Esquema de control jerárquico para fijación óptima de consignas en un separador trifásico de un tren de tratamiento de crudo

Abstract

Una de las técnicas para tratar el crudo proveniente de los pozos petroleros es utilizar trenes de tratamiento de crudo para separar las tres fases existentes: gas, petróleo y agua. Uno de los equipos que conforma el tren es el separador trifásico. En este trabajo se demuestra la viabilidad de utilizar un esquema de control jerárquico para la fijación en línea de consignas óptimas de presión y temperatura y así reducir el consumo energético en el tratador térmico. Tal que las variables manipulas y los sets point se encuentren dentro de los límites de la operación segura, con esto se obtienen beneficios económicos y ambientales para esta planta. El logro de esta optimización constituye el aporte principal de este trabajo. Para el desarrollo de este trabajo se diseñó un algoritmo de optimización basado en tres capas jerárquicas en donde la primera capa hace referencia al control directo (PIDs), la segunda capa hace referencia a la optimización de objetivos en estado estacionario (SSTO), la tercera capa hace referencia a la optimización local de objetivos (LSSO). Para la solución a este problema se recurrió a soluciones de optimización lineal y optimización no lineal se relaciona estos algoritmos con el modelo linealizado de la planta, en otros trabajos por lo general se basan en la teoría MPC (Modelo de Control Predictivo). La simulación de los algoritmos se realizó en Matlab y se probaron en una planta simulada en Hysys utilizando el conector Active x server que conecta los dos softwares. En este experimento se logró un ahorro de un 30 % del consumo energético a su vez se encontró que es posible relacionar el modelo de la planta con los algoritmos de optimización lineal y no lineal con lo cual se concluyó que es viable la implementación de estos algoritmos en este tipo de plantas para la optimización de procesos.