Localización óptima de instalaciones industriales considerando simultáneamente aspectos económicos y de seguridad

Abstract

The industrial layout traditionally has been addressed accounting for the unit distribution and installation since the first day of operation of the plant; this is, without considering future expansions that involve additional units in the future operation years. This way, this paper proposes a mathematical programming formulation for the optimal unit sitting and reallocation in an industrial facility accounting for future expansions and involving simultaneously economic and safety objectives. The proposed formulation is based on a multi-annual framework and this corresponds to a multi-objective mixed integer linear programming problem. The proposed optimization approach was applied to a case study for the unit sitting in an ethylene oxide plant. The economic objective function involves the minimization of the total annual cost accounting for the value of the money through the time and the safety objective function involves the minimization for the accumulated risk over the operation time. Results show the applicability of the proposed approach.

El costo y el riesgo son factores primordiales que deben ser considerados en la distribución de las instalaciones en una planta industrial. En el presente trabajo se desarrollaron metodologías, las cuales abordan el problema de la distribución de las instalaciones, considerando la seguridad y el costo de la instalación. La primera metodología propuesta es para determinar la localización óptima de instalaciones, tiene como principal contribución la reubicación de múltiples instalaciones existentes, las cuales se encuentran a distancias poco seguras. La metodología propuesta también permite la adición de múltiples instalaciones nuevas, esto considerando un conjunto de instalaciones ya existentes en una porción de terreno dado. Esta metodología propuesta fue analizada a través de un caso de estudio referente a la destilación de hexano, en el cual BLEVE y VCE fueron identificados como accidentes potenciales. La segunda metodología presentada en este trabajo, debe su aportación a que esta considera la distribución óptima de instalaciones industriales en una planta química, garantizando la ubicación óptima de las unidades a diferentes periodos de tiempo considerando el riesgo y el costo simultáneamente. La aplicación del modelo es mostrada a partir de un caso de estudio referente a la instalación de una planta de óxido de etileno. El riesgo es evaluado considerando accidentes tipo dominó ocasionados por explosiones tipo BLEVE.