Análisis, modelación y control adaptativo predictivo de una columna de destilación atmosférica de crudo

Abstract

Con este trabajo de tesis, presentado como requisito parcial para la obtención del grado de Maestro en Ciencias con Especialidad en Automatización, se logra el diseño de una estrategia de control avanzado basada en una ley de control adaptativo predictivo para una planta de destilación atmosférica de petróleo crudo. En la tesis se utilizan simulaciones obtenidas a partir de un modelo riguroso de la planta en cuestión para corroborar el desempeño de la estrategia propuesta. Primeramente, se muestran los conceptos básicos que involucran la estrategia de control adaptativo predictivo así como algunos ejemplos que permiten un mejor entendimiento de los mismos. Seguidamente, se presenta el resultado de la investigación realizada sobre el proceso objeto de la presente tesis y se presenta el desarrollo de un modelo riguroso de la planta a través del simulador comercial AspenONE ®. Los resultados de simulación se corroboran tanto con datos de la literatura como con datos provenientes de una planta real. La parte central de la tesis se enfoca en establecer una estructura de control descentralizado para el problema de control planteado. Se emplean técnicas de reducción de las dimensiones del sistema y aparejamiento de variables basadas tanto en resultados empíricos como en una interpretación geométrica de la matriz de transferencia del sistema multivariable considerado. Finalmente, se juntan la estructura de control propuesta con el modelo de la planta real en un ambiente de simulación único para poder verificar el desempeño de la estructura realizada. Los resultados obtenidos se comparan con una estructura clásica en plantas de destilación de crudo basada en controladores PID demostrando cuantitativamente la mejora obtenida con el control avanzado.