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Usuário Final: Petrobras

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Academic year: 2022

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(1)

Usuário Final: Petrobras

Carlos Roberto Porfírio Consultor

Petrobras/Industrial/RPBC carlos.porfirio@petrobras.com.br

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

(2)

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.

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

(3)

PETRÓLEO E REFINO

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

(4)

TIPOS DE PETRÓLEO

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

(5)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

PRODUTOS NO PETRÓLEO BRUTO

(6)

Frações Básicas do Refino do Petróleo

00 100 200 300 400 500 700

600

10 20 30 40 60 70 80 90

GASOLINA

QAV QUEROSENE

DIESEL

GASÓLEO

% VOLUMÉTRICA 1000

900

800

50 100

ÓLEO COMB.

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

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REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

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

(8)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

PRODUTOS DE UMA REFINARIA MODERNA

(9)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

ESQUEMA DE REFINO

(10)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

COLUNA DE DESTILAÇÃO

(11)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

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.

(12)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

APLICAÇÕES DE RTO NA PETROBRAS RLAM – Mataripe - BA

Unidade de Destilação Atm. e Vácuo, capacidade da unidade 35000 m3/d.

21 graus liberdade. Inicio de operação 2013.

Licenciador: SIMSCI - AVEVA

REPAR – Araucária - PR

Unidade de Craqueamento Catalítico, capacidade 9.200 m3/d. 14 graus liberdade. Inicio de operação 2018.

Licenciador: SIMSCI - AVEVA

RECAP – Capuava - SP

Unidade de Destilação Atmosférica e Vácuo, URFCC, Solventes e Propeno, capacidade 10.000 m3/d. 26 graus liberdade. Inicio de operação 2013.

Licenciador: ASPEN-TECH

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REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

APLICAÇÕES DE RTO NA PETROBRAS

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.

21 graus liberdade. Inicio de operação 2013.

Licenciador: SIMSCI - AVEVA REPLAN – Paulínia - SP

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

18 graus liberdade. Inicio de operação 2009.

Licenciador: SIMSCI - AVEVA

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REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

RTO NA UFCC DA RPBC

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REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

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

(16)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS FLUXOGRAMA DA UNIDADE

(17)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS DIAGRAMA DE BLOCOS NO ROMeo

(18)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS SISTEMA DE CARGA E CONVERSOR:

(19)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS FRACIONADORA PRINCIPAL:

(20)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS COMPRESSÃO E ÁREA FRIA:

(21)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS CICLO DE EXECUÇÃO RTO:

(22)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

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

(23)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

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)

(24)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

➢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

(25)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

▪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

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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

(26)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

▪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

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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

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REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

▪ 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

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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

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REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

▪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

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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

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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

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REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

▪C3+ NO GÁS COMBUSTÍVEL:

- 1 0

1 2 3 4 5 6

06- 09- 2008 13:20:00

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07- 09- 2008 13:20:00

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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

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REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

▪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

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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

(31)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

➢GANHO MONETÁRIO:

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

(32)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

➢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 SETEMBRO_08

OUTUBRO _08

NOVEMBRO_08 DEZEM

BRO_08 JANEIRO_09

FEVEREIRO_09 MARÇO_09

ABRIL_09 MAIO_09

JUNHO_09 JULHO_09

AGOSTO_09 SETEMBRO_09

NOVEMBRO_09 DEZEM

BRO_09 JANEIRO_10

FEVEREIRO_10 MARÇO_10

ABRIL_10 MAIO_10

JUNHO_10 JULHO_10

AGOSTO_10 SETEMBRO_10

OUTUBRO _10

NOVEMBRO_10 DEZEM

BRO_10 JANEIRO_11

FEVEREIRO_11 MARÇO_11

ABRIL_11

%

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REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

➢FATORES DE SUCESSO:

(34)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

➢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.

(35)

REAL TIME OPTIMIZATION NA PETROBRAS

Referências

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