Desarrollo de un algoritmo para la optimización de una unidad de ruptura catalítica en modelo en estado estable

Abstract

La presente tesis de maestría trata sobre el desarrolló de un algoritmo propuesto para encontrar las condiciones operacionales que optimicen el desempeño de una Unidad de Ruptura Catalítica. Inicialmente la optimización implica maximizar o minimizar el valor de algún producto, o maximizar el beneficio económico de la URC. Para realizar la optimización se desarrolló un modelo de simulación en estado estable de la URC, que contempla la relación entre el Reactor y el Regenerador. El modelo desarrollado simula el efecto en rendimientos y condiciones operacionales, debido a la variación en tales como la calidad y cantidad de carga procesada, temperatura de reacción, aire al regenerador, aditivo de propileno, ruptura de nafta en la base del riser, entre otras. Un modelo de 6-lumps es usado para caracterizar la carga y los productos. El modelo es sintonizado con datos reales de la URC industrial que procesa una mezcla de cargas pesadas. Las simulaciones del modelo sintonizado muestran una desviación aceptable con los datos industriales. El algoritmo desarrollado propone una mejora al método tradicional SQP, que reduce el tiempo de cálculo al disminuir la cantidad de puntos de simulación requeridos para encontrar el óptimo, comparando los resultados obtenidos aplicando los métodos tradicionales SQP y GA, se obtiene una reducción de entre el 26% y 86% en el tiempo de cálculo. El algoritmo de optimización es flexible y funciona en múltiples escenarios, es aplicado en la maximización del beneficio económico, la conversión de la carga y el rendimiento de ALC. Se consideraron restricciones en la temperatura de la fase densa y diluida del regenerador, y en la circulación de catalizador regenerador. Las variables independientes consideradas fueron la temperatura de precaliente, el flujo de carga, la temperatura de reacción y aditivo de propileno.