Computerized daily simulation and optimization in a petroleum refinery

Abstract

Petrol rafinerilerinin temel amacı, ham petrolün karakteristik özelliklerine, firma veya ürünlerin özelliklerine ve bazı değişkenler üzerine verilen kararlara bağlı olarak daha çok satan ürünleri üretmektir. Bu nedenle bilgisayar destekli ileri kontrol teknik ve sistemleri rafinerilerde ve petro -kimyasal firmalarda geniş kullanım alanı bulmaktadırlar. Eskiden beri bilgisayar destekli kontrol teknikleri firmalarda kullanılmasına ragmen, gelişmiş kontrol stratejilerini sağlayan yeni teknikler, ürünün spesifikasyonlarma daha çok uygun olmasına, enerji kullanımının azaltılmasına ve fabrikanın genel operasyonlarında gelişmeye yardım etmekted i r 1 er. Simülasyon ve optimizasyon gibi gelişmiş kontrol tekniklerinin uygulanmasına dayanan bu yeni gelişmeler ilu eskiden kontrol edilmesi zor olan prosesleri kontrol etmek mümkün olmaktadır. Bu çalışmada, simülasyon ve optimizasyon modellerini birleştiren bir program geliştirilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla II. ve III. bölümlerde açıklandığı gibi bir simülasyon ve bir optimizasyon modeli kurulmuştur. Amaç karı maximize edecek ham petrolün miktarını ve türünü, üretim hızlarını karışım yüzdelerini belirlemek için simülasyon ve optimizasyonVll modellerinin birlikte nasıl çalıştığını göstermektir. Modellerin oluşturulması için ürünlerin günlük talep ve fiyatları, stok değerleri, ürün spesif ikasyonları vs. kullanılmıştır. Optimisasyon modelinin çözümünde ise LINDO paket programı kullanılmıştır. Basitlik olması amacıyla aynı karakteristik özelliklere sahip ürünler birleştirilmiş ve sonuçlar IV. bölümün sonunda tablolar halinde gösterilmiştir.

The essential purpose for `the petroleum refineries is to produce more salable products depending on the crude oil characteristics, plant and product specifications and decisions on some variables. Therefore advanced computer-based control techniques and systems are finding increased use in refineries and petro-chemical plants to improve operating margins and product quality. Although computer-based controls have been used in process plants for many years, new techniques, utilizing advanced control strategies, allow further tightening of product specifications, reduction of energy usage, and improvement in the overall operation of a plant. Implementation of these advanced concepts requires the use of advanced control concepts such as simulation and optimization techniques. These techniques allow control of process that historically have been difficult to control because of their interactive behavior. In this study, it is intended to develop a program combining simulation and optimization models. For this purpose a simulation and an optimization models were constructed and realized as explained in chapter II and III. The aim is to show how an optimization and simulation models work together to determine the crude oil kinds and amounts to be used, production rates, and blending percentages in order to make profit maximum. Daily productdemands and prices, stock values and product specifications were used to construct these models. The linear optimizer package LINDO is also used to solve the optimiztion model created. The products of similar characteristics are combined, reducing the number to nine, for the simplicity. Results are shown at the end of chapter IV in the form of tables.