ton/dia, atendendo às
novas demandas da refinaria, especialmente da operação da UHDT e URFCC.
Figura 14. Unidade de Recuperação de Enxofre
28
5.4 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE DESPEJOS INDUSTRIAIS – ETDI
A ETDI foi modernizada na ampliação, aumentando sua capacidade de
tratamento de efluentes para receber o grande volume de contribuições
hídricas das novas unidades da Refap.
É composta de um Complexo de Biodiscos com Quatro Fases (primeiro
no Brasil e segundo no mundo). A tecnologia é uma das mais avançadas no
mercado mundial. Com esse sistema, a capacidade de tratamento de efluentes
para 2200 m3 por hora. Os efluentes, depois do processo, são devolvidos à
natureza, respeitando as normas ambientais mais rígidas definidas pelo
Conselho Nacional de Águas e pela Fepam – Fundação Estadual de Proteção
Ambiental.
Figura 15. Estação de Tratamento dos Despejos Industriais
Tratamento Primário (Processos Físicos):
29
As principais fontes de efluentes para a ETDI são as Águas
Contaminadas (AC), com origem em drenagens da área de tanques e as
Águas Oleosas (AO), provenientes das unidades como Dessalgadoras (maior
parte), UAR’s, limpeza de equipamentos, drenagens de amostragens, etc. Uma
Caixa Coletora Geral recebe estes dois fluxos, porém as Águas Contaminadas
passam antes em uma Desarenadora, que possui um gradeamento para a
retirada de sólidos grosseiros, areias, borras. O efluente líquido chega à
Coletora através de uma tubulação. Há uma Bacia de Águas Contaminadas
(BAC) para o caso de ocorrência de chuvas e conseqüente transbordamento
da Desarenadora. Desta BAC o efluente segue o caminho normal para a
coletora ou vai direto para a BAE.
Na Coletora ocorre a mistura dos fluxos AC e AO e esta corrente única
vai para o Separador de Água e Óleo (SAO, construído segundo as normas
API – American Petroleum Institute). O óleo é separado da água e forma o
“Slop”, que será reaproveitado nas unidades, sendo injetado no petróleo.
Após a ampliação passou a integrar a ETDI um Flotador por Ar
Dissolvido para complementar a separação de água e óleo, fechando o ciclo
do Tratamento Primário.
Tratamento Secundário (Processos Biológicos e Físico-Químicos): A água do Separador é enviada à Bacia de Aeração de Efluentes (BAE),
uma Lagoa aerada facultativa, ou seja, reúne os tratamentos aeróbio (na
superfície do lago) e anaeróbio (no fundo do lago). Da BAE o efluente passa
por uma série de Biodiscos (eixos com uma seqüência de discos, semi-
submersos em tanques contendo o efluente).
Há quatro tipos de Biodiscos com culturas adaptadas para o
desenvolvimento de três grupos de bactérias:
- Biodiscos para Remoção de DBO: São submersos pela metade e seu eixo é
girado através do ar injetado por sopradores (sistema aeróbio). As bactérias
30
nesta etapa são Heterotróficas (a fonte de nutrientes é a matéria orgânica
existente no efluente) e formam um biofilme suportado nos discos do Biodisco.
- Biodiscos para Nitrificação: São submersos pela metade e seu eixo é
movimentado através do ar injetado por sopradores (sistema aeróbio). As
bactérias são Nitrificantes (consomem Carbonato de Sódio como fonte de
Carbono, adicionado para suprir a fonte energética permitindo a transformação
da amônia presente no efluente em nitritos e nitratos pelas bactérias).
- Biodiscos para Desnitrificação: São totalmente submersos e é um sistema
anóxido, ou seja, sem oxigênio, justamente para que as bactérias presentes
possam consumir o oxigênio dos nitritos e nitratos transformando-os em N2. É
adicionada uma fonte energética; neste caso, o Metanol, para aumentar a
atividade aeróbia das bactérias. Este sistema fecha o ciclo sustentável do
Nitrogênio, devolvendo-o em forma inerte para a atmosfera.
- Biodiscos de Polimento: São idênticos aos primeiros e o objetivo é consumir o
excedente de matéria orgânica do processo anterior, ou seja, o excesso de
metanol.
Após este tratamento o efluente segue para a Clarificação. Em tanques
na forma aproximada de um cone, ocorre a precipitação de sólidos arrastados.
Há raspadores no fundo que retiram o lodo formado, sendo enviado à
Centrifugação. A água tratada transborda e segue para o Arroio Sapucaia
(afluente do Rio dos Sinos), passando pela Calha Parshall Final.
31
Figura 16. Esquema do Processo da ETDI
5.5 UTILIDADES
5.5.1 Estação de Tratamento de Águas – ETA
A Estação de Tratamento de Água da Refap foi alterada durante a
ampliação a fim de torná-la apta a trabalhar mais perto do limite de projeto do
sistema convencional, aumentar a vazão de água no sistema convencional de
filtragem, implantar o novo sistema de microfiltração, substituir o sistema de
osmose reversa por uma de maior capacidade e trocar as bombas de captação
de água.
32
Figura 17. Estação de Tratamento das Águas
Entre os usos da água na refinaria estão: combate a incêndio, reposição
água de refrigeração, água industrial, água potável e água desmineralizada. A
captação de água compreende barragens, rios, casa de bombas, lago ou
tanque e a ETA.
Na tabela 2 abaixo, estão descritas as impurezas que podem estar
presentes nas águas captadas e suas respectivas conseqüências.
Tabela 2. Impurezas presentes na água e suas conseqüências
33
Para retirar estas impurezas e obter água com as características físicas,
químicas e biológicas necessárias utilizam-se os seguintes tratamentos:
sedimentação
clarificação
filtração
desinfecção
neutralização
descloração
desmineralização
Figura 18. Esquema Geral do Tratamento d’água na Refinaria
34
5.5.2 Sistema Térmico O sistema térmico da refinaria compreende os vapores, que por sua alta
capacidade de armazenar energia e seu alto calor específico, é utilizado para
as seguintes finalidades:
fluido motriz
agente de aquecimento
transporte de fluidos (ejetores)
agente de remoção de gases tóxicos
agente de arraste das frações do petróleo
Figura 19. Processo de Vaporização da Água
A refinaria opera com diferentes níveis de pressão para os vapores:
Vapor de alta:
Gerado pelas caldeiras da indústria e consumido em turbinas de maior
porte.
Vapor de média:
Gerado a partir do vapor de alta e utilizado na extração de algumas
turbinas de contra pressão e válvulas redutoras.
35
Vapor de baixa:
Gerado pelo exausto das turbinas e válvulas redutoras e utilizado
principalmente em aquecimentos.
5.5.3 Sistema de Ar Comprimido
O sistema de ar comprimido, em particular o ar de instrumentos, é de
fundamental importância para a confiabilidade e segurança das instalações
das unidades. A falha neste sistema provoca uma parada geral da refinaria,
sem controle das variáveis de processo, colocando em risco a integridade
física da força de trabalho, das instalações, das comunidades circunvizinhas e
agressão ao meio ambiente.
A Central de Geração de Ar Comprimido da REFAP (U-0025) está
localizada próximo a CAFOR e é responsável pelo suprimento das redes de ar
para Refinaria, e é onde estão localizados os compressores de ar, unidades
secadoras para ar de instrumento e processo seco e os vasos pulmão.
Ar comprimido para instrumento – Instrumentação pneumática,
Comando de válvulas e Ar de alta pureza e seco. O ar de instrumentos é um ar
desumidificado por colunas de adsorção em sílica gel (SC-932 A/B), e é
utilizado na operação de instrumentos, acionamento pneumático de válvulas e
pressurização de painéis.
Ar comprimido de serviço – Acionamento de ferramentas pneumáticas,
Agitação de produtos em tanques e Máscaras de ar mandado. O ar de serviço
durante operação normal, partida e/ou parada das unidades será utilizado para
serviços gerais, tais como: limpeza, acionamento de ferramentas pneumáticas,
teste de equipamentos, selagem de ramonadores de caldeiras e fornos.
36
Figura 20. Diagrama de Blocos do Sistema de Ar Comprimido
37
6. ESTÁGIO SUPERVISIONADO 6.1 Atividades
As atividades compreendidas no programa de estágio são as seguintes:
Tabela 3. Atividades a serem realizadas durante o período de Estágio Atividade Etapas
Visitas à área industrial
Conhecimento das unidades de processos e seus equipamentos
Revisão Bibliográfica Estudo das ferramentas a serem
utilizadas Estudo dos processos
Controle Avançado
Elaboração do projeto funcional
(objetivos e definição das variáveis manipuladas e controladas)
Melhoria do controle regulatório Desenvolvimento e ajustes de
inferências Pré-teste, teste de perturbação do
processo e identificação do modelo
Configuração off-line CPM e simulação
Partida do CPM e comissionamento on-line
Manutenção do CPM
Balanceamento dos passes de um forno
Elaboração do algoritmo dos PIDs Elaboração do algoritmo dos
condicionais Elaboração da Tela de Operação Configuração dos blocos do
DeltaV Download das configurações Acompanhamento
Sintonia das Malhas de Controle do HDT
Teste de Perturbação Cálculo dos Parâmetros
Implementação de Controlador e Elaboração da Filosofia da Malha
Configuração do Controlador
38
Sintonia da Malha de Controle da UCR
Elaboração da nova tela de Operação
Estudo do Impacto da Concentração de Óleo Vegetal na carga da Unidade
de Hidrotratamento
Modelagem matemática do processo
Transformação para o domínio de Laplace da equação característica
Simulação do processo com auxílio da ferramenta Simulink® do software Matlab®, a partir de uma perturbação do tipo degrau na variável de entrada (concentração de óleo na entrada do vaso)
Configuração e manutenção de pontos
no software PI (Plant Information)
Leitura de apostilas e apresentações sobre o PI
Criação, modificação e assistência de TAGs
Acompanhamento do controle das unidades de destilação atmosférica e
vácuo
Verificação do desempenho das malhas de controle avançado das unidades
Visita a oficina, área industrial e
central de controle
Conhecimento dos tipos de válvulas e instrumentos de aquisição de dados
Conhecimento dos tipos de medidores de vazão, pressão e temperatura
Conhecimento da estrutura do SDCD (Sistema Digital de Controle Distribuído)
Conhecimento da aquisição de dados pelo SDCD (tipos de entradas e saídas analógicas e digitai; e tipos de sinais pneumáticos, eletrônicos)
6.2 Revisão Bibliográfica 6.2.1 PI – Plant Information
O PI é um sistema que permite analisar, rastrear e monitorar a operação
de plantas industriais. A principal vantagem do PI em relação aos demais
sistemas aquisitórios é a sua velocidade na recuperação de grandes massas
39
de dados. Pode-se, em poucos segundos, montar gráficos e acompanhar uma
variável operacional, em períodos que podem chegar a mais de dois anos.
Dentro da estratégia de disponibilizar dados que permitam a análise do
processo, o PI desempenha um papel relevante. Podem-se visualizar estes
dados através de tendências e gráficos de processo ou através de planilhas.
PI-DataLink
O PI-Datalink é um programa de aplicativos que roda sob o Excel. Este
programa permite ao usuário:
- Fazer buscas de tags específicos no Sistema PI.
- Organizar e manter listas que contêm os resultados destas buscas.
- Obter dados conforme uma determinada expressão.
- Obter dados sincronizados com uma matriz de tempo.
- Obter dados provenientes de cálculos em expressões de tags. - Obter totais, mínimos, máximos, desvios padrões e médias.
- Observar os atributos de cada tag. Ainda possibilita a utilização de todos os recursos do Excel para
manipulação de valores, como gráficos, cálculos, tabelas dinâmicas, etc.
PI-Process Book
O Process Book é outra ferramenta disponível no módulo cliente
destinada a exibir informações sobre a Planta Industrial. Funciona como um
livro, onde podemos inserir capítulos e parágrafos. Permite construir
rapidamente gráficos (trends) de acompanhamento de variáveis operacionais e
simular telas de sistemas supervisórios como o SDCD. Além disso, permite
incluir links (ligações) nas telas, que possibilitam chamar outros aplicativos
(Word, Excel, Dos).
6.2.2 SDCD – Sistema Digital de Controle Distribuído
40
Criado inicialmente para controlar variáveis analógicas, foi sendo
expandido até atingir praticamente todas aplicações de controle usuais.
Composto por três partes:
(1) Interface com o processo;
(2) Interface-Homem-Máquina (IHM) e;
(3) Via de dados (data highway) Consiste de um conjunto de dispositivos microprocessados dedicados
ao Controle de Processos, ligados em rede, de forma distribuída. Dotado de
processadores e redes redundantes, o SDCD controla e supervisiona o
processo produtivo. É através das Unidades de Processamento, distribuídas
nas áreas, que os sinais dos equipamentos de campo são processados de
acordo com a estratégia programada. Estes sinais, transformados em
informação de processo, são atualizados em tempo real nas telas de operação
das Salas de Controle. O SDCD não é uma máquina pronta. Pode sempre ser
modificado para atender ao processo.
Algumas funções do SDCD:
Indicação/registro de variáveis de processo Contínuas (analógicas)
/Discretas (Digitais)
Capacidade para armazenar históricos em memórias não voláteis
Alarmes para variáveis contínuas/discretas, desvio e velocidade de
desvio
Relatórios de ocorrências de alarmes e eventos
Executar funções de Intertravamento relacionados com a segurança
dos equipamentos
Controle manual das variáveis contínuas e discretas.
Controle automático tipo PID (proporcional, integral, derivativo) e suas
combinações.
Transferência entre modos Manual/Automático/Cascata/Computador
Funções matemáticas diversas
41
Condicionamento dos sinais elétricos e conversão em unidades de
engenharia
Capacidade para implementar estratégias avançadas de controle e
controles lógicos seqüenciais
Capacidade de visualização de telas gráficas interativas com
indicações dinâmicas
Capacidade de interligação com computadores remotos (externos).
6.3 Trabalhos Realizados
6.3.1 Controle Avançado
Surpevisão: Eng. Luis Gustavo Soares Longhi
Objetivo do controle de processos
Manipular automaticamente algumas variáveis (variáveis manipuladas)
de modo que algumas outras variáveis (variáveis controladas), que
normalmente medem o desempenho do processo, evoluam no tempo de
acordo com o determinado para tal operação, compensando distúrbios
externos e mudanças de set-point.
42
Figura 21. Hierarquia de Controle
Foram realizadas atividades como o desenvolvimento, configuração e
acompanhamento dos sistemas de controle da REFAP. As unidades
envolvidas neste trabalho foram a Destilação Atmosférica (U-01 e U-50) e a
Destilação a Vácuo (U-02).
Elaboração do projeto funcional
Primeiramente definiram-se as variáveis controladas e manipuladas de
acordo com os objetivos da otimização, considerando ainda as restrições
envolvidas.
Desenvolvimento e ajustes de inferências
Verificação das inferências de propriedades e especificações dos
produtos a partir de uma planilha excel do PI.
43
Figura 22 Tabela de Verificação de Bias
Pré-teste, teste de perturbação do processo e identificação do
modelo Aplicaram-se um ou mais degraus em cada uma das variáveis
manipuladas e então se coletam dados referentes ao comportamento das
variáveis controladas, para serem analisados a partir de um algoritmo de
identificação.
Configuração off-line CPM e simulação
Foram criados pontos no PI e no SDCD, telas de operação e
configurações no SICON.
44
Manutenção do Controlador Uma vez efetuado o projeto do Controle Avançado da Unidade,
acompanhou-se continuamente o desempenho do mesmo, corrigindo falhas e
observando as oportunidades de otimização.
Observações: Em função de o término deste estágio estar previsto
para o fim do mês de Setembro, ressalta-se que este trabalho ainda está em
andamento.
6.3.2 Balanceamento dos Passes do Forno F-201
Supervisão: Eng. Antônio Cappelli
1. Objetivo
Este trabalho tem como objetivo realizar o balanceamento dos passes
do forno F-201 pertencente à Unidade de Destilação a Vácuo (U-02).
O forno F-201 é responsável pelo aquecimento da carga a ser
processada na Unidade de Destilação a Vácuo, em torno dos 390°C.
2. Descrição do Problema
Devido a aspectos de geometria do forno e da distribuição de carga
térmica por maçarico, a energia absorvida por cada passo é diferente dos
demais resultando em uma grande dispersão na temperatura de saída de cada
passo em relação à média (até 10 °C) quando as vazões dos mesmos são
idênticas. Isto não é desejável, pois:
45
a) O passo cuja temperatura de saída é maior em relação aos demais
está absorvendo maior fluxo de energia, com temperatura de "skin-point"
relativamente elevada, ocasionando maior corrosão ao material do tubo, com
conseqüente redução da vida útil do mesmo; ou ainda cria condições mais
apropriadas para a formação de coque na parede interna do tubo.
b) A temperatura média controlada de saída dos passos do forno fica
limitada pelo passo mais quente, podendo ocasionar, por exemplo, degradação
de diesel em Unidade de Destilação Atmosférica.
c) A não uniformidade entre as temperaturas de cada passe
impossibilita a utilização destas como variáveis manipuladas, dificultando
assim a otimização da unidade através do controle avançado.
3. Desenvolvimento
O balanceamento das temperaturas de saída dos passes de um forno
consiste em um pequeno ajuste nas vazões dos passes para obter
temperaturas idênticas nas saídas dos mesmos. Ou seja, consiste no ajuste
dos "set-points" dos controladores de vazão com a finalidade de manter as
temperaturas de saída dos passos idênticas. A temperatura de saída de um
determinado passe varia inversamente com a vazão através do mesmo.
As diferenças nos ajustes de vazão de balanceamento devem somar
zero, de modo que a vazão total para o forno não seja alterada. Dessa
maneira, desenvolveram-se algoritmos para o cálculo da razão de cada passe
e para a rotina de ativação do controle avançado da unidade.
As razões ou “ratios” são valores pelos quais as vazões devem ser
multiplicadas intuito de garantir uma temperatura de saída uniforme para cada
passe.
O controle avançado é ativado se todas as condições impostas forem
satisfeitas. São elas: vazões, temperaturas, razões – que devem estar dentro
46
de uma certa faixa de valores e modo do controlador que deve estar em modo
cascata (CAS). Se pelo menos uma dessas condições for violada, o controle é
desativado e o operador deve normalizar essa condição de operação, e então
solicitar o balanceamento novamente para que o controle volte a atuar. O
balanceamento foi desenvolvido com auxílio do software DeltaV.
Descrição dos Instrumentos
Controladores de vazão dos passos
As vazões dos passos 1, 2, 3 e 4 são controladas, respectivamente,
pelos FIC-201, FIC-202, FIC-203 e FIC-204.
Os controladores de vazão operam nos três modos: manual (MAN),
automático (AUTO) ou cascata (RSP).
- Modo automático
Quando o controlador de vazão FIC-201 está no modo automático, o
valor do "ratio" é calculado, de modo que na transição do modo automático
para cascata não ocorra mudança no "set-point" do controlador. Situações
similares acontecem nos demais passos.
- Modo cascata
Quando no modo cascata, o "set-point" do controlador de vazão é
oriundo do controlador de nível. Por exemplo, quando em modo cascata o "set-
point" do FIC-201 aumenta se:
a) A saída do LIC-111 aumentar (aumento de carga para o forno).
47
b) O operador ou o computador aumentar o "ratio" como ação corretiva
devido à temperatura de saída do passo 1 ser superior à média dos quatro
passos.
Os quatro controladores de vazão devem ser mantidos, sempre que
possível, no modo cascata para que um aumento na carga do forno por
intermédio da LIC-111 seja distribuído para os quatro passos.
Razão dos instrumentos de vazão dos passos Os "set-points" dos controladores de vazão FIC-201, FIC-202, FIC-203 e
FIC-204 são gerados pela saída do LIC-111 (nível de fundo da T-101)
multiplicada, respectivamente, pelos "ratios" dos instrumentos de vazão.
- Modo automático Quando o controlador de vazão está no modo cascata o "ratio" pode ser
alterado pelo operador ou o computador modificando o "set-point" do
controlador de vazão correspondente, independentemente do LIC-111.
- Modo manual Quando qualquer controlador de vazão de passo não está no modo
cascata o "ratio" é continuamente ajustado, através de lógica no SDCD (LCP
LY-111), de modo a não alterar o "set-point" do controlador de vazão.
Controlador de nível O LIC-111 ajusta a carga total do forno em função do valor desejado
pelo operador. O operador escolhe a opção para a cascata do LIC-111 através
de uma chave de duas posições: F-201 ou RAT.
Para maiores detalhes do controle de nível ver a descrição da LCP LY-
111 - Malha de controle de Nível de Fundo da Torre Atmosférica (T-101) e
Interface para BTPF201.
- Chave na posição F-201
48
A saída do LIC-111 envia "set-points" para os controladores de vazão
correspondentes (FIC-201, FIC-202, FIC-203, FIC-204), quando estes
estiverem em modo cascata. Um acréscimo na saída do LIC-111 incrementa
os "set-points" dos controladores que estejam no modo cascata.
Quando um (ou mais) controlador de vazão não estiver no modo
cascata, o LIC-111 é colocado no modo manual e sua saída ajustada para o
valor correspondente à média das vazões dos quatro passos.
- Chave na posição RAT
A saída do LIC-111 envia "set-points" para o controlador de vazão de
RAT (FIC-118), quando este estiver no modo cascata.
Seguem abaixo a Malha de Controle do Sistema de Balanceamento de
Passes e a Tela de Operação do BTPF201.
Figura 23. Tela Gráfica BTPF201
MALHA DE CONTROLE
FIC
202
FE 202
FIT 202
FV-202
FIC
203
FE 203
FIT 203
FV-203
FIC
204
FE 204
FIT 204
FV-204
PARA T-201
FIC
201
FE 201
FIT 201
FV-201
FIC
118
FE 118
FIT 118
FV-118
LT 111 LIC
111 LY 111
TI
TE 2015A
2015A
TI
TE 2016A
2016A
TI
TE 2017A
2017A
TI
TE 2018A
2018A
LCP
RSP
RSP
RSP
RSP
RSP
BTPF201
WATCHDOG
RATIO
RATIO
RATIO
RATIO
XI203/001
XI203/002
F-201
T-101
B-108
6.3.3 Sintonia das Malhas de Controle da Unidade de Hidrotratamento
Supervisão: Eng. Leandro Porto Lusa
1. Objetivo
Este trabalho tem como objetivo realizar a sintonia das malhas de
controle de nível da Unidade de Hidrotratamento – HDT (U-700).
Pretende-se através desta sintonia tornar a resposta do processo a uma
perturbação a mais rápida e estável possível.
Os dados do processo, as informações do controlador e os resultados
numéricos obtidos não são mencionados na descrição do desenvolvimento
desta atividade, conforme normas da empresa.
2. Descrição
O valor numérico das constantes determina o comportamento dos
controladores, alterando-lhes o desempenho. A escolha dos valores deve
sempre atender às duas grandes questões de controle: o processo sob controle
deve sempre ficar estável e o desempenho do controlador deve ser satisfatório.
Sintonizar o controlador significa encontrar valores numéricos para as
constantes de proporcionalidade de um controlador PID de forma a regular o
processo com estabilidade e no valor desejado para a propriedade medida
(desempenho satisfatório).
3. Desenvolvimento A sintonia das malhas de controle da Unidade de Hidrotratamento foi
realizada conforme os procedimentos descritos a seguir.
3.1 Identificação de processos em malha aberta
51
Modificou-se a saída do controlador e calcularam-se os parâmetros de
sintonia PID. Teste de variação em degrau
Com o controlador em manual aplicou-se uma perturbação em degrau
esperando-se a estabilização. Obteve-se então a curva de reação do sistema
que foi comparada com um modelo de primeira ordem com tempo morto. As
figuras a seguir são gráficos genéricos e não os obtidos a partir da sintonia da
malha de controle da planta industrial.
Figura 24. Perturbação do tipo degrau
Figura 25. Resposta do sistema à perturbação
Após efetuados os testes de perturbação, calcularam-se parâmetros
como o ganho, tempo morto e constante de tempo.
MVPVKp
∆∆
= Equação 1 Ganho
01 tt −=θ Equação 2 Tempo morto (td)
52
12 tt −=τ Equação 3 Constante de tempo
Observações: A perturbação na MV deve ser de tamanho adequado a causar uma
variação significativa na PV (normalmente de 5% a 10%).
A variação na PV deve ser maior que os ruídos existentes
Durante o teste os valores de PV e MV não devem chegar muito
próximos dos seus limites.
A variação deve ser feita na região normal de operação.
Se houver não-linearidade ou assimetria o teste deve ser feito na
região mais crítica (maior ganho, maior tempo morto, menor
constante de tempo).
A variação deve começar quando o processo estiver estável, ou seja,
sem variação na PV.
Observar possíveis perturbações medidas ou não durante o teste.
Caso ocorram repetir o procedimento.
3.2 Identificação de processos em malha fechada Modificou-se o set-point e calcularam-se os parâmetros de sintonia PID. Procedimento
Com o controlador em automático e somente com a ação
proporcional (P) fez-se uma pequena alteração no “set-point” e observou-se a
variação da PV. Quando não há oscilação, o ganho do controlador deve ser
aumentado, o que faz com que o sinal de PV tenda a aumentar a oscilação.
Este procedimento deve ser repetido até obter-se uma variação senoidal
estável de amplitude constante.
53
Figura 26. Variação do sinal da PV devido uma perturbação no set-point
4. Contribuições do Trabalho
Com a realização da sintonia das malhas de controle da HDT, a
resposta do processo a uma perturbação tornou-se mais rápida e estável
conforme requerido nos objetivos.
6.3.4. Implementação de Controlador e Sintonia da Malha de Controle de
Circulação Mínima da Bomba do Sistema de Blowdown da UCR
Supervisão: Eng. Leandro Porto Lusa
1. Objetivo
Este trabalho tem como objetivo realizar a modificação da malha de
controle da circulação mínima da bomba do sistema de blowndown (B-650022)
da Unidade de Coqueamento Retardado – UCR (U-650), através da
implementação de um controlador e sua posterior sintonia.
2. Descrição do Problema
O selo de uma bomba pode estourar repercutindo em vazamentos. Com
o intuito de se evitar problemas como esse, estipula-se uma vazão mínima de
projeto com a qual esta bomba deve operar. Para garantir que a mesma opere
PV
t ωu
54
com uma vazão que satisfaça este valor mínimo, um controlador do tipo
proporcional – integral compara o valor da vazão mínima da bomba (SP) com a
vazão relativa à linha de circulação mínima. Como este não é o valor total da
vazão da bomba, já que esta se divide em duas linhas (circulação mínima e
vaso de carga), freqüentemente o controlador atua no sentido de abrir a válvula
fazendo com que a bomba demande mais energia, gerando um gasto
desnecessário. Para corrigir isto, foi implementado um controlador que
compara ao seu setpoint um valor que corresponde à vazão total da bomba, ou
seja, vazão da circulação mínima e vazão que segue para o vaso de carga.
Sendo assim, o controlador atuará na válvula de maneira otimizada, abrindo-a
apenas quando realmente a vazão da bomba for menor que seu mínimo
estipulado, podendo atuar mais vezes no sentido de fechá-la.
4. Desenvolvimento Filosofia da Malha
O controlador implementado (FIC SOMA) recebe a soma dos valores
das vazões provenientes de outro controlador de vazão (FIC650051 - que atua
na válvula da linha que segue para o vaso de carga - FV650051) e da linha de
circulação mínima da bomba.
Esta soma equivale ao valor de vazão com que a bomba está operando,
e será comparada ao set-point do FIC SOMA (SP= vazão mínima da bomba;
SP=150 m3/d valor levemente superior à vazão mínima da bomba segundo
folha de dados da mesma) gerando um erro, que dependendo de seu valor e
sinal, determinada ação repercutirá na válvula sobre a qual atua o FIC SOMA.
Se a vazão do FIC650051 estiver menor do que o SP de 150 m3/dia, o FIC
SOMA manipula a válvula FV-650090 de maneira que esta assuma uma
abertura que atenda ao set-point definido. Caso contrário, quando o FIC650051
possuir uma vazão superior a 150 m3/dia, o FIC SOMA atua no sentido de
fechar a válvula FV650090, levando-a até o batente de mínimo de sinal de
controle. É interessante que seja configurado um batente de mínimo de 5% de
abertura da válvula, com o objetivo de garantir que esta linha não seja
55
obstruída, pois o fluido proveniente do vaso V-650010 é bastante “poluído” e
viscoso (integra o sistema de blowndown da unidade).
Configuração Anti-Windup
Como esta malha de controle operará freqüentemente saturada, se a
ação anti-windup não for configurada, durante a saturação, o termo integral do
controlador PI faz com que sua ação de controle calculada continue integrando
o erro verificado (SP-PV), enquanto o erro não seja nulo, causando o efeito
denominado windup. Neste caso, haverá um retardamento excessivo na ação
da malha de controle quando esta deverá atuar abrindo a válvula FV650090.
Deve ser configurado o limite que elimina o incremento da ação de controle
integral a partir do momento em que a malha satura.
Sendo assim, um método anti wind-up como a Integração Condicional
deve ser utilizado, o qual consiste em desligar a ação integral quando o
controle está longe do regime permanente. A ação integral é dessa maneira
ativada apenas quando certas condições pré-estabelecidas são satisfeitas,
caso contrário o termo integral é mantido constante, ou seja, a entrada do
integrador é mantida em zero. Esta condição é um valor igual ao batente de
mínimo da válvula (5%).
Segue abaixo a figura da malha de controle da circulação mínima da
bomba B-650022 já modificada com o FIC SOMA.
Figura 27. Esquema da Malha de Controle da Circulação Mínima da Bomba B-650022
56
4. Contribuições do Trabalho O ajuste do controlador permitiu que a segurança de operação da
bomba fosse garantida - vazão mínima para que o selo não se rompa.
A melhoria deste controlador com a implementação de um novo
controlador (FIC SOMA) que recebe dados das duas correntes (que juntas
correspondem à vazão total da bomba) para comparar com seu set-point, além
de garantir a especificação de operação da bomba, possibilitou também a
otimização da atuação do controlador repercutindo na minimização de gastos
energéticos desnecessários.
6.3.5 Estudo do Impacto da Concentração de Óleo Vegetal na carga da
Unidade de Hidrotratamento
Supervisão: Eng. Christian Camaratta
Eng. Alex Sandro Reginato
1. Objetivo
Verificar o impacto na concentração da carga da UHDT, devido ao envio
de diesel da Unidade de Destilação Atmosférica (U-01) para a Unidade de
Hidrotratamento ao deslocar o inventário de óleo vegetal presente na linha.
Os resultados gráficos obtidos não foram disponibilizados.
2. Descrição do Problema A especificação de diesel na refinaria conta com diferentes correntes
que apresentam distintas características. Para se obter as especificações
desejadas (diesel exportação) é necessário efetuar a mistura dessas correntes.
Sendo assim, a corrente de diesel proveniente da Unidade de Destilação
Atmosférica (U-01) pode ser enviada para a UHDT. Outra razão pela qual se
desvia a corrente de diesel da U-01 para a UHDT, é quando os vasos de
secagem de diesel estão desativados em função da troca do sal utilizado para
57
tal processo, necessitando enviar o diesel para tratamento na UHDT. Para que
o desvio seja efetivado é utilizada a mesma linha q envia óleo vegetal para
UHDT para a produção de H-Bio. Como o óleo vegetal inflencia diretamente o
consumo de hidrogênio na unidade de hidrotratamento, é necessário avaliar
quanto este volume presente na linha (representado pela linha amarela na
figura 25) afetaria a concentração da carga do HDT e no consumo de
hidrogenio da unidade.
Figura 28. Esquema das Linhas de Carga da UHDT
3. Desenvolvimento Primeiramente, foi efetuado um balanço da concentração de óleo
vegetal no vaso V-700001, a partir do qual se desenvolveu a equação para a
Função Transferência do processo, com a qual se gerou um perfil gráfico da
concentração de óleo vegetal no vaso com o decorrer do tempo em um
ambiente de simulação.
4. Memorial de Cálculo
Variação da concentração de óleo vegetal no vaso V-700001:
V)CC(F
dtdC ovoveeov −
=
58
Rearranjando:
)CC(dt
dCFV
ovoveov
e−=
Como eF
V=τ então,
ovoveov CC
dtCd
∆−∆=∆
τ
Passando para o domínio da freqüência aplicando a Transformada de
Laplace:
)s(C)s(C)s(C.s ovoveov ∆−∆=∆τ
Rearranjando obtém-se:
1s1
)s(C)s(C
ove
ov+τ
=∆∆
a qual é a equação da Função Transferência do processo.
Considerando que o volume do vaso (volume útil) é igual a V= 30,38 m3
e a vazão de entrada é igual a Fe=170 m3/h, conforme dados operacionais,
tem-se que:
h178,0170
38,30FVe
===τ
Logo:
1s178,01
)s(C)s(C
ove
ov+
=∆∆
Uma vez equacionada a função transferência do processo e calculados
seus parâmetros (constante de tempo - τ ) seguiu-se para o esboço do perfil da
concentração de óleo vegetal em função do tempo, com o auxílio da ferramenta
Simulink® contida no software Matlab®.
59
5. Contribuições do Trabalho Com esse estudo pôde-se inferir a influência da concentração do
inventário de óleo diesel presente na linha e verificar o impacto da mesma. De
acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que a concentração e o tempo
de residência do óleo vegetal no vaso pouco afetaria a mistura da carga e sua
especificação.
6.4 Participação em Cursos
A realização de atividades extras, como a participação em cursos e
palestras, promove uma maior integração do estagiário com a empresa, e
contribui com aprimoramento do aprendizado e complementação da vida
acadêmica. Essas atividades serão descritas a seguir.
Curso de Integração da REFAP – S/A
As atividades do estágio tiveram início com a participação no curso de
Integração da Refap, com carga horária de 8 horas. Neste curso foram
apresentadas noções de segurança da empresa e procedimentos a serem
seguidos em caso de emergências (vazamentos de gases, incêndios e outros
riscos). Curso Segurança no Trabalho em Espaço Confinado NR-33
Espaço confinado é todo ambiente fechado não projetado para
ocupação humana, onde há ausência ou deficiência de oxigênio, grande risco
de acidentes e dificuldade de acesso e locomoção.
O curso de Segurança do Trabalho em Espaços Confinados é uma
capacitação exigida antes da entrada de pessoas em qualquer tipo de
equipamento ou demais espaços considerados confinados. A participação no
curso aconteceu nos dias 16 e 17 de Agosto de 2007 e teve a duração de 16
horas.
Neste curso, ministrado por um Técnico de Segurança no Trabalho,
foram abordados os seguintes itens:
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- Definições de espaços confinados;
- Reconhecimento de riscos;
- Avaliação de riscos;
- Controle de riscos;
- Sinalização para identificação de espaços confinados;
- Funcionamento de equipamentos utilizados;
- Procedimentos e utilização da Permissão de Entrada e Trabalho (PET);
- Descrição dos possíveis cenários de acidentes;
- Proteção respiratória, uso de equipamentos de suprimento de ar para
respiração humana e uso de máscaras;
- Noções de resgate;
- Descrição das medidas de salvamento e primeiros socorros;
- Avaliação Inicial da vítima;
- Sistemática ABCDE;
- Parada Cardio-Respiratória (PCR) e Reanimacão Cardio-Pulmonar
(RCP)/ Prática de Atendimento de PCR.
61
7. CONCLUSÃO Desde a integração na empresa até as atividades específicas do
programa de estágio executadas, pôde-se aprender muito e consolidar os
conhecimentos teóricos adquiridos durante a faculdade.
Porém, especificamente, com as atividades realizadas é que foi possível
vivenciar os atributos de um Engenheiro, resolvendo problemas e trocando
idéias e conhecimentos com outras pessoas. Foi muito interessante esta
experiência tanto para o crescimento profissional quanto para o pessoal, pois
se puderam perceber as habilidades e os pontos a melhorar, além de ter
servido como uma primeira experiência profissional.
A Refinaria Alberto Pasqualini forneceu todo o suporte necessário para
um bom aproveitamento do estágio, e juntamente com a Universidade Federal
de Santa Catarina tornou possível a realização deste naquela empresa,
estabelecendo um convênio entre a universidade e a empresa, o que
certamente contribuiu muito para se ter um estágio organizado e proveitoso.
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8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• STEPHANOPOULOS, G. Chemical Process Control. PTR Prentice Hall, 1984
• As demais fontes de pesquisa foram textos e apresentações internas da
REFAP – S/A. Como não são publicações, não constam detalhadas nesta seção.
