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

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

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-29Bitstream added on 2014-06-13T19:49:24Z : No. of bitstreams: 1 silva_mtp_me_rcla_parcial.pdf: 116883 bytes, checksum: 61778c76199cfbad5330e0aa6a61f5d0 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-08-22T14:57:08Z: silva_mtp_me_rcla_parcial.pdf,Bitstream added on 2014-08-22T15:02:10Z : No. of bitstreams: 1 000728772.pdf: 562519 bytes, checksum: d2e60974d6cd959b15f3b431318de958 (MD5) / 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... / 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)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:51:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4695.pdf: 3167935 bytes, checksum: a9a3d84d28d9b6ce53525c6fc66b43b1 (MD5) Previous issue date: 2012-09-27 / This work, developed by a partnership between Ergo&Ação ergonomic group from the Federal University of Sao Carlos and an oil refinery from the state of Sao Paulo, Brazil, has as its primary focus the dialogue between ergonomics and design in the face of a decoking operator work situation. The origin of this demand is related to the occurrence of accidents that happened in the coking unit of the refinery, specifically during the decoking operation. To contribute to the understanding of the determinants and conditioning factors and the mechanisms of this operation, we attempted to systematize the actions of the operators and use their perceptions in the development of the design process. The theoretical background for this work was based on the social process of design, on the Ergonomic Workplace Analysis method (EWA), that is aligned with the corporative guidelines and standards of Health, Safety and Environment of the refinery, and on the Future Activity Approach. The results show two distinct rationales that guide designers of the refinery in the development of conceptual design processes of the company. The interaction between ergonomics and design in the conceptual designs favored the collective construction, enabling ergonomics to act as a member that integrates the conflict of values, representing the various actors in this process. / Este trabalho, desenvolvido a partir de uma parceria entre o grupo de pesquisa em ergonomia Ergo&Ação da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e uma refinaria de petróleo, localizada no estado de São Paulo, Brasil, apresenta como foco a interlocução entre a ergonomia e projeto diante da situação de trabalho do operador de descoqueamento. A origem dessa demanda está relacionada à ocorrência de acidentes de trabalho na unidade de coque da refinaria, especificamente na operação de descoqueamento. Visando contribuir para a compreensão dos fatores condicionantes e determinantes e os mecanismos de funcionamento dessa operação, buscou-se sistematizar as ações dos operadores e utilizar a percepção destes no desenvolvimento do processo de projeto. Os pressupostos teóricos foram pautados no processo social de projeto, no método da Análise Ergonômica do Trabalho (AET), alinhado às diretrizes e padrões corporativos de Saúde, Meio Ambiente e Segurança (SMS) da refinaria e na Abordagem da Atividade Futura (AAF). Os resultados apontam duas racionalidades distintas que orientam os projetistas da refinaria no desenvolvimento dos processos de projetos de concepção da empresa. A interação entre ergonomia e projeto nos projetos de concepção favoreceu a construção coletiva, possibilitando que a ergonomia trabalhasse como um membro integrador dos conflitos de valores, representando os diferentes atores nesse processo.

Orientador: Carlos Gomes da Nave Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-19T00:37:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_PriscillaMarianode_M.pdf: 10824605 bytes, checksum: 47b264ae4588180810a4be93864e2f1b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Visando subsidiar a gestão ambiental das indústrias do estado de São Paulo, aperfeiçoar o planejamento e execução de suas ações, a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo CETESB instituiu o monitoramento por indicadores ambientais envolvendo a captação de água, a geração e lançamento de efluentes versus produto principal produzido. Atendendo a estas especificações propõe-se a aplicação do Indicador de Geração de Efluente (IGE) permitindo as indústrias de refinaria de petróleo gerenciar sua emissão de efluentes em relação ao produto final produzido, o petróleo processado. Na Petrobras Refinaria de Paulínia, local de aplicação deste estudo, os sistemas de drenagens são abertos, sofrendo a influencia de precipitação, o que exigiu a aplicação de modelos de chuva-vazão para quantificar e descontar este incremento do volume de efluente real gerado. Na simulação do escoamento superficial utilizou-se do método NRCS para determinar a chuva efetiva e do método do hidrograma unitário adimensional para a obtenção dos hidrogramas relativos às áreas de diferentes usos e condições de impermeabilização, além do método da onda cinemática para a propagação na rede de canais de drenagem no âmbito da refinaria, permitindo a dedução dos volumes escoados. A partir disto, foram gerados os índices mensais de comparação entre os volumes de petróleo processado e efluente gerado pelo processo no período de um ano. Os resultados conduziram a obtenção de índices variando entre 1,0 a 2,3 % incluindo modificações na dinâmica de processo e a sazonalidade meteorológica. O IGE permite centralizar e aprimorar as informações sobre a produção de efluentes industriais em relação ao desempenho do processo da empresa, adquirindo dados e ferramentas de colaboração necessárias para enfrentar desafios na experiência na gestão de processo com foco ambiental promovendo a maximização de desempenho do seu ativo / Abstract: To subsidize the environmental management of industries in the state of Sao Paulo, improve the planning and execution of their actions, the Companhia Ambiental do Estado de São Paulo CETESB established the monitoring for environmental indicators involving water caption, the generation and release of effluent versus main product produced. Given these requirements it is proposed the application of the Effluent Generation Index (IGE) allowing industries to manage their oil refinery effluent emissions in relation to the final product produced processed oil. In the Petrobras Paulínia Refinaria REPLAN, local application of this study, the drainage systems are open, suffering the influence of precipitation, requiring the application of rainfall-runoff models to quantify and deduct this increase in the volume of effluent generated real. In the simulation of surface runoff NRCS method was used to determine effective rainfall and the dimensionless unit hydrograph method to obtain hydrographs of areas relating to different uses and conditions of waterproofing, in addition to the kinematic wave method for propagation in the network of drainage channels within the refinery, allowing the deduction of runoff volumes. From this, the monthly indices were generated to compare the volumes of oil and processed wastewater generated during the period of one year. The results led to obtain indices ranging from 1.0 to 2.3% including changes in process dynamics and the seasonal weather. The IGE allows centralize and improve the information on the production of industrial effluents in relation to the performance of the business process, acquiring data and collaboration tools needed to face challenges on experience in process management with a focus on promoting environmental maximizing performance of its assets / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T08:34:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rossi_LucianoFernandodosSantos_D.pdf: 31189486 bytes, checksum: b5668903a52a4adff00b0520804c237d (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este estudo teve como objetivo a análise de processos industriais, os mais abrangentes possíveis, visando sua otimização do ponto de vista energético-econômico. Neste intento, buscou-se apresentar não apenas um único ponto de otimalidade, mas um conjunto de opções que permita a um decisor escolher a situação mais conveniente. No desenvolvimento deste estudo foram utilizados um conjunto de Métodos de Otimização, dentre os quais podem ser destacados a Metodologia Pinch de Recuperação de Energia, baseada em uma redistribuição de potenciais térmicos dentro do processo analisado, e os Métodos originários da Programação Matemática, em especial a Programação Linear. Analisou-se em profundidade o caso, relativo à lndúsrtria de refino de Petróleo, de uma etapa de Craqueamento Catalítico da Refinaria de Paulínia, da PETROBRÁS. Entretanto, o conjunto de procedimentos aplicados neste trabalho mostrou-se eficiente quando da análise de outros segmentos industriais, em particular das lndústrias Química, de Alimentos e Petroquímica, como apresentado no decorrer deste trabalho. Este estudo mostra que é perfeitamente possível fazer-se uma análise energética e uma avaliação econômica de sua implantação, de uma maneira muito satisfatória e rápida / Abstract: This work deals with the industrial process analysis, includingvarious types and sizes, looking for their optimization fiom the economic and energetic point of view. Not only a single point of optimality was searched but a set of options which could permit to a decision maker to choose the best situation in each case. ln the development of this study were utilized a set of Optimization Methods, among which it can be mentioned the "Pinch Point Methodology" to heat recovery in networks, which is based in a redistribution of the thermal potentials of the process analyzed, and the methods originated tfom the Mathematics Programming, in special the Linear Programming. A deep analysiswas made on the case relative to an oil refinery.More precisely a part ofthe catalytic cracking of the Paulinia's Oil Refinery of PETROBRAS. The set of procedures applied in this work, it can be shown efficient when the analysis is applied to other industrial branches, in particular in the Chemistry, Food and Petrochemistry industries, as shown in throughout this work. This study shows that is possible to make an energetic analysis and an economic cost evaluation on the implementationof a process, in a fast and sactisfatory manner / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Este trabalho apresenta modelos baseados em PLIM (Programação Linear Inteira Mista) com representação contínua do tempo com o objetivo de realizar o scheduling (programação ou agendamento) no parque de tanques de produtos finais em um órgão do tipo refinaria. O modelo é uma contribuição para uma solução integrada que envolve outros elementos presentes na cadeia de suprimentos (CS) da indústria do petróleo. Deste modo, um ponto relevante na fundamentação teórica deste trabalho é a descrição do sistema integrado de refino. Este sistema pode ser dividido em quatro estágios (subsystems) que envolvem a movimentação de produtos dentro e fora da refinaria. O scheduling de tanques finais é parte de um desses estágios e solucioná-lo contribui para a operacionalização das atividades de transporte de produtos dentro da refinaria envolvendo a produção interna, a demanda local e as movimentações de recebimento e envio por poliduto. Neste trabalho, o scheduling dos eventos de carga e descarga nos tanques finais da refinaria é determinado considerando dados de problemas reais obtidos a partir da solução apresentada por Boschetto (2011). O scheduling determinado por Boschetto (2011) gera os parâmetros do modelo PLIM aqui proposto. Tais parâmetros consistem em informações sobre volumes, tempos e vazões das movimentações que devem ocorrer entre órgãos (refinarias, portos e terminais) da cadeia de suprimentos através da rede de polidutos. Essas informações juntamente com as informações de planejamento da refinaria sobre demanda e produção e ainda com os valores de estoque e capacidade volumétrica dos tanques fornecem os dados necessários para a realização do scheduling de tanques finais. O modelo PLIM aqui proposto busca minimizar o número de movimentações internas no parque de tanques da refinaria respeitando as condições estruturais, operacionais e os valores das movimentações impostas pelo scheduler dos polidutos de Boschetto (2011). Então, com o objetivo de encontrar soluções adequadas em um menor tempo computacional, uma abordagem PLIM combinada com um algoritmo iterativo e com a inserção de restrições de corte é proposta, no que foi chamado de modelo PLIM-AI. Os resultados permitem melhorar o desempenho de tempo computacional do modelo bem como analisar as violações de tempo e capacidade em tanques para cenários mensais. A proposta permitiu encontrar soluções em tempos computacionais relativamente reduzidos, respeitando as condições estruturais e operacionais da refinaria. As soluções obtidas contribuem para as atividades de transferência e estocagem (TE) da refinaria em dois pontos: (i) minimizam o número de movimentações internas, o que contribui para a operacionalização da busca por rotas disponíveis (atividade operacional do programador da refinaria); e (ii) permitem o feedback para o scheduler de polidutos, possibilitando verificar a factibilidade das movimentações que ocorrem na rede de polidutos. / This work presents a Mixed-Integer Linear Programming (MILP) model with continuous time representation to address the tank farm scheduling of finished products in refineries. The model is part of a larger solution process that involves other elements from oil industry supply chain (SC), where strategic, tactical, and operational decisions must be taken. In this context, the standard refinery system can be divided into four subsystems involving the flow of products among refinery internal (tank farm, production units) and external (vessels, pipelines, final costumers, other refineries) entities. The tank farm scheduling is part of one of these subsystems and its solution contributes to the operational activities of the refinery tank farm, enabling the integration that occurs between domestic production, domestic demand, and product transport by pipelines. In this work the scheduling of loading and unloading operations in the tank farm of finished products at each network node (refinery) is determined. Real scenarios are considered, which were obtained from the planning of refineries and external pipeline network scheduling, proposed by Boschetto (2011). The scenarios present volumes and values of stored product inventories, maximum capacity tanks, and start and end times to product movements at the refinery interfaces (production, demand, and pipelines). Thus, the pipeline scheduling determined by Boschetto (2011) is an input parameter to the considered approach. The proposed MILP model searches a scheduling that minimizes the movements within the refinery tank farm in order to respect the imposed operational and structural constraints. Further, for making feasible the scheduling in a smaller computational time, an iterative algorithm is developed and cutting restrictions are inserted in a new model approach, named MILP-IA. The results allow us to analyze the model computational time, the temporal and structural violations, and the number of product movements for each scenario. For the studied cases, we can also check for attending to time and monthly volume constraints to each interface. Finally, the results also indicate that the proposed MILP-IA approach finds solutions in computational times in the order of minutes. The obtained solutions contribute to improve the transfer and storage activities (TS) on two main points: (i) they minimize the number of movements, facilitating the plant operational tasks (searching for routes); and, (ii) they provide feedback to the pipeline scheduling.

PETROBRAS / Este trabalho apresenta uma abordagem para otimização do scheduling de uma rede dutoviária real com uma origem e múltiplos destinos, a rede OSBRA. A rede é composta por uma refinaria que abastece cinco órgãos ligados por um único poliduto. Decisões sobre bateladas (volumes operacionais) de diferentes produtos a serem enviados pela refinaria e recebidos nos órgãos de consumo ao longo de um horizonte de tempo devem ser tomadas de modo otimizado de forma a controlar os níveis de estocagem, respeitando limites operacionais da rede de dutos. Propõe-se uma abordagem de solução por decomposição que utiliza Programação Linear Inteira Mista (PLIM) em conjunto com algoritmos heurísticos. A abordagem está dividida em 2 etapas: (i) alocação e sequenciamento e (ii) programação das entregas. A etapa de alocação e sequenciamento é responsável por determinar a ordem, o volume e a vazão de cada batelada que deverá ser bombeada da refinaria para os órgãos. Esta etapa é composta por um modelo PLIM que é executado iterativamente em uma abordagem com horizonte com tempo rolante. Em seguida, a etapa de programação de entregas detalha como ocorrem as entregas das bateladas em cada órgão, considerando a operação de rebombeio no último trecho de duto. Para o rebombeio, executa-se um modelo matemático iterativamente também utilizando o conceito de horizonte rolante, definindo uma nova sequência de bateladas que deverão ser bombeadas pelo órgão de Goiânia para Brasília, ou seja, no trecho de duto mais distante da refinaria. Consideram-se características próximas da realidade de operação da rede OSBRA, como controle de inventário, limites de vazão, variação diária de demanda, manutenção de tanque, manutenção de duto (total ou parcial). Dois estudos de caso são apresentados considerando cenários baseados em dados reais com horizontes de programação de 30 dias, no qual o segundo foi submetido a diversas modificações com o intuito de evidenciar funcionalidades da abordagem proposta. A análise dos resultados permite concluir que a abordagem de solução apresenta resultados adequados para a operação dos especialistas da rede, dessa forma podendo auxiliar no processo de decisão do scheduling da rede OSBRA. / This work presents an approach to optimize the scheduling of a real pipeline network with one source and multiple destinations, the OSBRA network. The network consists of a refinery that supplies five terminals, which are connected by a single pipeline. Batches of different products are sent from refinery and received by terminals during a time horizon. Optimized scheduling decisions must be taken to attend inventory issues at the same time that operational constraints are respected. This work proposes a decomposition approach solution using Mixed Integer Linear Programming (MILP) combined with heuristic algorithms. The solution approach is divided into two phases: (i) allocation and sequencing and (ii) scheduling of deliveries. The allocation and sequencing phase is responsible for determining the order, volume, and flow rate of each batch to be pumped from the refinery to the terminals. This phase is composed of an MILP model that runs iteratively in a rolling horizon approach. In a following step, the scheduling of deliveries phase details how the batches' deliver will occur in each terminal, considering the repumping operation in the last pipeline segment. For the repumping, a mathematical model is executed iteratively, also using the concept of rolling horizon, setting a new sequence of batches to be pumped from Goiânia to Brasília, the farthest pipeline segment from the refinery. Similar characteristics of the real OSBRA network are considered, such as inventory control, flow limits, daily demand, tank maintenance, total or partial pipeline maintenance. Two study cases considering scenarios based on real data with a 30-day programming horizon are presented, in which the second case was subjected to a series of modifications in order to evidence the proposed approach functionalities. The result's analysis supports the conclusion that the solution approach provides adequate results for the operation of the network experts. Thus, the obtained results can aid the operational scheduling decision of OSBRA network.