Optimización y control de un proceso de mezclas tipo Rundown para la fabricación de gasolinas

Resumen

La gasolina comercial es una mezcla de componentes obtenidos de la destilación del petróleo crudo después de haber pasado por una serie de procesos orientados a cumplir un conjunto de especificaciones, éstas están relacionadas con las características físico químicas que garantizan una buena combustión en su lugar de venta. Adicionalmente se han ido introduciendo otras especificaciones relacionadas con el cumplimiento del marco regulatorio en términos de impacto en el medioambiente. El reto del Sistema de Optimización y Control en este proceso de mezclas es maximizar el margen económico del proceso utilizando la mezcla de componentes más barata, satisfaciendo la composición de las mezclas, especialmente de las propiedades que intervienen en la especificación, satisfaciendo los inventarios y/o disponibilidades de las unidades de producción, y satisfaciendo las restricciones hidráulicas de las líneas. Por lo tanto, este problema se puede formular como un problema de optimización sujeto a restricciones. La complejidad de estos sistemas de mezcla ha ido aumentando con el tiempo debido a la competencia creciente en el sector, por este motivo, las refinerías más competitivas realizan las mezclas con componentes que provienen directamente de unidad en lugar de pasar por almacenamiento intermedio, se disminuyen inventarios y potencialmente se aumenta el beneficio. A pesar del enorme potencial económico en juego, a día de hoy casi no existen soluciones tecnológicas que resuelvan este problema de optimización y control de forma sencilla y robusta. En esta tesis se presentan los métodos habituales y se describe un método innovador consistente en aplicar distintos niveles de automatización emulando la estrategia de control en cascada. Los exitosos resultados obtenidos en simulación han permitido aplicar el método propuesto en una instalación real, concretamente en una refinería de petróleo, donde se ha podido contrastar la bondad del método y su generalización a un sistema con dimensionamiento real. El método descrito tiene potencial de mejora que podría ser explorado en futuras investigaciones, se enumera una lista de posibles modificaciones orientadas a dar mayor robustez al método y a un mejor desempeño en un escenario de perturbaciones constantes mayoritariamente no medidas.