Energy network optimization of an oil refinery

Üretim maliyetleri üzerinde önemli bir paya sahip olan enerji, rafineri operasyonları için kritik bir faktördür. Rafinerideki enerji sisteminin etkin yönetimi, ekonomik performansı önemli ölçüde arttırma potansiyeline sahiptir. Rafinerilerdeki enerji talebi, ham petrol özelliklerinde, proses ünitelerinin çalışma koşullarında ve yakıt maliyetlerinde meydana gelen değişimlerden dolayı sabit kalmamaktadır. TÜPRAŞ İzmit Rafinerisi, enerji talebini buhar ve elektrik şeklinde karşılamak için 3 tane yardımcı tesis işletmektedir. Yardımcı tesislerinin tasarımı, farklı çalışma koşullarında rafineri proseslerinin sürekliliğini ve esnekliğini güvence altına almak için çoklu işletme konfigürasyonlarına olanak tanımaktadır. Çalışmanın temel amacı, enerji maliyetleri açısından global minimuma ulaşmak için ekipmanın optimum işletme kombinasyonlarını belirleyerek rafinerinin karmaşık enerji ağını yönetecek bir karar destek sistemi geliştirmektir. Çalışma kapsamında öncelikle rafinerideki buhar ve güç üretim ekipmanları, termodinamik olarak analiz edilerek ekipman verimliliği üzerinde etkili olan değişkenler belirlenmiştir. Belirlenen değişkenler regresyon analizi ile değerlendirilmiş ve ekipmanın verimlilik modelleri geliştirilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde optimizasyon problemi karışık tam sayılı doğrusal programlama modeli ile formüle edilmiştir. Model, tüm operasyonel kısıtlamaları, verimlilik modellerini, kütle dengelerini, ekipmanın çalışma durumunu ve rafinerinin talep karşılama kısıtlamalarını içermektedir. Geliştirilen yaklaşım, rafinerinin gerçekleşmiş bir durumu üzerinden senaryo analizi çalışmaları yapılarak test edilmiştir. MILP modeli, GAMS CPLEX çözücüsü kullanılarak çözülür. Gerçekleştirilen senaryo analizleri ile, baz durum ve optimum çözümünün karşılaştırıldığı çıktılar elde edilmiştir. Çalışma sonucunda operasyonel maliyette % 3,5' a varan mali avantaj sağlanmıştır.