Diseño y optimización de una red de hidrógeno en una refinería

Resumen

El hidrógeno es esencial en la operación de una refinería y, por lo tanto, tiene un alto impacto en los costos de producción y en el medio ambiente, por ejemplo, la demanda de hidrógeno aumenta cuando se procesa crudo pesado el cual contiene mayor cantidad de carbono y azufre en relación con el crudo ligero provocando mayor liberación de CO₂ al momento de la combustión, o en la obtención de productos con bajo contenido de azufre, que de no tratarse, en presencia de óxidos de nitrógeno puede generar lluvia acida. Por tal motivo, se ha buscado desarrollar modelos matemáticos que permitan obtener diseños que eficienticen el uso de materias primas para lograr minimizar los costos y mitigar el impacto al medio ambiente. El modelo matemático usado en este trabajo es el propuesto por Jagannath et al(a) pero no se incorporan unidades regeneradoras (PSA) y no se linealizan las restricciones. Por lo tanto, se trata de un problema de programación no lineal mixta-entera (PNLME) tanto en la función objetivo como en las restricciones. Finalmente, el modelo se implementa en el sistema GAMS proponiendo diferentes puntos de inicio de las variables para converger a diferentes soluciones optimas locales.