Refino_do_Petroleo
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Refino_do_Petroleo

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global para receber o tempo de
amostragem.

Em seguida declaram-se os produtos e as suas respectivas características
de entrada, e são realizados os cálculos de algumas propriedades deles (sendo
mostradas na seção 7.3 quais propriedades). No caso da torre atualmente
montada, as frações são: Nafta Pesada, Querosene, Diesel Leve, Diesel Pesado,
RCS, RAT (Resíduo Atmosférico), LCO, e o Blend do Diesel.

Do blend do diesel participam as frações NP, QR, DL, DP e LCO.
Depois são declarados os refluxos circulantes, que no caso da torre atual

são: refluxo circulante superior, intermediário e de fundo.
Então são declarados os leitos (hidráulica), que são pratos e recheios

superiores e inferiores. Finalizando, são declaradas as seções da coluna
atmosférica, que na coluna atual são: seção de topo, de RCS, de QR, de DL, de
DP e de Fundo.

Após a etapa previamente descrita, se entra no propriamente dito programa
principal, dentro da main(), e na etapa de inicialização.

7.2.2: Inicialização das Partes da Torre Atmosférica

Primeiramente, é inicializado o tempo de amostragem, também chamado de
tempo de scan.

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Depois, são inicializados os produtos, com estes recebendo valores para:
limites máximos e mínimos de vazão, porcentagens de vaporização e as
constantes de tempo dos filtros dinâmicos.

Posteriormente se inicializam as seções, com estas recebendo valores
para: limites máximos de temperatura de entrada e saída da seção e constantes
de tempo dos filtros dinâmicos.

Dá-se a continuação da inicialização dos refluxos circulantes, sendo
fornecido aos refluxos constantes de tempo dos filtros dinâmicos.

Por fim, são inicializados os streams (canais) de entrada e saída do
programa, e a variável de controle do loop.

7.2.3: Ligação das Partes da Torre Atmosférica

A seguinte etapa consiste na ligação dos componentes da coluna
atmosférica, iniciando pelos produtos. Os produtos são ligados entre si, e a uma
seção da coluna, figura 30:

Figura 30: Ligação dos Produtos.

Depois é realizada a ligação entre as seções, entre si, com os produtos
retirados das seções, e com leitos, figura 31, conforme segue:

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Figura 31: Ligação das Seções.

E finalizando as ligações, são realizadas as ligações entre os refluxos
circulantes e seus respectivos produtos que os compõe, figura 32, conforme
segue:

Figura 32: Ligação dos Refluxos.

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Finalmente se entra no loop principal do programa, que é mostrado em
detalhes na seção seguinte.

7.2.4: Loop Principal do Programa de Inferência

Nesta seção, o programa chama três grandes funções, descritas a seguir:

1. Lê os Dados, que carrega para o programa de inferência os valores das
variáveis referenciadas pelos tags do PI [ 10 ]. Há também a opção do
programa ler diretamente de um arquivo texto, função útil para a realização
de testes e calibrações do programa [ 12 ];

2. Calcula a Torre, onde o programa de inferência, utilizando os dados que
foram carregados durante a etapa de inicialização e os dados carregados
no passo um, calcula os valores das variáveis de saída [ 10 ];

3. Escreve os Resultados, último passo do loop, onde os valores calculados
no passo dois são escritos num canal (stream) de saída, podendo ser ele
um arquivo texto ou diretamente no PI, de acordo com o desejo do usuário.

O programa repete estes três passos indefinidamente.
Estas três grandes funções são vistas de uma maneira mais detalhada nas

seções 7.5, 7.6 e 7.7, respectivamente Lê Dados, Calcula a Torre e Escreve
Resultados.

7.3: A Função que Calcula as Propriedades

Quando o produto é instanciado no início do programa, ele chama a função
Calcula Propriedades, que por usa vez chama outras quatros funções [ 10 ]:

1. Calcula d20, no caso a densidade aa 20/4;
2. Calcula MW, no caso o peso molecular;

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3. Calcula Propriedades Críticas, no caso temperatura e pressão crítica, e o
fator acêntrico e o Hfv/R;

4. Calcula CP, no caso as constantes para a entalpia da fração.

7.4: Filtros e Wegstein

São duas classes auxiliares utilizadas inúmeras vezes no programa de
inferência.

A função chamada filtro nada mais é do que um filtro de primeira ordem
(passa baixa). Serve para atenuar o resultado de mudanças bruscas das variáveis
da unidade, e também ruídos nas mesmas.

A função chamada Wegstein serve para acelerar a convergência de uma
função, similar ao método elaborado por Newton.

7.5: Visão Mais Detalhada da Função Lê Dados Pertencente ao
Loop Principal

É lida pela função a vazão volumétrica (e desta calculada a vazão mássica)
dos produtos da torre.

Para o LCO (que não provém da torre) é lido a densidade 20/4 e toda sua
curva de destilação ASTM.

Depois é lido o fator KW do Diesel, e caso ele seja aceito é utilizado, caso
contrário, um valor padrão é utilizado. Os demais produtos têm seu KW igualado
ao do Diesel.

E então, passam a serem lidos dados das seções, como: vazão do refluxo
de topo, pressão e temperaturas de entrada e saída da seção.

Por fim, são lidas vazões e temperaturas para os refluxos circulantes.

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7.6: Visão Mais Detalhada da Função Calcula Torre Pertencente
ao Loop Principal

Esta função acaba por ser o núcleo do programa inferidor, sendo dela que
todas as inferências são feitas, e todos os cálculos de como os valores lidos
afetam a coluna.

Pode se dividir esta grande função de calcular a torre em quatro grandes
partes, sendo elas [ 10 ]:

• O cálculo de vapor das seções, que tem como objetivo calcular as vazões
de vapor das seções;

• O cálculo de toda a torre, que tem como objetivo calcular as vazões e
propriedades internas de cada seção;

• A inferência da qualidade dos produtos, que tem como objetivo calcular a
curva de destilação ASTM de cada produto, além do fulgor e congelamento
para o querosene;

• O cálculo da densidade do RCS.

7.7: Visão Mais Detalhada da Função Escreve Resultados
Pertencente ao Loop Principal

Inicialmente, a função Escreve Resultados confere se o canal (stream) de
escrita esta aberto, para então começar a escrever os resultados.

A primeira coisa a ser escrita pela função são resultados referentes às
seções, como: calor retirado na seção, pressão, temperatura corrigida para um
ATM, relação L/V, capacidade dos leitos e vazão do líquido que sai da seção.

Finalizando, são escritos pela função resultados referentes aos produtos,
como: curva de destilação ASTM, densidade 20/4, e especificamente para o
querosene seu ponto de congelamento e fulgor.

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7.8: Funções Importantes Utilizadas Pela Função Calcula Torre

Na parte chamada cálculo de toda a torre, as seguintes funções são utilizadas:

• Função Entalpia, que calcula a entalpia de uma fração de petróleo,
utilizando o método de Victor Rice para desvio entálpico e do API data book
para a entalpia de liquido e gás;

• Função Tatm, que corrige uma temperatura para pressão atmosférica,
quando fornecido um par, temperatura e pressão. A função utiliza a
equação de Clausius/Clayperon;

• Funções Densidade Líquida e Densidade Vapor, que calculam
respectivamente a densidade líquida e vapor de uma fração de petróleo;

• Função Calor, que calcula a carga térmica de uma corrente de petróleo;
• Função QVap, que calcula o calor trocado pelo vapor d’água na seção;
• Função Calcula KW, que calcula o fator de caracterização Watson de uma

fração de petróleo.

Na parte de inferência da qualidade dos produtos, as seguintes funções são
utilizadas:

• Função Calcula T30 ASTM, que serve para calcular a temperatura
correspondente a 30% de vaporização dos produtos;

• Função Índice, que retorna o índice correspondente a uma porcentagem de
vaporização do produto;

• Função Vap, que através de interpolação, retorna uma porcentagem de
vaporização correspondente a uma temperatura ASTM;

• Função Calcula Slope, que calcula a inclinação ASTM da vazão pela
temperatura;

• Função Calcula