1) O documento descreve a implantação de controle preditivo multivariável em uma unidade de hidrotratamento para maximizar a produção de diesel dentro das especificações. 2) O controle visa garantir o processamento máximo de cargas instáveis e reduzir o consumo de insumos e resíduos, melhorando a rentabilidade. 3) Os primeiros resultados indicam que o controle está conseguindo manter as variáveis dentro das faixas especificadas e maximizar as trocas térmicas na unidade.

1. Implantação de Controle Avançado na Unidade de
Hidrotratamento de Instáveis da REVAP
Márcio R. da S. Garcia¹ e Renato N. Pitta²
E-mail para contato: marcio.garcia@radixeng.com.br
¹Radix Engenharia e Desenvolvimento de Software¹
²Petróleo Brasileiro S.A / REVAP
Introdução As variáveis manipuladas pelo controlador são aquelas
relacionadas ao máximo rendimento da unidade. As
Neste trabalho é descrita a implantação de controle preditivo variáveis controladas representam as restrições
multivariável (MPC) na Unidade de Hidrotratamento de operacionais e propriedades físicas do produto, dentre as
Instáveis (HDT-I) da refinaria Henrique Lage (REVAP). O quais as inferências de enxofre e ponto de fulgor do diesel. A
controle foi desenvolvido com o objetivo de atender a carga da unidade representa a variável distúrbio,
demanda de diesel do mercado interno brasileiro de forma a empregada na ação de controle feedforward. As variáveis do
maximizar a rentabilidade , procurando produzir com mais controlador estão listadas na Tabela 1:
segurança e estabilidade operacional e atendendo às novas Manipuladas Controladas
restrições de enxofre.
Temp. do Forno WABT da reação
Vazões de Instáveis Especificações de enxofre e fulgor
O Processo Temp. de reação Temp. de retificação
Temp. e vazão de retificação Vazões de produtos residuais
A HDT-I tem por objetivo processar a carga combinada de
diesel proveniente de três unidades: Diesel médio da destilação Tabela 1: Variáveis do Controle Avançado
atmosférica, Óleo Leve de Reciclo (LCO) da unidade de
craqueamento catalítico (FCC) e Gasóleos leve e médio e mais a
nafta pesada da unidade de coqueamento de petróleo (UCP). Resultados
Para que o diesel produto atenda às especificações de teor Os primeiros resultados provenientes da aplicação do
máximo de enxofre, H2S e ponto de fulgor a carga combinada controlador tratam da estabilidade operacional da unidade.
passa pelas etapas mostradas no fluxograma presente na O gráfico da Figura 2 mostra o controlador atuando de
Figura 1 . Ao final do processo o produto é enviado ao pool de forma a obter o maior rendimento econômico da variável
diesel da refinaria, onde é misturado a correntes provenientes controlada em questão sem que a mesma não saia da faixa
de outras unidades. especificada:
Figura 1: A Unidade de Hidrotratamento de Instáveis
Figura 2: Atuação do controle avançado
Controle Avançado Os benefícios econômicos da implantação do controlador
O principal objetivo do controle avançado projetado é garantir ainda estão em fase de análise. Com aproximadamente um
que o diesel seja produzido dentro das especificações com o ano da sua implantação, o controlador tem conseguido
menor consumo energético, garantindo a máxima maximizar as trocas térmicas na unidade, resultando em
rentabilidade do processo. menor consumo de insumos, menor geração de cargas
residuais e aumento do processamento de instáveis.
O controlador utilizado possui uma estrutura de duas
camadas, sendo uma estática, responsável por calcular os
pontos ótimos de operação de forma a não violar as restrições
Conclusão
de processo e outra dinâmica responsável pelo cálculo da Projetos de controle avançado em unidades de processo
trajetória ótima. O algoritmo de controle é o DMC com tendem a ter um retorno rápido sobre o investimento, sendo
Programação quadrática, cuja lei de controle é dada pela gradualmente utilizado nas indústrias. Para o caso das
Equação 1: unidades de hidrorrefino o retorno econômico se dá pela
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‫ ܬ‬ൌ min ܲ݁‫ܸܴܫ݋ݏ‬ሺܻ௦ െ ܻ ሻ ൅ ‫ ܷ∆ݔܽܯ݈݅݌ܥ‬ଶ ൅ ܲ‫ ܸܥܵ݅ݎ‬ଶ maximização do processamento de cargas instáveis e
s.a. (1) redução do consumo de insumos e geração de cargas
∆ܷ ൌ ܷ௦ െ ‫ݑ‬௔௧ residuais.
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௦௨௣ O correto dimensionamento do controlador e das faixas de
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ܻ௦ ൑ ܻ௦ ൑ ܻ௦
௦௨௣ operação é fundamental para evitar constante saturação dos
atuadores, abandono de variáveis controladas e rápida
atuação em caso de não atendimento das restrições,
extraindo o máximo da tecnologia atualmente disponível.