Otimização de uma planta de gás natural usando meta-modelos
| dc.contributor.advisor | Rodriguez Carpio, Roymel | |
| dc.contributor.advisorCo1 | Secchi, Argimiro Resende | |
| dc.contributor.advisorCo1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3710340061939187 | pt_BR |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/8933252766069325 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Fernandes, Heloísa Lajas Sanches | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2840875338255590 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Santos, Lizandro de Sousa | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/3463927972972691 | pt_BR |
| dc.creator | Paula, Lucas Anelli de | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/6960224674193201 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2025-04-11T15:54:10Z | |
| dc.date.available | 2026-05-16T03:08:51Z | |
| dc.date.issued | 2024-02-06 | |
| dc.description.resumo | Sendo precursor de diversos insumos, como combustíveis de baixa emissão, gás de síntese, etano e propano, o gás natural é uma matéria-prima cujo consumo e produção global tem crescido nos últimos anos. Após extração, o gás é fracionado em uma Unidade de Processamento de Gás Natural (UPGN), produzindo correntes com maior valor de mercado, como GNV, GLP e C5+. O objetivo deste trabalho consistiu na otimização de uma Unidade de Fracionamento de Líquidos (UFL) contida dentro de uma UPGN, através do uso de metamodelos. A partir de uma simulação da planta em software Aspen Hysys, foi proposta a construção de meta-modelos representativos em linguagem Python para previsão das variáveis dependentes do sistema e aplicação dos meta-modelos na otimização do lucro da UFL, considerando três cenários econômicos distintos. Os meta-modelos foram treinados e testados a partir de dados coletados da simulação, usando os métodos de Regressão Linear Múltipla, Random Forest, Gradient Boosting, XGBoost e Kriging para ajuste das variáveis. O meta-modelo que apresentou melhor desempenho fez uso do método Kriging, alcançando valor de R2 acima de 99% na previsão da variável referente ao lucro obtido e das variáveis de restrições de qualidade dos produtos, seguido do meta-modelo ajustado por Gradient Boosting. Portanto, esses dois meta-modelos foram selecionados para uso na otimização. A otimização consistiu em maximizar a função objetivo que considera o lucro penalizado pelo desvio das restrições de qualidade dos produtos. Após verificar que o problema não possuía múltiplos ótimos locais, foram avaliadas três metodologias de otimização: Assistido por metamodelo Kriging, assistido por meta-modelo Gradient Boosting e otimização direta na simulação no Aspen Hysys, para três cenários econômicos propostos. Em todos os cenários, foi observado que a otimização com meta-modelo Kriging levou a resultados de função objetivo melhores ou equiparáveis aos obtidos na otimização com simulação direta. Os resultados indicam ganhos de pelo menos 3% no lucro da UFL através das condições de operação encontradas na otimização assistida por meta-modelo Kriging. | pt_BR |
| dc.embargo.terms | aberto | pt_BR |
| dc.identifier.citation | PAULA, Lucas Anelli de. Otimização de uma planta de gás natural usando meta-modelos. 2024. 79 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11422/25544 | |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal do Rio de Janeiro | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Escola de Química | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFRJ | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.subject | Gás natural | pt_BR |
| dc.subject | Modelagem matemática | pt_BR |
| dc.subject | Simulação de plantas | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::GERENCIA DE PRODUCAO::PLANEJAMENTO DE INSTALACOES INDUSTRIAIS | pt_BR |
| dc.title | Otimização de uma planta de gás natural usando meta-modelos | pt_BR |
| dc.type | Trabalho de conclusão de graduação | pt_BR |