MXPA06014198A - Metodo para la vigilancia y control de un procedimiento. - Google Patents

Abstract

Metodo para controlar un procedimiento, comprendiendo dicho metodo: (a) proporcionar un modelo de dinamica de fluidos computacional de un primer procedimiento; (b) dar entrada, al modelo de dinamica de fluidos computacional, de datos sobre la alimentacion a dicho primer procedimiento, representando dichos datos la situacion en un tiempo inicial t0, de manera que el modelo genera una simulacion en tiempo real de una o mas propiedades de dicho primer procedimiento en un tiempo futuro, t1; y (c) utilizar la simulacion para el control de dicho primer procedimiento o para el control de un segundo procedimiento con el cual esta conectado el primer procedimiento.

Description

MÉTODO PARA LA VIGILANCIA Y CONTROL DE UN PROCEDIMIENTO Campo de la invención Esta invención se refiere a un método para la vigilancia y control de un procedimiento empleando dinámica de fluidos computacional .

Antecedentes de la invención La dinámica de fluidos computacional (CFD) es una herramienta bien conocida para modelar el flujo de fluidos, mediante el uso de métodos de cálculo para resolver las ecuaciones de cantidad de movimiento y conservación de masa que gobiernan el flujo de fluidos. Por ejemplo, la CFD se puede emplear para modelar flujos de fluidos a la hora de diseñar recipientes de mezcla con el fin de asegurar la consecución de una operación de mezcla adecuada. De manera similar, a la hora de diseñar recipientes de reacción se puede emplear la CFD para asegurar que se consiga, a través del diseño del reactor, el contacto óptimo de los reactantes entre sí y/o con cualquier catalizador que pueda estar presente. La CFD computa la estructura y características de flujo de un sistema teniendo en cuenta las condiciones de contorno del sistema y empleando las ecuaciones fundamentales de flujo de medios continuos, concretamente las ecuaciones de conservación de masa y de cantidad de movimiento (conocidas también como las Ecuaciones de Navier-Stokes) . La CFD se puede aplicar en un modo de régimen constante o inconstante (dependiente del tiempo) . La técnica no establece ninguna suposición a priori acerca de la solución final y no requiere ninguna otra entrada de datos que no sean las condiciones de contorno iniciales (por ejemplo, no requiere la medición de una caída de presión para derivar la solución) . Dicho de otra forma, la técnica computa las propiedades requeridas de un sistema en un tiempo t1 teniendo en cuenta las condiciones de contorno del sistema en un tiempo anterior t°. En algunos problemas de flujos, simples (tales como flujos inviscidos 2D) , el flujo puede ser computado analíticamente; sin embargo, en la mayoría de los flujos de ingeniería de interés práctico es necesario resolver numéricamente las ecuaciones diferenciales de segundo orden no lineales. La CFD realiza esto dividiendo el régimen de flujo en muchas celdas pequeñas (habitualmente >100 k) y resolviendo numéricamente las ecuaciones en cada una de las celdas iterando la predicción hasta obtener una solución. La CFD se describe, por ejemplo, en "Computational Fluid Mixing", de E.M. Marshall y A. Bakker, publicado por Fluent Inc., 2002. Habitualmente, la modelación CFD ha requerido muchas horas o incluso días para realizar los cálculos, incluso para sistemas relativamente simples, en particular cuando se trata de soluciones dependientes del tiempo. No obstante, a pesar del tiempo requerido para los cálculos, la CFD ha resultado ser una valiosa herramienta para diseñar recipientes de mezcla y/o reacción, en donde el tiempo de cálculo no es un factor crítico.

Estado de la técnica Con anterioridad al desarrollo de la presente invención, los modelos CFD que no establecen suposiciones a priori acerca del sistema que no sean las condiciones de contorno iniciales, jamás se han utilizado para el control de procedimientos en tiempo real. La EP 398706 describe un método de predicción de las propiedades físicas de un polímero formado a partir de una pluralidad de monómeros en un reactor y establece que los resultados pueden ser utilizados para avisar al operario de la existencia de problemas desusuales en el reactor. Sin embargo, el método descrito requiere la entrada de datos reales del procedimiento (es decir, los resultados de la realización previa del procedimiento) que han sido medidos en varios puntos del reactor (y por tanto en un tiempo t°) , y los resultados del cálculo aportan estimaciones de un parámetro diferente pero en el mismo tiempo t° en el que se midieron os datos iniciales.

Sumario de la invención Se ha comprobado ahora que la dinámica de fluidos computacional, en particular cuando se aplica en un modo de régimen inconstante (dependiente del tiempo) , puede ser aplicada en la vigilancia de un procedimiento en tiempo real para proporcionar un control mejorado del procedimiento. De este modo, de acuerdo con un primer aspecto, la presente invención proporciona un método para el control de un procedimiento, cuyo método comprende: (a) proporcionar un modelo de dinámica de fluidos computacional de un primer procedimiento; (b) dar entrada, al modelo de dinámica de fluidos computacional, de datos sobre la alimentación a dicho primer procedimiento, representando dichos datos la situación en un tiempo inicial t°, de manera que el modelo genera una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho primer procedimiento en un tiempo futuro, t1; y (c) utilizar la simulación para el control de dicho primer procedimiento o para el control de un segundo procedimiento con el cual está conectado el primer procedimiento.

Descripción de la invención Por la expresión "simulación en tiempo real" se quiere dar a entender una simulación a partir de la cual la salida de la simulación (resultado de la simulación) queda disponible en un periodo de tiempo suficientemente corto para poder pronosticar las condiciones del procedimiento a medida que las mismas acontecen, o mucho antes de que las mismas acontezcan, y ser controladas así según sea necesario en respuesta a la salida; es decir, a partir de los datos aplicables en un tiempo inicial t°, el sistema es capaz de calcular una propiedad en un tiempo posterior t1 y, si es necesario, utilizar dicho calculo para controlar el procedimiento (o un segundo procedimiento) en o antes del tiempo t1. El método de la invención puede ser puesto en práctica por medio de un sistema de control y, por tanto, de acuerdo con otra modalidad de la invención, se proporciona un sistema de control para un procedimiento, que comprende: (a) un ordenador programado para ejecutar un modelo de dinámica de fluidos computacional de un primer procedimiento; (b) un sistema para dar entrada, al modelo de dinámica de fluidos computacional, de datos sobre la alimentación a dicho primer procedimiento, representando dichos datos la situación en un tiempo inicial t°, de manera que el modelo genera una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho primer procedimiento en un tiempo futuro t ; y (c) un controlador sensible a dicha simulación y adaptado para utilizar dicha simulación en el control de dicho primer procedimiento o en el control de un segundo procedimiento con el cual está conectado el primer procedimiento. El sistema de control de acuerdo con la invención opera de tal manera que el controlador (c) que, como se describe más adelante, puede ser un sistema de control automatizado de un procedimiento o puede ser accionado por un operario, es capaz de ser ejecutado en o antes del tiempo t1. Con preferencia, el controlador (c) controla un segundo procedimiento con el cual está conectado el primer procedimiento y dicho primer procedimiento consiste en un procedimiento de mezcla en un recipiente mezclador adecuado que tiene una corriente de salida que es tomada como una alimentación a dicho segundo procedimiento. Por ejemplo, el recipiente mezclador puede ser un tanque de almacenamiento de petróleo crudo y el segundo procedimiento puede ser una unidad de destilación de petróleo crudo. Otros detalles de esta modalidad se ofrecen más adelante. Con el fin de generar una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho procedimiento en un tiempo futuro t1, los datos sobre la alimentación han de estar relacionados con la alimentación al primer procedimiento en un tiempo t° que va hasta el tiempo t1 y pueden incluir, por ejemplo, la velocidad de alimentación y composición de todas las corrientes de alimentación que han de alimentarse al primer procedimiento hasta este tiempo. La composición de las corrientes a alimentar a un procedimiento se pueden obtener, por ejemplo, a partir del análisis en tanques de almacenamiento de la alimentación adecuados o en tuberías aguas arriba, tales como procedentes de flujómetros, en un tiempo con suficiente anterioridad a que dichas corrientes entren en el procedimiento. Estos datos pueden ser introducidos en el modelo CFD bien por un operario o bien por un sistema de control automatizado de la alimentación. Los datos introducidos en el modelo CFD pueden ser los propios resultados de un modelo o simulación, tal como la salida de un modelo CFD separado que opera en un tanque de almacenamiento aguas arriba. La presente invención presenta la ventaja de que el modelo CFD se emplea para predecir una o más propiedades de dicho primer procedimiento y, cuando resulte necesario, para actuar sobre dicha salida bien (i) cuando la salida de la simulación se emplea para controlar dicho primer procedimiento, antes de que se presenten las propiedades pronosticadas en dicho primer procedimiento, o bien (ii) cuando la salida de la simulación se emplea para controlar un segundo procedimiento con el cual está conectado el primer procedimiento, antes de que las propiedades pronosticadas tengan efecto en dicho segundo procedimiento. El control de dicho primero o segundo procedimiento en respuesta a la predicción del modelo CFD es realizado habitualmente por un operario o por un sistema de control automatizado del procedimiento. Si bien el operario o el sistema de control automatizado pueden "usar" la salida de la simulación para cambiar las condiciones del primero o segundo procedimiento, también puede ser que la salida de la simulación pueda ser "usada" como una seguridad de que el primero o segundo procedimiento operarán aceptablemente bajo las condiciones pronosticadas, y no es necesario cambio alguno. La simulación también puede ser usada para generar una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho primer procedimiento en tiempos posteriores t2, t3, etc. Esto se puede conseguir ejecutando la simulación de forma continua o re-ejecutando (repitiendo) la simulación de forma regular para generar una simulación en una serie de tiempos futuros t2, t3, etc. De esta manera, la presente invención puede aportar la vigilancia y control del procedimiento en función del tiempo.

Por la expresión ejecutando "de forma continua" se quiere dar a entender que la simulación se actualiza de forma continua, de manera que una vez que se ha generado la salida de la simulación en tiempo t1, la simulación continúa para generar la salida de la simulación para un tiempo posterior t2. De esta manera, la simulación en el tiempo t1 puede ser actualizada para generar una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho primer procedimiento en un tiempo futuro, t2, que va después de t1, mediante la actualización de la simulación para el tiempo t1 con los datos de la alimentación a dicho primer procedimiento entre los tiempos t1 y t . En esta modalidad, la simulación se ejecuta en el mismo periodo de tiempo que las actualizaciones (diferencia de tiempo entre t2 y t1) , es decir, cuando la simulación toma 10 segundos para su ejecución, los tiempos t2 y t1 deberán estar separados 10 segundos entre sí . Alternativamente, la simulación puede ser ejecutada (repetida) para generar una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho primer procedimiento en tiempos futuros t2, t3, etc, los cuales van después de t1, ejecutando simulaciones separadas en tiempo real para cada una de ellas. Habitualmente, cada simulación se inicia una vez ejecutada la simulación anterior, si bien es posible iniciar las simulaciones antes que la simulación previa y disponer de simulaciones ejecutadas en paralelo. Por ejemplo, la simulación puede ser ejecutada para generar una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho primer procedimiento en un tiempo futuro t2, que va después de t1, mediante el uso de datos reales (es decir, medidos) de dicho primer procedimiento en un tiempo t y de datos de la alimentación a dicho primer procedimiento entre los tiempos t y t2. Cuando cada simulación se inicia una vez ejecutada la simulación anterior, cada simulación se ejecuta en un periodo de tiempo que es menor que el periodo de tiempo para las actualizaciones (diferencia de tiempo entre t2 y t1) , es decir, cuando la simulación toma 10 segundos para ser ejecutada, los tiempos t2 y t1 deberán estar separados al menos 10 segundos entre sí, para que la posterior simulación pueda iniciarse y completarse en el tiempo debido. También se puede emplear una combinación de lo anterior. Por ejemplo, se puede ejecutar una simulación de forma continua empleando datos iniciales en t° y actualizando también de forma continua la simulación para periodos de tiempo posteriores durante un periodo total, tal como 1 hora, seguido por una reiniciación de la simulación empleando un nuevo conjunto de datos iniciales, los cuales se pueden derivar de las mediciones reales. De un modo eficaz, el tiempo t1 se pone a cero para representar un nuevo tiempo t°. De esta manera, los nuevos datos proporcionan un control de las simulaciones que se ejecutan de forma continua y aseguran que las simulaciones ejecutadas de forma continua no lleguen a ser irrepresentativas de las condiciones reales. La simulación se ejecuta o actualiza preferentemente de una forma regular, tal como en un periodo de tiempo desde cada 1 segundo a cada 60 minutos (es decir, t3-t2, t - t1, etc) . Todas las salidas de las simulaciones se pueden emplear para controlar dicho primero o segundo procedimiento, o bien el control puede utilizar únicamente salidas de simulaciones separadas en una escala de tiempo más prolongada. Por ejemplo, cuando la simulación se repite cada 10 segundos, solo puede ser necesario emplear una de las salidas cada minuto o cada 10 minutos para el control del procedimiento. De esta manera, el periodo de tiempo de la simulación puede ser menor que la fase de tiempo de actualización empleada para el control del procedimiento, dependiendo de la resolución requerida del modelo de control . La fase de tiempo empleada en el cálculo no es necesariamente una fase de tiempo constante y puede variarse dentro del modelo de acuerdo con la velocidad de cambio de la variable con el fin de optimizar el tiempo de cálculo. Las "una o más propiedades" de dicho primer procedimiento pueden incluir propiedades químicas y/o físicas. Propiedades químicas típicas incluyen la composición química. Propiedades físicas típicas incluyen, por ejemplo, densidad y viscosidad. Las propiedades también pueden incluir la concentración de una fase dispersa o segunda fase, tal como agua en aceite. El modelo CFD generará un "mapa de propiedades" (o uno o más mapas de propiedades) que muestra como dicha propiedad o dichas propiedades varían dentro del primer procedimiento, por ejemplo, un mapa de la concentración de un reactivo químico dentro de un recipiente de reacción, o bien un mapa de la densidad de un fluido o composición de componentes dentro de un recipiente de mezcla. En un primer aspecto de la presente invención, el primer procedimiento es una reacción en un recipiente de reacción adecuado. En una modalidad preferida de este primer aspecto, la salida de la simulación es un mapa de la variación composicional dentro del recipiente de reacción y se emplea para el control de dicha reacción. La salida de la simulación también puede incluir, por ejemplo, los valores de temperatura y presión dentro del recipiente de reacción. La salida también puede incluir las propiedades de la corriente que sale del recipiente. Dado que dicha salida se emplea para el control de dicha reacción, la misma deberá estar disponible para el operario o para el sistema de control automatizado del procedimiento antes de que se presenten las condiciones reales en el recipiente de reacción, de manera que, si se pronostican cualesquiera condiciones indeseadas, el operario o el sistema de control pueden responder para evitar su aparición. Las condiciones indeseadas pueden incluir, por ejemplo, regiones dentro del recipiente de reacción que se encuentran fuera de los límites inflamables o explosivos, que tienen una concentración demasiado baja o demasiado alta de uno o más reactantes o de un catalizador, que presentan propiedades de flujo inadecuadas, tales como regiones estáticas, y/o que pueden formar puntos calientes o fríos . Alternativa o adicionalmente, el hecho de disponer de la salida de la simulación antes de que se presenten las condiciones reales en el recipiente de reacción, puede permitir que el operario o el sistema de control del procedimiento optimicen las condiciones de reacción respecto a cualquier cambio en la alimentación. En este primer aspecto, los datos de la alimentación pueden incluir, por ejemplo, velocidad de alimentación y composición para todas las corrientes de alimentación, incluyendo cualesquiera corrientes de reciclo. Por ejemplo, la composición de corrientes de alimentación "nuevas" se pueden obtener a partir del análisis en tanques de almacenamiento de la alimentación adecuados o en tuberías aguas arriba en un tiempo suficientemente anterior al momento en el cual dichas corrientes entran en el recipiente de reacción, y la composición de cualesquiera corrientes de reciclo se puede obtener a partir del análisis de la corriente de reciclo en el circuito de reciclo en un tiempo suficientemente anterior al momento en el cual dicha corriente vuelve a entrar en el recipiente de reacción. Alternativamente, la composición de cualesquiera corrientes de reciclo se puede obtener a partir de la propia salida de la simulación. En este primer aspecto, la entrada al modelo CFD puede también incluir datos sobre otras variables del procedimiento, tales como actividad del catalizador, incluyendo cualesquiera cambios debidos a, por ejemplo, desactivación o adición de catalizador nuevo, cuando resulte aplicable, y condiciones de temperatura y presión. Por ejemplo, la actividad del catalizador puede estar basada en las velocidades de desactivación pronosticadas y/o en introducciones planificadas de catalizador nuevo, y la temperatura y presión del catalizador pueden estar basadas en cambios planificados o pronosticados en las condiciones del procedimiento, tales como incrementos de temperatura para contrarrestar la desactivación del catalizador. En un segundo, y preferido, aspecto, el primer procedimiento consiste en un procedimiento de mezcla en un recipiente mezclador adecuado. En una modalidad preferida de este segundo aspecto, el recipiente de mezcla tiene una corriente de salida que se toma como una alimentación a un segundo procedimiento, cuyas condiciones pueden ser optimizadas en base a la composición de la corriente de salida. En este caso, la salida de la simulación deberá quedar disponible para un operario o para un sistema de control automatizado del procedimiento para el segundo procedimiento, antes de que la corriente de salida de dicha composición llegue al segundo procedimiento, de manera que el operario o el sistema de control del procedimiento pueda optimizar el segundo procedimiento para la corriente de salida cuando esta "llega" a dicho segundo procedimiento. Un ejemplo del segundo aspecto de la presente invención comprende, como recipiente de mezcla, un tanque de almacenamiento de petróleo crudo y, como el segundo procedimiento, una unidad de destilación de petróleo crudo.

Las unidades de destilación de petróleo crudo constituyen una parte integral de una refinería de petróleo crudo. Dichas unidades son alimentadas con petróleo crudo procedente de uno o más tanques de almacenamiento de petróleo crudo los cuales, a su vez, son alimentados con lotes de petróleo crudo, por ejemplo desde un petrolero u oleoducto. Habitualmente existen varios tanques de almacenamiento de petróleo crudo para una sola unidad de destilación de petróleo crudo. Cada tanque de almacenamiento de petróleo crudo puede tener generalmente una capacidad de hasta 100.000 m3. El petróleo crudo procedente de un tanque de almacenamiento de petróleo crudo se alimenta como tal a la unidad de destilación de petróleo crudo, opcionalmente después de un tratamiento previo, por ejemplo en un desalificador de petróleo crudo. Sin embargo, normalmente no es posible vaciar por completo un tanque de almacenamiento de petróleo crudo y, en algunos casos, en el tanque de almacenamiento de petróleo crudo se mantiene petróleo crudo con un volumen de hasta 20% de la capacidad máxima del tanque. El tanque se rellena entonces, por ejemplo, desde un petrolero. Dado que los petróleos crudos pueden variar considerablemente en relación a sus propiedades químicas, tales como composición de hidrocarburos y contenido en agua, y también en relación a sus propiedades físicas, tales como viscosidad y densidad, las propiedades generales y locales del petróleo crudo en el tanque dependerán de los volúmenes relativos y propiedades del petróleo crudo residual en el tanque y del petróleo crudo "nuevo" .

Las propiedades del petróleo crudo son importantes puesto que las columnas de destilación de petróleo crudo pueden ser optimizadas en base a tales propiedades. Tradicionalmente, se ha supuesto que la mezcla completa de los crudos residual y "nuevo" ocurre en el tanque de almacenamiento de petróleo crudo para proporcionar una composición homogénea. A pesar de estas suposiciones, incluso cuando se emplea la operación de mezcla en el tanque de almacenamiento de petróleo crudo, la composición puede variar dentro del tanque. Por tanto, cuando el crudo se pasa a una columna de destilación de crudo, las propiedades del petróleo crudo pueden variar con el tiempo y la destilación será inferior a la óptima. En el procedimiento de la presente invención, las propiedades del petróleo crudo "nuevo" , tales como volumen total, velocidad de flujo, composición química, densidad y viscosidad, se introducen en el modelo CFD del tanque de almacenamiento de petróleo crudo. El modelo CFD contiene ya detalles del crudo residual existente en el tanque (a partir de simulaciones basadas en el llenado previo y vaciado del tanque de almacenamiento de petróleo crudo) y calcula las propiedades del petróleo crudo como una función de la posición dentro del tanque. Este "mapa de propiedades" es actualizado regularmente, tal como desde cada pocos minutos a cada hora, por ejemplo, a medida que se añade más petróleo crudo "nuevo" en el transcurso del tiempo (pueden necesitarse 24 horas o más para vaciar el contenido de un petrolero al interior de un tanque de almacenamiento de petróleo crudo) o debido a la mezcla (que se produce incluso una vez finalizada la operación de relleno y a medida que el petróleo crudo se extrae del tanque) . El mezclado en el tanque puede ser desde mezcladores de admisión laterales y se pueden incluir, en el modelo CFD, modelos para estos mezcladores y su efecto. El modelo simulará el "mapa de propiedades" del petróleo crudo dentro del tanque de almacenamiento de petróleo crudo en el momento en el que el petróleo crudo ha de descargarse y a medida que se alimenta a la unidad de destilación de petróleo crudo, y también durante la posterior alimentación desde el tanque de almacenamiento de petróleo crudo y, por tanto, puede predecir la variación del petróleo crudo alimentado a la unidad de destilación de petróleo crudo en función del tiempo. Esto ofrece la oportunidad de que la unidad de destilación de petróleo crudo sea optimizada de forma regular en base a la variación de las propiedades del petróleo crudo en función del tiempo. Por ejemplo, si en el tiempo t° se sabe que ha de bombearse un cierto fluido al interior de un tanque durante x horas a una velocidad de flujo dada, entonces la CFD se puede emplear para predecir, en menos de x horas, cual será el estado de la mezcla en el tanque al término de las x horas. Esto previamente no se ha podido conseguir con la CFD o no cabía esperarse de la CFD. En el método de la presente invención, más allá de la entrada inicial de datos no se efectúan otras mediciones del estado del tanque o ajustes del modelo. Esto entra en claro contraste con el procedimiento de EP 398706 en donde se emplea una técnica computacional para calcular una característica del sistema en un tiempo t° (concretamente, pesos moleculares medios en número y medios en peso) teniendo en cuenta los valores medidos de otra característica (por ejemplo, la caída de presión) en ese mismo tiempo t°. De este modo, el método de EP 398706 no puede predecir la condición requerida hasta que ha sucedido realmente el evento y se ha tomado una medición. Aunque lo anterior ha sido descrito con respecto a una operación del "tipo por lotes" , en donde el tanque de almacenamiento de petróleo crudo se "vacía" y se rellena por lotes, también es posible la operación continua o semi- continua, en donde al tanque de petróleo crudo se alimenta petróleo crudo, al tiempo que de manera simultánea se alimenta petróleo crudo a una unidad de destilación de crudos, y la presente invención se puede emplear también para este tipo de operación. En una modalidad sumamente preferida de la presente invención, se ejecutan en paralelo dos, y opcionalmente más, modelos de dinámica de fluidos computacionales. En esta modalidad, un primer modelo proporciona un primer registro del contenido real y comportamiento del primer procedimiento en un tiempo particular, y se emplea un segundo modelo para simulación y control . El primer modelo toma datos de entrada procedentes del sistema de control real de la planta y modela las condiciones dentro del primer procedimiento a aquellas lo más próximas posibles con respecto al tiempo "real", es decir, a medida que las mismas se producen. Este primer modelo no se emplea directamente para ningún fin de control, pero se puede emplear como una entrada al segundo modelo (predictivo) , el cual se describe adicionalmente a continuación. El primer modelo se puede emplear también como un modelo de "control de calidad" para vigilar la precisión de las salidas pronosticadas a partir del segundo modelo. Los primero y segundo modelos pueden ser refinados aún más en base al conocimiento de cualesquiera diferencias. El segundo modelo se emplea para simulación y control y en el mismo se introducen las propiedades normales, preferentemente en base a las propiedades normales procedentes del primer modelo y los datos sobre la alimentación. A partir de esta información, el segundo modelo genera una simulación en tiempo real de una o más propiedades del primer procedimiento y utiliza la salida de la simulación para controlar dicho primer procedimiento o para controlar un segundo procedimiento con el cual está conectado el primer procedimiento, como anteriormente se ha descrito. La simulación CFD puede conectarse con otros modelos de simulación para realizar cálculos específicos de propiedades, por ejemplo, se puede conectar a un modelo termodinámico y de reacción para pronosticar propiedades físicas y composiciones.

Descripción de los dibujos adjuntos La invención será ilustrada ahora con respecto a la figura 1 y al siguiente ejemplo. La figura 1 representa la mezcla de petróleos crudos en un tanque de almacenamiento a medida que se añade más petróleo crudo. El tanque de almacenamiento tiene una entrada 1, situada cerca de la base del tanque y dirigida radialmente de un lado a otro del tanque, y una salida 2, situada también en o cerca de la base del tanque y a 90° respecto de la entrada. Ejemplo 1 El modelo de dinámica de fluidos computacional es una simulación 3D dependiente del tiempo de la mezcla que ocurre en un tanque de almacenamiento grande empleando la versión 6.1 Fluent como el código CFD. El tanque de almacenamiento es como el descrito anteriormente para la figura 1, tiene un diámetro de 80 m y una altura de 17 m y, para los fines de esta simulación, se supone que el flujo de alimentación es igual al flujo de salida, de manera que el tanque de almacenamiento permanece lleno (si es necesario, la superficie del líquido podría dejarse subir y bajar a medida que se llena y vacía el tanque por adaptación de la cuadrícula de cálculo) . La entrada del tanque de almacenamiento es de 0,6 m de diámetro y la salida es también de 0,6 m de diámetro. La mezcla en el tanque se efectúa mediante el chorro de entrada. La cuadrícula de cálculo comprende 96.000 celdas con un tamaño nominal de 1 m3 de un lado a otro de la mayor parte del tanque, pero alrededor de la entrada y salida se utilizaron celdas más pequeñas. El modelo fue ejecutado de manera continua y se generó una simulación actualizada cada 10 segundos. El tanque de almacenamiento se llenó inicialmente solo con petróleo-a, que tiene una viscosidad de 10 centipoises (cP) y una densidad específica (SG) de 0,8. En el tiempo t = 0 se introdujo en el tanque, por la entrada 1, petróleo-c que tiene una viscosidad de 400 cP y una densidad específica de 0,9, a una velocidad de 10 m/s (equivalente a 2.500 kg/s aproximadamente). Después de 330 minutos, se detuvo el flujo de petróleo-c y se introdujo petróleo-a en el tanque, por la entrada 1, a una velocidad de 10 m/s. La figura 1 muestra los resultados obtenidos para la composición del tanque de almacenamiento en función del tiempo en fases de 100 minutos. En el tiempo cero, el tanque de almacenamiento solo comprende petróleo-a. Se introduce entonces petróleo-c por la entrada 1 y, durante los periodos de tiempo mostrados por 100 minutos, 200 minutos y 300 minutos, la composición dentro del tanque de almacenamiento varía para representar una fracción en masa media en incremento de petróleo-c. Sin embargo, a partir de la figura 1 resulta evidente que la mezcla no es uniforme y que existen regiones de mayor concentración de petróleo-c en petróleo-a. En el tiempo t = 400 minutos, se había introducido petróleo-a como la alimentación de entrada y de nuevo se observó una falta de uniformidad importante en la mezcla dentro del tanque. Esta falta de uniformidad resulta también evidente a partir de la siguiente tabla 1, la cual muestra la concentración media de petróleo-a en el tanque y la concentración real en la salida 2, en base a la simulación de la figura 1.

Tabla 1 Como se muestra en la tabla 1, estos resultados de las simulaciones permiten calcular en función del tiempo y en "tiempo real" la composición en la salida 2, de manera que las posteriores etapas de proceso de un segundo procedimiento al cual se alimenta el petróleo crudo mezclado procedente de la salida, tal como una unidad de destilación de crudos, pueden ser controladas, si es necesario, en respuesta a las mismas antes de que el petróleo crudo llegue a dicho segundo procedimiento. Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

Claims (9)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones.
2. REIVINDICACIONES 1.- Método para controlar un procedimiento, caracterizado porque comprende: (a) proporcionar un modelo de dinámica de fluidos computacional de un primer procedimiento; (b) dar entrada, al modelo de dinámica de fluidos computacional, de datos sobre la alimentación a dicho primer procedimiento, representando dichos datos la situación en un tiempo inicial t°, de manera que el modelo genera una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho primer procedimiento en un tiempo futuro, t1; y (c) utilizar la simulación para el control de dicho primer procedimiento o para el control de un segundo procedimiento con el cual está conectado el primer procedimiento. 2.- Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la simulación se ejecuta de forma continua o repetida para generar una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho primer procedimiento para posteriores tiempos t2, t3, etc, y para proporcionar la vigilancia y control del procedimiento en función del tiempo.
3. 3.- Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la propiedad o más propiedades de dicho primer procedimiento incluyen una o más de las siguientes: composición química, densidad y viscosidad.
4. 4.- Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la simulación se emplea para controlar dicho primer procedimiento y dicho primer procedimiento consiste en una reacción en un recipiente de reacción adecuado.
5. 5.- Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la simulación se emplea para controlar un segundo procedimiento con el cual está conectado el primer procedimiento, y dicho primer procedimiento consiste en un procedimiento de mezcla en un recipiente mezclador adecuado que tiene una corriente de estabilidad que es tomada como alimentación a dicho segundo procedimiento .
6. 6.- Método según la reivindicación 5, caracterizado porque el recipiente mezclador es un tanque de almacenamiento de petróleo crudo y el segundo procedimiento es una unidad de destilación de crudo.
7. 7.- Un sistema de control para un procedimiento, caracterizado porque comprende: (a) un ordenador programado para ejecutar un modelo de dinámica de fluidos computacional de un primer procedimiento; (b) un sistema para dar entrada, al modelo de dinámica de fluidos computacional, de datos sobre la alimentación a dicho primer procedimiento, representando dichos datos la situación en un tiempo inicial t°, de manera que el modelo genera una simulación en tiempo real de una o más propiedades de dicho primer procedimiento en un tiempo futuro t1; y (c) un controlador sensible a dicha simulación y adaptado para utilizar dicha simulación en el control de dicho primer procedimiento o en el control de un segundo procedimiento con el cual está conectado el primer procedimiento.
8. 8.- Sistema de control según la reivindicación 7, caracterizado porque el controlador (c) controla un segundo procedimiento con el cual está conectado el primer procedimiento, y dicho primer procedimiento consiste en un procedimiento de mezcla en un recipiente mezclador adecuado que tiene una corriente de salida que es tomada como alimentación a dicho segundo procedimiento.
9. 9.- Sistema de control según la reivindicación 8, caracterizado porque el recipiente mezclador es un tanque de almacenamiento de petróleo crudo y el segundo procedimiento es una unidad de destilación de crudos.