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http://hdl.handle.net/11422/23952| Type: | Trabalho de conclusão de graduação |
| Title: | Uso integrado de programação matemática e métodos algorítmicos para a minimização do consumo de água e da geração de efluentes em refinarias de petróleo |
| Author(s)/Inventor(s): | Sá, Nathalia Corrêa de |
| Advisor: | Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini |
| Co-advisor: | Queiroz, Eduardo Mach |
| Abstract: | Um dos recursos naturais mais valiosos para a vida e para a indústria, a água tem sido foco de vários estudos devido à possibilidade de sua escassez. A geração de efluentes também é uma preocupação, pois quanto maior o volume gerado, maior o custo do tratamento adequado para a disposição final. Em processos químicos, o primeiro passo para reduzir o consumo de água e os efluentes aquosos é a implantação de modificações no processo, seja em infraestrutura, equipamentos, condições operacionais ou reagentes, de forma a influenciar essas duas variáveis indiretamente. Entretanto, em refinarias de petróleo, isso não se verifica com frequência. Seguindo os princípios da Química Verde, as alternativas seguintes e as mais empregadas na Engenharia de Processos são o reuso, o reciclo e a regeneração. As técnicas empregadas para a minimização do consumo de água podem ser divididas em dois grandes grupos: técnicas de Programação Matemática e Algoritmos Heurísticos. O primeiro busca a otimização de uma função objetivo (custo ou vazão de água) usando softwares para determinar um ponto ótimo. Nesse caso, a qualidade da solução depende da escolha adequada do modelo a ser empregado. Entre os modelos de programação matemática mais usados para o reuso de água estão a Programação NãoLinear (PNL) e Programação Linear (PL). O segundo grupo utiliza-se de regras heurísticas, obtidas com a experiência e com base em conceitos básicos de transferência de massa. O método heurístico considerado nesse trabalho é o Diagrama de Fontes de Água (DFA), derivado do Pinch energético, que divide o problema em intervalos de concentração e usa balanços de massa para determinar a rede de água com máximo reuso. Diversos trabalhos anteriores já mostraram a aplicação de ambos os tipos de técnicas. Esse trabalho tem como objetivo promover a integração dos métodos DFA e Programação Não-Linear. Os resultados obtidos pelo Diagrama de Fontes de Água são aqui usados como estimativas iniciais nos problemas de otimização implementados no software GAMS, e é feita então a comparação com diferentes estimativas iniciais. Como base tem-se três estudos de caso apresentados em trabalhos anteriores, todos com múltiplos contaminantes e aplicados a refinarias de petróleo, mas cada um abordando casos diferentes: máximo reuso, regeneração, reciclo e perdas de processo. Esse procedimento foi capaz de chegar ao ponto ótimo com menos iterações e contornar problemas de não-convexidade dos modelos matemáticos, fornecendo estimativas iniciais dentro da região viável. É notada a influência tanto da estrutura da rede da estimativa inicial e quanto do contaminante de referência usado para o DFA no resultado final. Em alguns casos, mesmo com estruturas de rede significativamente diferentes daquela no ponto ótimo, o método consegue chegar à solução desejada. |
| Keywords: | Água Consumo de água Diagrama de Fontes de Água DFA Programação não-linear |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::AGUA |
| Production unit: | Escola de Química |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | Mar-2014 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | SÁ, Nathalia Corrêa de. Uso integrado de programação matemática e métodos algorítmicos para a minimização do consumo de água e da geração de efluentes em refinarias de petróleo. 2014. 80 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014. |
| Appears in Collections: | Engenharia Química |
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