UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAINVESTIGACION DE OPERACIONES PA-714/D

INDICE

INDICE 1

OBJETIVOS 2

INTRODUCCION 2

CONOCIMIENTOS PREVIOS DE REFINO 3

CASO DE OPTIMIZACION Y PARAMETROS 4

SITUACION 4

DESARROLLO DEL CASO PROBLEMA 5

VARIABLES 5

FUNCION OBJETIVO 6

MATRIZ DE REACCIONES 7

CONCLUSIONES 8

REFERENCIA 8

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APLICACIÓN DE PROGRAMACIÓN LINEAL AL MEZCLADO Y FORMULACIÓN DE PRODUCTOS DE REFINO

1.- OBJETIVO:

Analizar y conocer la aplicación de programación lineal al mezclado y formulación de productos de refino.

Optimizar y lograr el menor costo posible de los productos.

2.INTRODUCCION:

En el presente informe se ha de analizar la importancia de la viscosidad del petróleo en la industria, así como también la influencia de dicha propiedad física en los costos de producción. En la industria, la viscosidad del petróleo es un factor que determina su aplicación en industrias de polímeros, refinería y combustibles.

Dado que el petróleo es un recurso no renovable utilizado principalmente como combustible, teniendo una gran demanda en el mercado mundial, las industrias se han visto obligados a investigar como este insumo industrial puede ser aprovechado al máximo desde su extracción. Los ingenieros y científicos han analizado su composición, pureza y propiedades físicas para reducir costos en su extracción, tratamiento y utilización. Además del petróleo se obtiene una diversidad de productos todos ellos con aplicaciones múltiples en la industria. Algunos de ellos pueden ser obtenidos en el laboratorio.

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En las investigaciones realizados por los ingenieros respecto a la viscosidad del petróleo, se han obtenido una diversidad de métodos que ayuden a reducir costos. En el informe se analiza dicha propiedad mediante el método de programación lineal, basándose un solo objetivo que es minimizar costos de producción.

3.-CONOCIMIENTOS PREVIOS DE REFINO:

3.1-Fórmulas Empleadas – Mezclas en Volumen

V = V 1 + V 2 + V3 + V4 ……….. (1) V *IM = V 1* IM + V 2* IM + V3* IM + V4* IM ………… (2)

V : Volumen de la mezcla (producto final) Vi : Volumen o fracción del componente i.

IM : Índice de mezcla de la mezcla (producto final). IMi: Índice de mezcla del componente i, es función de la propiedad.

La formula anterior se utiliza para determinar:

La propiedad (Índice de Mezcla) de la mezcla; conocida las proporciones de los componentes y sus correspondientes propiedades.

3.2 Viscosidad:

La viscosidad es una especificación de los Diesel’s (Gasoil) y de los combustibles residuales (Petróleo Industrial, Fuel Oil, etc.). La viscosidad se mezcla en base volumétrica utilizando los índices de Mezcla que en este caso es denominado como VBN (Viscosity Blending Number).

VBN = 41.10743 - 49.08258 * [LOG (LOG (VIS + 0.8)] ………….. (3)

Donde:

VIS: Viscosidad Cinemática (Cst), la temperatura debe ser la misma para todos los componentes de la mezcla.

VBN: Número de mezcla de viscosidad

Siempre debe verificarse que las viscosidades de todos los componentes estén expresadas a la misma temperatura.

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4.- CASO DE OPTIMIZACIÓN Y PARÁMETROS:

4.1.- SITUACION:

En el área de “Mezclado y Formulación de productos” de la “Refinería La Pampilla” Se desea preparar 35 MBD (mil barriles por día) de Petróleo industrial 6 (máxima viscosidad 638 cSt @ 50°C) y 55 MBD de Petróleo industrial 500 (máxima viscosidad 1060 cSt @ 50°C).Para ello se cuenta con los siguientes componentes los cuales deben ser mezclados para obtener los productos requeridos al más bajo costo.

Componentes Disponibilidad(MBD)

Viscosidad(cSt @ 50°C)

Costo(US$/Bbl)

Kerosene 15 2.5 30

LCO 10 3.5 27

Crudo Reducido 45 5040 16

Residuo de Vació 35 10500 11

4.2.- DESARROLLO DEL CASO-PROBLEMA:

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Conociendo las viscosidades cinemáticas, se pueden calcular los Índices de Mezcla de Viscosidad (VBN) de los componentes (usar la ec.3) y luego de los productos (Usar la ec.2):

Componentes

Kerosene : 55.11

LCO : 50.84

Crudo Reducido : 13.2

Residuo de Vacío : 11.44

Productos

Petróleo Industrial 6 : 19.12

Petróleo Industrial 500 : 17.51

Se planteará una matriz que considera las restricciones de disponibilidad de

componentes, limites de calidad (viscosidad) y se deberá cumplir con la

producción requerida (en calidad y cantidad).

4.2.1.- VARIABLES:

KPI6 Kerosene al Petróleo Industrial 6

KPI5 Kerosene al Petróleo Industrial 500

K Total Kerosene utilizado

LPI6 LCO al Petróleo Industrial 6

LPI5 LCO al Petróleo Industrial 500

L Total LCO utilizado

CRPI6 Crudo Reducido al Petróleo Industrial 6

CRPI5 Crudo Reducido al Petróleo Industrial 500

CR Total Crudo Reducido utilizado

RVPI6 Residuo de Vacío al Petróleo Industrial 6

RVPI5 Residuo de Vacío al Petróleo Industrial 500

RV Total Residuo de Vacío utilizado

PI6 Producción de Petróleo Industrial 6

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PI5 Producción de Petróleo Industrial 500

4.2.2.-FUNCIÓN OBJETIVO:

En este caso se busca la minimización del costo del producto. Esto se representa a continuación:

MÍN. Costo del producto = 30*K+27*L+16*CR+11*RV

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4.3.3.-MATRIZ DE RESTRICCIONES:

KPI6

KPI5 K

LPI6

LPI5 L

CRPI6

CRPI5

CR

RVPI6

RVPI5

RV

PI6

PI5

REL

RHS

Balance K 1 1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 = 0Disponibilidad K 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 <= 15Balance LCO 0 0 0 1 1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 = 0Disponibilidad LCO 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 <= 10Balance CR 0 0 0 0 0 0 1 1 -1 0 0 0 0 0 = 0Disponibilidad CR 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 <= 45Balance RV 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 -1 0 0 = 0Disponibilidad RV 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 <= 35Balance PI6 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 -1 0 = 0Disponibilidad PI6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 >= 35Balance PI500 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 -1 = 0Disponibilidad PI500 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 >= 55Viscosidad PI6 55,1 0 0 50,8 0 0 13,2 0 0 11,4 0 0 -19,1 0 >= 0Viscosidad PI500 0 55,1 0 0 50,8 0 0 13,2 0 0 11,4 0 0 -17,5 >= 0

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5 CONCLUSIONES

La programación lineal nos permite aplicar diversas operaciones el cual nos lleva a optimizar el costo del petróleo, de esta manera el consumo del producto ofrecerá una gran demanda y buena adquisición del consumidor ya que también la calidad que posee será favorable para su utilización.

En toda empresa se debe manejar varias variables y parámetros de control, para poder idealizar una ecuación que dependa de estas variables y así predecir con mayor eficacia las mejoras.

6. REFERENCIA

EL REFINO DEL PETRÓLEO. PETRÓLEO CRUDO. PRODUCTOS PETROLÍFEROS. ESQUEMAS DE FABRICACIÓN.

AUTOR/ES: Wauquier, J.P.

ISBN: 9788479786236

AÑO: 2004

EDICION: 1ª

IDIOMA: Castellano

PÁGINAS: 305-308