Orientador: Carlos Gomes da Nave Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:32:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_DanielMendes_M.pdf: 5075787 bytes, checksum: 8a41a808e79cb4a0fcdc99b361083c0b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A escassez de água tem sido nos últimos anos tema de discussões não só de trabalhos científicos como também de políticos, imprensa e sociedade civil, devido à conscientização desta problemática no mundo. No Brasil, a região metropolitana de Campinas está entre as que mais sofrem com esse tipo de problema (DEA = 278,9 m/ano.habitante), levando às suas indústrias terem que adotar medidas para redução de consumo de água, sob o risco de estagnação de sua produção. Entre essas indústrias encontra-se a Refinaria de Paulínia, que capta, junto ao Rio Jaguari, cerca de 1653 m3/h, valor muito próximo à outorga concedida (1870 m3/h), pondo em risco suas futuras ampliações já previstas. O principal objetivo deste trabalho é proceder ao levantamento do Balanço Hídrico detalhado da Refinaria de Paulínia, enfocando todas suas unidades de processo, de forma que sirva como base de informações para gerenciamento dos recursos hídricos lá consumidos em suas diversas formas (água bruta, de processo, incêndio, potável, desmineralizada, vapor, etc.). Além disso, houve o intuito de levantar eventuais maus usos e desperdícios, o que permitirá implementar programas de redução do consumo de água, como por exemplo, reusos ainda não realizados. Como resultado principal verificou-se que 61,5 % do total de água captada pela refinaria não chega à estação de tratamento, ou seja, ocorrem perdas nos processos, sendo a grande maioria referente à evaporação nas torres de resfriamento, fator intrínseco ao processo. Outra questão importante e identificada trata da relação entre a manutenção de alguns equipamentos e o conseqüente desperdício de água. Com a solução dos problemas identificados, estima-se que a captação poderia ser reduzida em 6,4 % e a geração de efluentes em 16,9 %. Para finalizar, apesar da complexidade inerente a uma planta industrial de refino de petróleo, a metodologia adotada permitiu o levantamento de resultados consistentes para os Balanços Hídricos individuais das diversas unidades de processo e global da REPLAN, fato comprovado pela pequena diferença entre a somatória dos valores das perdas estimadas individuais (micro) e total (macro) de, aproximadamente, 1,9 % / Abstract: In the last years the shortage of water has been theme of discussions not only in scientific works but also in politics, media and civil society areas, due to the consciousness-raising to this problem worldwide. In Brazil, the metropolitan area of Campinas is among the ones that experience more deeply this kind of problem (DEA = 278.9 3m/year.inhabitant), which stimulates the industries to adopt measures for reduction of water consumption, under the risk of stagnation of its production. Among those industries there is Paulínia's Refinery, which takes about 1653 m3/h from Jaguari River, a value very close to the one conceded (1870 m3/h), putting in risk future expansion already planned. The main objective of this work is to proceed with the survey of the detailed Hydric Balance of Paulínia's Refinery, focusing all its process units, so that it can be used as a base of information for administration of the hydric resources wasted in its several ways (raw water, water for process, fire, drink water, demineralizated water, steam, etc.). Besides, there was the intention of raising eventual misuse and wasting, which will allow the implementation of programs for reduction of water consumption, e.g. reuse not accomplished yet. As main result, it was verified that 61.5% of total water captured for the refinery do not arrive at the treatment station, that is, occur losses in the processes, being the great referring majority to the evaporation in the cooling towers, intrinsic factor to the process. Another important identified point is the relationship between the maintenance of some equipment and the consequent waste of water. With the solution for the identified problems, it is considered that the water reception could be reduced in 6.4 % and the generation of wastes in 16.9 %. To conclude, in spite of the inherent complexity of a petroleum refine industrial plant, the adopted methodology allowed the rising of solid results for both individual and global Hydric Balances of the several units of process at REPLAN. This fact was proved by the small difference between the sum of the individual (micro) and total (micro) values of losses, of approximately 1.9% / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Elenise Bannwart de Moraes Torres / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T12:26:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_AdaodeMattos_M.pdf: 1833146 bytes, checksum: 1db62b866c35b28151164d26e378a710 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Dois processos são muito utilizados no processamento do gás, o adoçamento e a desidratação. O adoçamento consiste na remoção dos gases ácidos, H2S e CO2, e a desidratação na remoção da água. Estes componentes ocasionam diversos problemas no manuseio e transporte do gás, dentre eles toxicidade, corrosão e a formação de hidratos. Isso leva à necessidade de remoção destas impurezas, normalmente, através de processos de absorção com líquido: soluções aquosas de aminas para o H2S e CO2 e trietilenoglicol para a água. Para o estudo destes processos, o uso de simuladores comerciais é bastante útil. Ao se utilizar os simuladores, diversos cuidados devem ser tomados, na escolha do modelo termodinâmico e do método de cálculo dos equipamentos. No caso do processo com aminas, absorção com reação química em meio eletrólito, a escolha do modelo é fundamental, além disso, o método de simulação afeta bastante os resultados. Este trabalho apresenta uma metodologia para analisar os diferentes modelos termodinâmicos e seleciona os melhores, depois de comparação com dados experimentais. Realizada a seleção, é introduzida uma nova metodologia para cálculo da eficiência, desenvolvida por Barros e Wolf, a qual é utilizada na simulação junto com o método de estágio de equilíbrio. Esta metodologia é uma alternativa ao método baseado na taxa de transferência de massa. As simulações sem o uso da eficiência resultam numa absorção praticamente completa do H2S e do CO2. Além disso, os valores destes componentes na corrente de gás tratado não são afetados com alterações nos parâmetros que, normalmente, afetam na absorção. Considerando a eficiência, foi possível identificar a influência destes parâmetros na absorção. A influência da eficiência é mais evidente no caso do processo de adoçamento do que na desidratação, devido ao fato de que o adoçamento é bastante influenciado pela transferência de massa. Foram realizadas análises de sensibilidade para otimizar o absorvedor e o regenerador, separadamente. Com estas condições otimizadas, foram apresentados ambos os processos com reciclo, enfocando a reutilização do solvente / Abstract: Two processes are widely used in the gas processing: sweetening and dehydration. Sweetening consists in removing acid gases, H2S and CO2, while dehydration is for water removing. The presence of these components causes several problems with the handling and transport of the gas like toxicity, corrosion and hydrate formation. So, it is clear the importance of removing these contaminants, which is normally made through absorption process with amines solutions, for H2S and CO2, and triethyleneglycol for water. For the study of these processes, the use of process commercial simulators is welcome. For the quality data acquisition with the simulator many cares must be taken, such as, the good choice of the thermodynamic model that represents the system and the suitable choice of the method for calculating of the equipments. In the amines process, where the absorption occurs with the chemical reaction in electrolyte environment, the model is fundamental; besides the simulation method affects the results. This work presents a methodology to analyze the different equilibrium models applicable for sweetening and dehydration processes and selects the best one after the comparison with experimental data. It was introduced a new methodology for the efficiency calculation developed by Barros and Wolf, which is used for the simulation with phase equilibrium based method. This methodology is an alternative for the use of rate based method. The simulation without the efficiency concept results in, practically, complete absorption of H2S e CO2. Further, the values of these components in the treated gas are not affected with modifications in the parameters that normally affect the absorption. Considering the efficiency, it was possible to identify the influence of these parameters in the absorption. The influence of the efficiency is more evident on the sweetening process than on the dehydration, due to the fact that the first process is highly influenced by mass transfer. Sensibility analyses were carried out in order to optimize the absorber and the regenerator, separately. With these optimized conditions, both processes were presented with recycle, focusing the reuse of the solvent / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Em face ao aumento do preço de energia e combustíveis fósseis o conceito de biorrefinaria vem sendo foco de atenção das indústrias de celulose e papel. Esse conceito visa a obtenção de co-produtos a partir de um processo industrial pré-estabelecido sendo necessários alguns ajustes e investimentos. A possibilidade de recuperação do metanol contido no licor negro traz ao setor de celulose e papel o conceito de biorrefinaria florestal. O metanol celulósico contido no licor negro de fábricas de celulose e papel é o principal composto orgânico volátil responsável por mais de 90 % das emissões nessas fábricas. De forma semelhante aos compostos reduzidos de enxofre a formação do metanol ocorre durante a polpação alcalina em digestores, mas seu potencial para recuperação é desconhecido. Por isso, este trabalho teve como finalidade quantificar o metanol presente nos licores negros industriais provenientes de processo de polpação kraft convencional. Os licores negros industriais foram cedidos por fábricas brasileiras de celulose e papel. Para a quantificação desse álcool um método analítico foi otimizado e validado. Além disso, realizou-se o estudo de formação do metanol em licor negro durante a polpação alcalina para verificação dos parâmetros que determinam a concentração desse álcool no licor. O método otimizado mostrouse adequado à análise de metanol em licor negro e com potencial para amostras de condensados. A quantidade de metanol determinada em licor negro industrial mostrou-se passível de recuperação e sua formação durante a polpação foi influenciada pela intensidade da deslignificação do processo. / Given the rising price of energy and fossil fuels the concept of bio-refinery has been the focus of attention from the pulp and paper industries. This concept aims to achieve by-products from a pre-established industrial process which requires adjustments and investments. The recoverability of methanol contained in black liquor brings to the pulp and paper business sector the concept of forest bio-refinery. The cellulosic methanol contained in black liquor from pulp and paper mills is the main volatile organic compound responsible for more than 90% of emissions in these processing plants. Similarly to reduced sulfur compounds, the formation of methanol occurs during alkaline pulping in digesters but its potential for recovery is unknown. Therefore, this work aimed at quantifying the methanol present in industrial black liquor from conventional kraft pulping process. The black liquors were provided by Brazilian pulp and paper mills. To quantify this alcohol, an analytical method was optimized and validated. Moreover, we carried out a study on formation of methanol in black liquor during the alkaline pulping to specify the parameters to determine the concentration of this alcohol in the black liquor. The optimized method was adequate for the analysis of methanol in black liquor and showed potential to evaluate samples of condensates. The amount of methanol in black liquor has shown to be able to be recovered and its formation during pulping was influenced by the intensity of the delignification process.

A proposta desta pesquisa foi avaliar a utilização de um sistema combinado de filtro anaeróbio (FAN) com filtro aeróbio (FAE) submerso ligados em série, ambos usando espuma de poliuretano como meio suporte e com fluxo ascendente, como alternativa para remoção matéria orgânica (DQO) e compostos nitrogenados em efluentes de refinarias de petróleo, além da redução da toxicidade do efluente ao micro crustáceo Mysidopsis juniae. O experimento durou 324 dias e foi divido em duas etapas. Inicialmente, o sistema foi operado por 129 dias sem recirculação entre os filtros e nesta etapa houve acréscimo de 12% nas concentrações de amônia no FAN e remoção de 80% no FAE. Quando se usou bicarbonato de sódio para alcalinizar o afluente ao sistema para manter o pH no FAE na neutralidade e alcalinidade acima de 107 mg\'CA\'CO IND.3\'/L, pôde-se alcançar remoções de amônia próxima a 100%. Quanto à remoção de DQO, o filtro anaeróbio removeu 40% e o aeróbio 65%. Em síntese, na primeira etapa o sistema removeu 80% de DQO, 89% de amônia e 35% de nitrogênio. A segunda etapa durou 195 dias e houve recirculação do efluente do filtro aeróbio para o filtro anaeróbio. Nesta etapa, o pH foi mantido na neutralidade e a recirculação foi feita de duas formas. A primeira com recirculação direta entre os filtros a uma razão (R) de reciclo de 2,0 resultou em 43% de remoção de amônia no FAN e 97% no FAE e com esta forma de reciclo houve 62,6% de remoção de nitrogênio total no sistema. A segunda forma de recirculação foi direcionar parte do efluente do filtro aeróbio ao reservatório do afluente ao sistema com R igual a 1,0 resultando em produção de amônia no FAN em 10% e remoção no FAE de, aproximadamente, 100%. Independentemente da forma de recirculação a remoção de DQO foi de 67% e 56% no filtro anaeróbio e aeróbio, respectivamente. A remoção de nitratos no FAN foi de 93% e foi independente da forma de reciclo. Houve 42,5% de remoção de nitrogênio no sistema. Na segunda etapa obtiveram-se as melhores remoções de DQO, amônia e nitrogênio, porém, tanto o afluente quanto o efluente final apresentou CL50 de 0,83% ao microcrustáceo M. juniae, assim, ambas as formas do efluente estão em desacordo com a resolução CONAMA 357/05. Os gêneros Aeromonas, Serratia e Pseudomonas foram dominantes no FAE ao fim da pesquisa. / The purpose of this study was to evaluate the use of a combined system comprised of an anaerobic filter (ANF) and a submerged aerobic filter (SAF) connected in series, both using polyurethane foam as support media and operated in a upflow mode, as an alternative for removing organic matter (COD) and nitrogen compounds in effluents from oil refineries, as well as reducing effluent toxicity to micro crustacean Mysidopsis juniae. The experiment lasted 324 days and was divided into two stages. Initially, the system was operated for 129 days without recirculation between the filters. During this stage, there was an increase of 12% on the ammonia content in the ANF followed by a removal of 80% in the SAF. When sodium bicarbonate was used to alkalize the influent to maintain the pH in the ANF close to neutral and alkalinity above 107 mg\'CA\'CO IND.3\'/L, the removal efficiency of ammonia reached values close to 100%. Regarding to COD removal, the ANF removed 40% and SAF removed 65%. In summary, in the first stage of the research the system removed 80% of COD, 89% of ammonia and 35% of nitrogen. The second stage lasted 195 days and there was a recirculation line from the SAF to the ANF. In this step, the pH was maintained close to neutral and recirculation was done in two different ways. In the first, the recirculation flow was conducted from the SAF direct to the ANF at a rate of 2.0, which resulted in 43% removal of ammonia in the ANF and 97% in the SAF. Moreover, with this form of recycling 62.6% of the total nitrogen was removed from the system. The second way was to direct part of the effluent of the SAF to the tank that contained the influent of the ANF. In this case, the recirculation rate was 1.0, and resulted in a production of 10% of ammonia in the ANF and removal of approximately 100% in the SAF. Independently of the way used for recirculation, the COD removal efficiencies was 67% and 56% in ANF and SAF, respectively. The removal of nitrate in the ANF was 93% and was independent of the form of recycling. There was a 42.5% removal of nitrogen in the system. In the second stage occurred the best removals of COD, ammonia and nitrogen. However, both the affluent and the effluent had LC50 of 0.83% to microcrustacean M. juniae. Therfore, both forms of the effluent are in disagreement with the Brazilian law Resolução CONAMA 357/05. The Aeromonas, Serratia and Pseudomonas were dominant in the SAF at the end of research.

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T04:26:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AnaClelia_D.pdf: 3055436 bytes, checksum: 6cdcc391dbaebe6c4d512b488fcb26ed (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O presente trabalho foi desenvolvido integrando dois conceitos tradicionais de pesquisa operacional e engenharia química, respectivamente: a otimização da cadeia logística e a otimização global de processos. O objeto de estudo é a Refinaria de Paulínia, REPLAN, da PETROBRAS, a qual participa do complexo de abastecimento de petróleo e derivados do País. Existem dois trens de produção na Refinaria; os dois têm unidades de destilação atmosférica e a vácuo, craqueamento catalítico, coqueamento retardado e hidrotratamento de diesel, onde cada unidade de processo é uma planta química completa. Cerca de 170 tanques, 3,2 milhões de m3, 48 produtos finais e 12000 alinhamentos são alguns números que ressaltam a complexidade do sistema logístico interno, para transferências, misturas e estocagem de petróleo, insumos químicos, produtos intermediários e finais. As decisões de produção da REPLAN constituem o nível local de uma estrutura hierárquica de decisões corporativa, de abrangência nacional. O nível local é subdividido tradicionalmente em planejamento mensal, programação de produção, detalhamento operacional e controle da produção. O presente trabalho propõe uma modificação na hierarquia de decisões de produção da REPLAN, acrescentando um nível entre as atividades de programação de produção e detalhamento operacional, para otimizar a produção de dois tipos de óleo diesel com horizonte de alguns dias. Etapa crucial da otimização global, o modelo matemático do sistema é descrito detalhadamente. Ele inclui as possibilidades e restrições físicas das transferências, os balanços de quantidades e qualidades, as transformações através dos hidrotratamentos e as competições por frações e correntes intermediárias. Foram desenvolvidos novos modelos empíricos de mistura para predição de duas propriedades do diesel: curva de destilação e número de cetano. O modelo geral foi implementado em MS Excel e GAMS e resolvido com o algoritmo CONOPT. Um aumento na produção média e uma redução de estoques de diesel na Refinaria, medidos no período de fevereiro a outubro de 2007, comparativamente a 2006, estão associados ao uso diário da ferramenta. / Abstract: This work has been developed integrating two traditional concepts of operational research and chemical engineering, respectively: supply chain optimization and global process optimization. The focus of the study is the PETROBRAS' Paulínia Refinery, REPLAN, which integrates the downstream petroleum and derivatives complex of Brazil. There are two production trains in the Refinery; they both have atmospheric and vacuum distillation, fluid catalytic cracking, delayed coker, and diesel hydrotreating units, whereof each process unit is a complete chemical plant. Around 170 tanks, 3.2 million m3, 48 final products and 12000 lineups are some figures that highlight the off-site local complex, for transfer, blending and storage of crude, chemicals, intermediate and final products. The production decisions at REPLAN are the local level of a corporate countrywide decision hierachy. The local level is again divided into sublevels, traditionally: month planning, daily scheduling, operation detailing and production control. This work proposes a change in the production decision hierarchy of REPLAN, adding a level between scheduling and operation detailing, with the purpose of providing an optimization tool for the production of two specifications of diesel oil along a few days horizon. Crucial step for global optimization, the system mathematical model is described in details. This includes the lineups possibilities and physical constraints, volume and property balances, property behavior through the hidrotreating units and the competition for swing-cuts and intermediate streams. It was developed new empirical blending models to predict two of the diesel properties: distillation curve and cetane number. The whole set of equations was implemented using MS Excel and GAMS, and solved with CONOPT algorithm. An increase in the average diesel production and a reduction in the diesel inventory, measured from February to October 2007, compared to 2006, are related to the daily use of the software. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Durante muitos anos tem-se usado a técnica de programação linear (Linear programming- LP) para abordar o problema do planejamento da produção em refinarias de petróleo. Esta técnica é baseada na linearização do comportamento não linear dos processos num conjunto particular de condições operacionais. Contudo, modelos lineares não são uma boa representação da operação dos processos de refino, pois estes envolvem diferentes operações físicas (separação de fases, mistura de correntes intermediárias, etc.) e químicas (reações de craqueamento, reações de hidrotratamento, etc.) caracterizadas pelo seu comportamento não linear. Como conseqüência, os resultados (plano de operação) de modelos de planejamento da produção baseados na técnica de programação linear são de difícil implementação na operação. Por outro lado, recentes avanços na capacidade de cálculo dos computadores, assim como nas ferramentas matemáticas (algoritmos de otimização) utilizadas para solucionar os modelos de planejamento da produção, permitem a implementação de modelos não lineares de processos em modelos de planejamento da produção. Este trabalho é focado na formulação de modelos de processos adequados (boa aproximação da operação e baixo custo computacional) para o planejamento da produção em refinarias de petróleo. Inicialmente, é abordada a formulação de um modelo empírico para unidade de destilação o qual foi validado com sucesso usando um simulador rigoroso de processos. A seguir, um modelo empírico para uma unidade de craqueamento catalítico fluidizado (FCC) foi gerado e validado a partir de dados obtidos num simulador rigoroso de processo da PETROBRAS. Estes modelos empíricos superam as limitações dos modelos lineares e não lineares para unidades de destilação e unidades de FCC previamente propostos por outros autores. Em seguida, os modelos empíricos desenvolvidos foram implementados no planejamento da produção (para um único período) de duas refinarias: uma de pequena escala (só duas unidades de processo) e uma de média escala (com 7 unidades de processo). Os modelos de planejamento resultaram em dois problemas de programação não linear que foram resolvidos usando três solvers (CONOPT 3, IPOPT e MINOS) disponíveis na plataforma computacional GAMS (General Algebraic Modeling System). Os modelos de planejamento da produção foram resolvidos com sucesso num tempo computacional inferior a um segundo (CPU time < 1 s) pelos solvers. / For many years production planning problems in the petroleum refineries have been addressed using the linear programming (LP) technique. This technique is based on linear process models (linearization of nonlinear process behavior at a particular set of operating conditions). Nevertheless, the linear process models are not suitable for refinery process modeling, since refinery processes involve both physical (phase separations, blending operations, etc.) and chemical operations (cracking reactions, hydrotreating reactions, etc.) that are characterized by their nonlinear nature. Due to this fact, the results (operating plans) from production planning models based on the linear programming technique are operationally not reliable. On the other hand, recent advances in the computer hardware and in the mathematical tools (optimization algorithms) used for the solution of production planning problems, allow the implementation of nonlinear process models in the production planning models. This work deals with the formulation of non linear empirical process models for petroleum refinery planning. Firstly, the formulation of non linear empirical process model for refinery process is addressed. Two processes were studied: distillation and fluid catalytic cracking (FCC). An empirical model for crude distillation units was developed and successfully validated using rigorous simulations carried out in HYSYS® and the empirical model for a FCC unit was developed and successfully validated using a rigorous FCC simulator from PETROBRAS. These empirical models overcome the limitations of both linear and nonlinear empirical models for crude distillation and FCC units previously developed by others authors. Subsequently, the empirical models developed in this work were successfully implemented in the production planning model for two refineries: a small scale refinery (with two process units) and a medium scale refinery (with 7 process units). The production planning models resulted in two nonlinear programming problems that were solved using three different solvers (CONOPT 3, IPOPT and MINOS) available in GAMS (General Algebraic Modeling System) platform. The computational time for the solution of the production planning models were less than 1 second (CPU time < 1 s).

Durante muitos anos tem-se usado a técnica de programação linear (Linear programming- LP) para abordar o problema do planejamento da produção em refinarias de petróleo. Esta técnica é baseada na linearização do comportamento não linear dos processos num conjunto particular de condições operacionais. Contudo, modelos lineares não são uma boa representação da operação dos processos de refino, pois estes envolvem diferentes operações físicas (separação de fases, mistura de correntes intermediárias, etc.) e químicas (reações de craqueamento, reações de hidrotratamento, etc.) caracterizadas pelo seu comportamento não linear. Como conseqüência, os resultados (plano de operação) de modelos de planejamento da produção baseados na técnica de programação linear são de difícil implementação na operação. Por outro lado, recentes avanços na capacidade de cálculo dos computadores, assim como nas ferramentas matemáticas (algoritmos de otimização) utilizadas para solucionar os modelos de planejamento da produção, permitem a implementação de modelos não lineares de processos em modelos de planejamento da produção. Este trabalho é focado na formulação de modelos de processos adequados (boa aproximação da operação e baixo custo computacional) para o planejamento da produção em refinarias de petróleo. Inicialmente, é abordada a formulação de um modelo empírico para unidade de destilação o qual foi validado com sucesso usando um simulador rigoroso de processos. A seguir, um modelo empírico para uma unidade de craqueamento catalítico fluidizado (FCC) foi gerado e validado a partir de dados obtidos num simulador rigoroso de processo da PETROBRAS. Estes modelos empíricos superam as limitações dos modelos lineares e não lineares para unidades de destilação e unidades de FCC previamente propostos por outros autores. Em seguida, os modelos empíricos desenvolvidos foram implementados no planejamento da produção (para um único período) de duas refinarias: uma de pequena escala (só duas unidades de processo) e uma de média escala (com 7 unidades de processo). Os modelos de planejamento resultaram em dois problemas de programação não linear que foram resolvidos usando três solvers (CONOPT 3, IPOPT e MINOS) disponíveis na plataforma computacional GAMS (General Algebraic Modeling System). Os modelos de planejamento da produção foram resolvidos com sucesso num tempo computacional inferior a um segundo (CPU time < 1 s) pelos solvers. / For many years production planning problems in the petroleum refineries have been addressed using the linear programming (LP) technique. This technique is based on linear process models (linearization of nonlinear process behavior at a particular set of operating conditions). Nevertheless, the linear process models are not suitable for refinery process modeling, since refinery processes involve both physical (phase separations, blending operations, etc.) and chemical operations (cracking reactions, hydrotreating reactions, etc.) that are characterized by their nonlinear nature. Due to this fact, the results (operating plans) from production planning models based on the linear programming technique are operationally not reliable. On the other hand, recent advances in the computer hardware and in the mathematical tools (optimization algorithms) used for the solution of production planning problems, allow the implementation of nonlinear process models in the production planning models. This work deals with the formulation of non linear empirical process models for petroleum refinery planning. Firstly, the formulation of non linear empirical process model for refinery process is addressed. Two processes were studied: distillation and fluid catalytic cracking (FCC). An empirical model for crude distillation units was developed and successfully validated using rigorous simulations carried out in HYSYS® and the empirical model for a FCC unit was developed and successfully validated using a rigorous FCC simulator from PETROBRAS. These empirical models overcome the limitations of both linear and nonlinear empirical models for crude distillation and FCC units previously developed by others authors. Subsequently, the empirical models developed in this work were successfully implemented in the production planning model for two refineries: a small scale refinery (with two process units) and a medium scale refinery (with 7 process units). The production planning models resulted in two nonlinear programming problems that were solved using three different solvers (CONOPT 3, IPOPT and MINOS) available in GAMS (General Algebraic Modeling System) platform. The computational time for the solution of the production planning models were less than 1 second (CPU time < 1 s).

Orientador: Arnaldo César da Silva Walter / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T10:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FuriniFilho_Roberto_D.pdf: 3479141 bytes, checksum: c428ec14603c147e72b2236cbdb4f7c1 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A conexão entre o desempenho das empresas de petróleo e as mudanças climáticas, tomando por base a literatura disponível, constitui-se numa relação pouco estudada, apesar de fundamental quando se discutem as condições de adaptação e mitigação do aquecimento global. Este trabalho trata da análise das ações tomadas em relação às mudanças climáticas por quatro grandes empresas de petróleo escolhidas (BP - British Petroleum, Shell e Statoil), escolhidas devido às suas posições estratégicas nos mercados locais e internacionais, bem como pela Petrobras, de forma a se estabelecer uma análise comparativa entre essas empresas. Para tanto foram investigadas as questões científicas das mudanças climáticas, sem se esquecer de seus críticos, assim como a relação entre energia e mudanças climáticas segundo os cenários do Energy Information Administration - EIA (do governo dos EUA) para o ano de 2008. São analisados também os cenários de contextualização, baseados nos seguintes documentos: Energy Technology Perspectives 2008, da Agência Internacional de Energia (IEA), que reporta cenários de mitigação das emissões de gases de efeito estufa tendo como horizonte 2050; documentos de campanha dos então candidatos Barack Obama e Joe Binden, atualmente presidente e vice dos EUA, respectivamente; documentos da União Européia (Directives EU) e do governo da Califórnia (California Air Resources Board), Um quadro comparativo permite verificar e concluir se as ações das empresas de petróleo estão de acordo com os cenários previstos e quais ações devem ser tomadas pela Petrobras buscando um posicionamento em seu planejamento estratégico. Uma das principais contribuições deste trabalho está em posicionar as empresas estudadas diante das mudanças climáticas, respondendo a quatro perguntas fundamentais formuladas no início do estudo / Abstract: Only modest literature data are available on the connection between the performance of oil companies and the climate changes, although this connection is crucial when discussing the conditions for adaptation and mitigation to global warming changes. This investigation report deals with the analysis of the actions taken in relation to climate change by four major oil companies BP - British Petroleum, Shell and Statoil, selected due to their strategic positions in the local and international markets, and also by Petrobras, in order to establish a comparison among these companies. The scientific issues of climate changes are investigated herein, but not forgetting of its their critics, as well as the relationship between energy and climate change scenarios according to the Energy Information Administration - EIA (the U.S. government) for the year 2008. The contextual scenarios of this investigation are also analyzed based on the following documents: Energy Technology Perspectives 2008, the International Energy Agency (IEA), which reports emissions scenarios for mitigation of greenhouse gases with the horizon in 2050, documents the campaign of the candidates Barack Obama and Joe Binden, documents of the European Union (EU Directives) and the government of California (California Air Resources Board), A comparative table allows someone to verify and conclude if the actions taken by the oil companies are complying with the envisaged scenarios and what actions should be taken by Petrobras in order to seek a position in its strategic planning. One of the main contributions of this work is to rank the studied companies by taking into account the climate changes. This ranking answers four key questions prepared at the beginning of the study / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Antonio Carlos Zuffo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:47:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Palini_RitaCristinaCantoni_M.pdf: 11804088 bytes, checksum: dc5f9467b8338cf5b9ace68f5d00d76a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O aumento das intensidades de precipitação verificado nas últimas décadas tem solicitado mais os itens que compõem os sistemas de drenagem, mostrando a deficiência de alguns projetos de décadas passadas. Aliado a isto, a sociedade tem a necessidade premente de conservação dos recursos hídricos, por causa da escassez de água. Numa refinaria de petróleo este assunto é particularmente importante por causa dos grandes volumes de água utilizados e consumidos no processo industrial, assim como também por causa das grandes dimensões das áreas de processo e de estoque de matéria-prima e produtos acabados, que têm potenciais riscos ambientais associados (óleo cru, naftas, benzeno, "slop", enxofre). Quando a água precipita sobre estas áreas gera diferentes tipos de escoamentos, que podem ser simplesmente escoamento superficial livre (água pluvial), se livres de contaminação proveniente da área industrial, ou efluentes que devem ser tratados, caso venham a contaminar-se em sítios específicos dessas grandes áreas industriais. Neste trabalho pretende-se reunir os conceitos de hidrologia e de precipitações intensas, assim como os conceitos relacionados à produção do escoamento limpo ou efluente contaminado e aplicá-los aos elementos reais da Refinaria Presidente Bernardes (RPBC) em um Sistema de Informação Geográfica - SIG. Desta forma, constrói-se a análise-diagnóstico do problema considerando toda a dinâmica complexidade ambiental, econômica e legal que envolve a planta industrial na drenagem das suas águas. / Abstract: The increase on the rains intensity veryfied on last decades has requested the conveyances over than their capacity, showing deficiencies on old designed systems. At the same time, society has the crying need of water resources conservation, justified by the water's scarcity. In an oil refinery this subject is particularly important because of the great amounts of water that are used and consumed into the industrial process, and also because of the great dimensions of the process and stock of raw material and products areas, which has substances with great environmental risks associated (crude oil, naftas, benzene, slop, sulphur). When the water falls over these areas creates differentflows, that may become storm water flow, when free from the refinery contamination, or may become polluted effluents that must be treated, when contamined in specific industrial area sites. This work intends to join the concepts of hydrology and rain intensity, and also the concepts related to the clean and contamined discharge rate that are produced into the industrial plant and aply them to the Refinery Presidente Bernardes - Cubatão, into a Geographic Information System Database (GIS). By this way, it builds analysis-diagnosis of the problem considering the whole environmental, economics and legal complexity dynamics that involves the water drainage into the industrial plant. / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Maria Aparecida Marin Morales / Banca: Dejanira de Franceschi de Angelis / Banca: Roberta Cornelio Ferreira Nocelli / Resumo: A industrialização apresenta inúmeros benefícios, mas também está associada à emissão constante de substâncias tóxicas no meio ambiente. As atividades industriais lançam diversos produtos químicos que contaminam os vários meios físicos como o solo, o ar e a água. A indústria de refino de petróleo representa um importante setor da economia, mas, em contra partida, produz efluentes que podem ser ricos em metais pesados e outros compostos inorgânicos perigosos, além de uma infinidade de substâncias orgânicas com potencialidade de interagir com os organismos vivos. Dentre os contaminantes orgânicos derivados do petróleo, os mais importantes são os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA). Os HPAs são reconhecidamente estrogênicos, ou seja, possuem potenciais de ação no sistema endócrino. Dentre os efeitos causados pelas substâncias com ação semelhante à endócrina estão a diminuição da capacidade reprodutiva, inversão sexual, problemas no desenvolvimento embrionário e câncer. Devido a estes fatores, tem havido um incentivo ao desenvolvimento e aplicação de novas técnicas que possam avaliar, de maneira eficiente, os contaminantes ambientais, decorrentes das atividades humanas. Sendo assim, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a genotoxicidade, mutagenicidade de amostras de águas dos rios Jaquari, Atibaia e Piracicaba, que estão em uma região sob a influência da atividade da refinaria de Paulínia - SP. Para a avaliação das águas destes rios (realizadas com os extratos obtidos por extração de fase sólida - EFS), foram aplicadas técnicas desenvolvidas células de hepatoma humano (HepG2) mantidas em cultura. Foram desenvolvidos com este sistema teste o ensaio do cometa e o teste de micronúcleo. As análises químicas realizadas por HPLC indicaram a presença de naftaleno nas amostras... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Industrialization presents countless benefits, but is also associated to the constant emission of toxic substances into the environment. Industrial activities release several chemical products that contaminate the several physical media such as soil, air and water. Petroleum refinery industry represents an important sector of the economy, however, in counterpart, produces effluents that can be rich in heavy metals and other hazardous inorganic compounds, besides infinitude of organic substances with the potential to interact with living organisms. Among the organic contaminants derived from petroleum, the most important are the Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PHA). PHAs are known to be estrogenic, i.e., have the potential to act in the endocrine systems. Among the effects caused by endocrine substances are the decrease in the reproductive capacity, sex inversion, problems in the embryonic development and cancer. Due to these factors, there has been an incentive to the development and application of new techniques that can evaluate, efficiently, the environmental components resulted from human activities. Thus, the present study aimed to assess the genotoxicity and mutagenicity of water samples from Jaguari, Atibaia and Piracicaba rivers, which are in a region under the influence of the activity of a refinery of Paulínia - SP. For the evaluation of the waters of these rivers (performed with extracts obtained by solid phase extractions - SPE), it was applied techniques with human hepatoma cells (HepG2) maintained in culture. The comet assay and micronucleus test were developed with this test system. The chemical analyses showed the presence of naphthalene in the water samples of these rivers, as well as other compounds capable of inducing damages, even when at low concentrations. It was also possible... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre