Automatizacion Petrolera

El petróleo crudo al pasar por una columna de destilación atmosférica fue destilado y un segmento del petróleo se fraccionó para circular hacia un reactor químico con el propósito de producir gasolina (ver figura 1), el reactor puede ser operado por un rango limitado de temperaturas; y cuando la temperatura supera el límite establecido, el índice de octano en la gasolina se incrementa, pero el rendimiento económico del proceso de generación de la gasolina disminuye debido a que se incrementa la producción de subproductos de menos valor.

Figura 1. Diagrama de proceso de destilación de petróleo para obtención de gasolina, sin instrumentación ni control.

El usuario de gasolina, no percibe pequeños cambios en el índice de octano. Usted es el responsable de la operación del reactor. ¿Existe algún beneficio al implementar el control de temperatura al reactor?

Si existe beneficio, porque al controlar la temperatura, se puede regular el índice de concentración de octano en la gasolina, que no lo percibe el usuario; aplicando este control se obtiene más gasolina y menos subproductos.

a. Identifique dos variables a controlar, que deben ser medidas en este proceso petroquímico.

Las variables que deben ser medidas son, el índice de octano y el nivel en el reactor

b. Identifique al menos una variable manipulada para cada una de las variables controladas.

La temperatura para controlar, la concentración de octano; y el flujo de entrada al reactor, para controlar el nivel

c. Identifique por lo menos una perturbación.

Una perturbación seria el cambio en la temperatura del petróleo de entrada al reactor, debido a un cambio climático

d. construya un lazo de control realimentado simple en el esquema.

Figura 2. Lazo de control realimentado, destilación de petróleo

Mediante la instrumentación de un proceso de control de nivel, se obtuvo experimentalmente, mediante identificación la entrada y respuesta al proceso, como se muestra en la figura 3, en donde la entrada corresponde a una entrada escalón aplicada a una electroválvula para su apertura en forma proporcional y la respuesta dinámica de salida corresponde a una variación temporal de temperatura. De los resultados de este experimento, describa la naturaleza del proceso físico y obtenga su modelo matemático para su control (orden, tiempo muerto, ganancia, etc)

Figura 3. Respuesta

...