Usuário Final: Petrobras

Usuário Final: Petrobras

Carlos Roberto Porfírio

Consultor

Petrobras/Industrial/RPBC

[email protected]

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

AGENDA

• PETRÓLEO E REFINO: Tipos de Petróleo, Produtos,

Especificações e Processos de Refino.

• RTO NA PETROBRAS: Refinaria e Unidades de

Processo com RTO.

• RTO NA RPBC: Descrição Processo, Modelo do

Processo, Resultados obtidos, Fatores Críticos.


PETRÓLEO E REFINO


TIPOS DE PETRÓLEO



PRODUTOS NO PETRÓLEO BRUTO

Frações Básicas do Refino do Petróleo

00

100

200

300

400

500

700

600

10 20 4030 60 70 80 90

GASOLINA

QAV

QUEROSENE

DIESEL

GASÓLEO

% VOLUMÉTRICA

1000

900

800

50 100

ÓLEO

COMB.



PORQUE DEVEMOS PROCESSAR PETRÓLEO

1 - Ajuste da produção para atender mercado

2 - Remoção de contaminantes e venenos para os catalisadores

3 - Melhorar qualidade e atender especificações


PRODUTOS DE UMA REFINARIA MODERNA


ESQUEMA DE REFINO


COLUNA DE DESTILAÇÃO


APLICAÇÕES DE RTO NA PETROBRAS

REVAP – São José dos Campos

1 - Unidade de Destilação Atm. e Vácuo, capacidade da unidade 40.000 m3/d. 37 graus liberdade. Inicio de

operação 2006.

Licenciador: ASPEN-TECH.

2 - Unidade de Craqueamento Catalítico, capacidade 14.000 m3/d. 60 graus de liberdade. Inicio operação

Out_2018.

Licenciador: ASPEN-TECH.

RPBC – Cubatão

1 - Unidade de Craqueamento Catalítico, capacidade 10.000 m3/d. 23 graus liberdade. Inicio de operação

agosto 2008.

Licenciador: SIMSCI –AVEVA

2 - Torre Fracionadora de Tolueno, capacidade 520 m3/d. 2 graus liberdade. Inicio de operação FEV_2010.

Licenciador: Tese Doutorado Porfírio – modelo de ordem reduzido.



RLAM – Mataripe - BAUnidade de Destilação Atm. e Vácuo, capacidade da unidade 35000 m3/d.

21 graus liberdade. Inicio de operação 2013.

Licenciador: SIMSCI - AVEVA

REPAR – Araucária - PRUnidade de Craqueamento Catalítico, capacidade 9.200 m3/d. 14 graus

liberdade. Inicio de operação 2018.


RECAP – Capuava - SPUnidade de Destilação Atmosférica e Vácuo, URFCC, Solventes e Propeno,

capacidade 10.000 m3/d. 26 graus liberdade. Inicio de operação 2013.

Licenciador: ASPEN-TECH



REFAP – CANOAS - RS

Unidade de Destilação Atm. e Vácuo e Craqueamento Catalítico, capacidade da

unidade 22.000 m3/d (Destilação) 8.000 m3/d (Craqueamento). 17 e 16 graus liberdade.

Inicio de operação 2018.

Licenciador: SIMSCI – AVEVA

REDUC – Duque de Caxia - RJ

Unidade de Destilação Atmosférica e Vácuo, capacidade 22.000 m3/d.



REPLAN – Paulínia - SP

Unidade de Destilação Atmosférica e Vácuo, capacidade 33.000 m3/d.




RTO NA UFCC DA RPBC


CARACTERÍSTICAS DA UNIDADE

- Inicio Operação: ABR-1973 – Capacidade de Projeto 7500 m3/d (gasóleos)

- Ampliação: SET - 1992 – Capacidade 10000 m3/d (8400 gasóleos 1600

Nafta de coque)

- SDCD: MAR - 1996

- CAV: ABR – 1997 (52 CV’s e 27 MV’s)

- RTO: AGO - 2008


FLUXOGRAMA DA UNIDADE


DIAGRAMA DE BLOCOS NO ROMeo


SISTEMA DE CARGA E CONVERSOR:


FRACIONADORA PRINCIPAL:


COMPRESSÃO E ÁREA FRIA:


CICLO DE EXECUÇÃO RTO:


DETECÇÃO ESTADO ESTACIONÁRIO:

• Usa valores instantâneos

•Considera uma janela de 1 hora (60 minutos) e 1 variável (TAG)

• coletam-se 30 pontos nos primeiros 30 minutos (1 ponto / min) => conjunto 1

• coletam-se 30 pontos nos últimos 30 minutos (1 ponto / min) => conjunto 2

• (média conjunto 2 – média conjunto 1) menor ou igual que tolerância =>

variável está em SS


PRINCIPAIS RESULTADOS:

➢MATHEMATICAL FORMULATION:

✓ THE SYSTEM HAS 47350 VARIABLES AND 47327 EQUATIONS ➔ 23 VARIABLES FOR OPTIMIZATION

✓ REACTION TEMPERATURE

✓ FEED TEMPERATURE

✓ AIR BLOWER PRESSURE AND FLOW

✓ GAS COMPRESSOR SUCTION PRESSURE

✓ SOME REFLUXS FLOW FOR MAIN FRACTIONATOR AND SEPARATION GAS TOWERS

✓ SOME CONSTRAINTS

✓ TOTAL FEED FLOW

✓ REGENERATOR TEMPERATURES

✓ CO BOILER STEAM PRODUCTION

✓ PRODUCTS QUALITIES (C3+ FUEL GAS, C2- PROPANE, RPV, NAPFTA END POINT e LGN OCTANE, BMCI OF DECANTE OIL, etc)


➢RESULTADOS:

▪VAZÃO DE CARGA E QUALIDADE MANTIDAS CONSTANTES

8800

9000

9200

9400

9600

9800

10000

10200

06- 09-

2008

13:20:00

07- 09-

2008

01:20:00

07- 09-

2008

13:20:00

08- 09-

2008

01:20:00

08- 09-

2008

13:20:00

09- 09-

2008

01:20:00

09- 09-

2008

13:20:00

10- 09-

2008

01:20:00

10- 09-

2008

13:20:00

11- 09-

2008

01:20:00

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

FI24157A GOP M3/D

CARGA_TOTAL GOP+NAFTA M3/D

FCCRTOAT RTO_ATIVO


▪TEMPERATURA DE REAÇÃO: (aumento ~ 2ºC)

525

527

529

531

533

535

537

539

541

543

545

06- 09-

2008

13:20:00

07- 09-

2008

01:20:00

07- 09-

2008

13:20:00

08- 09-

2008

01:20:00

08- 09-

2008

13:20:00

09- 09-

2008

01:20:00

09- 09-

2008

13:20:00

10- 09-

2008

01:20:00

10- 09-

2008

13:20:00

11- 09- 2008

01:20:00

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

TC2407MNRTO GRAUC

TC2407MXRTO GRAUC

TC2407SV TRX GRAUC

FCCRTOAT RTO_ATIVO


▪CONVERSÃO:

62,00

63,00

64,00

65,00

66,00

67,00

68,00

69,00

06- 09-

2008

13:20:00

07- 09-

2008

01:20:00

07- 09-

2008

13:20:00

08- 09-

2008

01:20:00

08- 09-

2008

13:20:00

09- 09-

2008

01:20:00

09- 09-

2008

13:20:00

10- 09-

2008

01:20:00

10- 09-

2008

13:20:00

11- 09-

2008

01:20:00

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

AX2417 Conversão_Média %

FCCRTOAT RTO_ATIVO


▪ PRODUÇÃO LGN:

4100

4200

4300

4400

4500

4600

4700

4800

4900

5000

5100

06- 09-

2008

13:20:00

07- 09-

2008

01:20:00

07- 09-

2008

13:20:00

08- 09-

2008

01:20:00

08- 09-

2008

13:20:00

09- 09-

2008

01:20:00

09- 09-

2008

13:20:00

10- 09-

2008

01:20:00

10- 09-

2008

13:20:00

11- 09-

2008

01:20:00

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

FC2451 GLN M3/D

FCCRTOAT RTO_ATIVO


▪PRODUÇÃO DE PROPANO E BUTANO:

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

06- 09-

2008

13:20:00

07- 09-

2008

01:20:00

07- 09-

2008

13:20:00

08- 09-

2008

01:20:00

08- 09-

2008

13:20:00

09- 09-

2008

01:20:00

09- 09-

2008

13:20:00

10- 09-

2008

01:20:00

10- 09-

2008

13:20:00

11- 09-

2008

01:20:00

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

FI2465 PROPANO M3/D

FCCRTOAT RTO_ATIVO

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

06-09-

2008

13:20:00

07-09-

2008

01:20:00

07-09-

2008

13:20:00

08-09-

2008

01:20:00

08-09-

2008

13:20:00

09-09-

2008

01:20:00

09-09-

2008

13:20:00

10-09-

2008

01:20:00

10-09-

2008

13:20:00

11-09-

2008

01:20:00

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

FI2458 BUTANO M 3/D

FCCRTOAT RTO_ATIVO


▪C3+ NO GÁS COMBUSTÍVEL:

- 1

0

1

2

3

4

5

6

06- 09-

2008

13:20:00

07- 09-

2008

01:20:00

07- 09-

2008

13:20:00

08- 09-

2008

01:20:00

08- 09-

2008

13:20:00

09- 09-

2008

01:20:00

09- 09-

2008

13:20:00

10- 09-

2008

01:20:00

10- 09-

2008

13:20:00

11- 09- 2008

01:20:00

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

AI2421 C3GC %

FCCRTOAT RTO_ATIVO


▪OLEO LEVE DE RECICLO E OLEO DECANTADO:

1800

1900

2000

2100

2200

2300

2400

2500

2600

2700

2800

06- 09-

2008

13:20:00

07- 09-

2008

01:20:00

07- 09-

2008

13:20:00

08- 09-

2008

01:20:00

08- 09-

2008

13:20:00

09- 09-

2008

01:20:00

09- 09-

2008

13:20:00

10- 09-

2008

01:20:00

10- 09-

2008

13:20:00

11- 09-

2008

01:20:00

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

FC2443 LCO M3/D

FCCRTOAT RTO_ATIVO

600

650

700

750

800

850

900

06- 09-

2008

13:20:00

07- 09-

2008

01:20:00

07- 09-

2008

13:20:00

08- 09-

2008

01:20:00

08- 09-

2008

13:20:00

09- 09-

2008

01:20:00

09- 09-

2008

13:20:00

10- 09-

2008

01:20:00

10- 09-

2008

13:20:00

11- 09-

2008

01:20:00

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

FC2442 OD M3/D

FCCRTOAT RTO_ATIVO


➢GANHO MONETÁRIO:

o US$ 0,35 /bbl of fresh feed (US$ 8.000.00,00/ano)


➢FATOR DE UTILIZAÇÃO: (% TIME RTO IS ON)

FATOR OPERACIONAL

50.00

55.00

60.00

65.00

70.00

75.00

80.00

85.00

90.00

95.00

100.00

AGOSTO

_08

SETE

MBR

O_0

8

OUTU

BRO

_08

NOVE

MBRO_0

8

DEZ

EMBR

O_0

8

JANEIRO_0

9

FEVE

REIRO_0

9

MARÇ

O_0

9

ABRIL_0

9

MAIO

_09

JUNHO_0

9

JULH

O_0

9

AGOSTO

_09

SETE

MBR

O_0

9

NOVE

MBRO_0

9

DEZ

EMBR

O_0

9

JANEIRO_1

0

FEVE

REIRO_1

0

MARÇ

O_1

0

ABRIL_1

0

MAIO

_10

JUNHO_1

0

JULH

O_1

0

AGOSTO

_10

SETE

MBR

O_1

0

OUTU

BRO

_10

NOVE

MBRO_1

0

DEZ

EMBR

O_1

0

JANEIRO_1

1

FEVE

REIRO_1

1

MARÇ

O_1

1

ABRIL_1

1

%


➢FATORES DE SUCESSO:


➢DESAFIOS:

▪PEOPLE INTEGRATION:

• CONTROL ENGINEER, PROCESS ENGINEER, SCHEDULING

AND PRODUCTION, IT, OPERATORS, QUALITY CONTROL.

▪MAINTENANCE:

• CONTROL AND OPTIMIZATION ENGINEER

• THE UNIT IS “ALIVE” SO MODEL NEEDS CHANGE

▪CHECK AND ANALISYS OF THE RESULTS:

• RTO IS DOING THE RIGTH THING.

Usuário Final: Petrobras

Documents

Transcript of Usuário Final: Petrobras