Título :	Modelo de distribución de equipos y síntesis de redes de intercambiadores de calor reduciendo costos operativos y riesgo de accidentes.
Autor(es):	Francisco Ortiz Tena
Palabras clave:	Distribución de equipos HEN Efecto dominó Programación matemática MINLP
Área:	OTRAS
Fecha de publicación :	15-ene-2022
Facultad:	Facultad de Ingeniería
Programa académico:	Maestría en Ciencias (Ingeniería Matemática)
Resumen:	En este trabajo se presenta un modelo para optimizar los costos de una planta, considerando la síntesis de redes de intercambiadores de calor, la distribución de equipos y aspectos de seguridad. Se sabe que la industria química requiere diseños de procesos eficientes, debido al incremento en los costos de los energéticos. Algunas estrategias incluyen utilizar la menor cantidad de recursos para disminuir los costos de operación. Entre estos costos son los costos de bombeo (incluyendo compresión) y los servicios de calentamiento y enfriamiento. Además, se debe tener la certeza de que la inversión inicial de capital será la menor, enfocado en reducir la disponibilidad de terreno, costos de tuberías, entre otros. Normalmente, se realizan estos estudios en los proyectos de nuevas instalaciones e implementaciones de nuevos equipos, o bien en adecuaciones a plantas existentes, con la finalidad de que las empresas sean eficientes y seguras. En la literatura, se encuentra mucha información sobre cómo resolver estos problemas de manera independiente, sin embargo, existen pocos trabajos de investigación enfocados al análisis simultáneo de los aspectos económicos y de seguridad de los procesos químicos, en particular las instalaciones con la probabilidad de generar accidentes que se propaguen por efecto dominó. El riesgo de un incidente con esta característica es mayor cuando los equipos del proceso se ubican muy cerca entre ellos; en este caso, los diseños se conocen como compactos y permiten reducir los costos de compra y operación. Por esta razón, en este trabajo, se desarrolla un modelo basado en programación matemática determinista, del tipo MINLP que se resuelve usando GAMS, que permita resolver simultáneamente el problema de síntesis de redes de intercambio de calor, utilizando el enfoque de superestructuras, el problema de distribución de equipos, con un método exacto con enfoque continuo, y el problema de reducción del riesgo de accidentes con efecto dominó, utilizando un modelo probit; asimismo, se incluye la instalación de capas de protección independientes, la función objetivo consiste en minimizar los costos de instalación y de operación. Los resultados obtenidos indican que la síntesis de redes de intercambiadores de calor está vinculada con la distribución de equipos, que a su vez se encuentra relacionada con la seguridad, a través de las distancias de separación entre los equipos. La integración de los tres problemas en un sólo modelo permite obtener diseños integrales, que tienen impacto positivo en la sustentabilidad y mayores beneficios que los que se pueden obtener al resolver los problemas por separado.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/3222
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