進(jìn)口原油采購(gòu)輸轉(zhuǎn)全過(guò)程優(yōu)化及思考

張德浩

(中國(guó)石油化工股份有限公司煉油事業(yè)部，北京 100728)

對(duì)于一般煉廠而言，原油采購(gòu)成本通常占煉油成本的90%以上。隨著煉油產(chǎn)業(yè)精細(xì)化發(fā)展以及國(guó)際原油市場(chǎng)變化，先進(jìn)程度較高的煉廠逐漸開(kāi)始重視原油優(yōu)化采購(gòu)管理工作，通過(guò)不斷努力尋找性價(jià)比高的油種以獲得更高的煉油利潤(rùn)。近年來(lái)，很多煉廠在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中開(kāi)始使用PIMS、RSIM等軟件優(yōu)選加工油種和安排生產(chǎn)計(jì)劃。PIMS軟件是美國(guó)ASPEN公司專門(mén)向煉化企業(yè)開(kāi)發(fā)的計(jì)劃優(yōu)化管理系統(tǒng)，PIMS軟件以線性規(guī)劃、遞歸技術(shù)為依托，以生產(chǎn)利潤(rùn)最大化為最終目標(biāo)，通過(guò)先進(jìn)的線性規(guī)劃求解器得出優(yōu)化結(jié)果，在企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃安排、物料流向優(yōu)化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、原油采購(gòu)方面發(fā)揮著重要重用。RSIM是英國(guó)KBC公司的產(chǎn)品，融合了煉油反應(yīng)動(dòng)力學(xué)包Profimatics以及大量的經(jīng)驗(yàn)公式，可以實(shí)現(xiàn)全煉廠物料和能量平衡測(cè)算、物流組份性質(zhì)預(yù)測(cè)、傳遞和調(diào)合，能夠進(jìn)行煉油廠全流程模擬計(jì)算。煉油廠利用RSIM模型可以結(jié)合煉油反應(yīng)機(jī)理，通過(guò)優(yōu)化裝置原料構(gòu)成和加工工藝，針對(duì)不同性質(zhì)的煉油組分采用最合適的加工路線和操作參數(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化裝置運(yùn)行參數(shù)的目的。我們可以結(jié)合二者優(yōu)勢(shì)，通過(guò)更為精細(xì)和科學(xué)的計(jì)算獲得更為優(yōu)化的原油采購(gòu)和生產(chǎn)計(jì)劃，從而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

在實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中，我們經(jīng)過(guò)一系列優(yōu)化測(cè)算后，獲得了較為優(yōu)化的原油采購(gòu)方案，但優(yōu)化原油采購(gòu)不僅僅需要考慮優(yōu)化原油種類和數(shù)量，我們還要考慮能否與附近煉廠集中采購(gòu)，實(shí)現(xiàn)海外原油運(yùn)輸拼裝優(yōu)化。除此之外，從原油采購(gòu)到進(jìn)入蒸餾裝置加工之前我們必須考慮將所采購(gòu)的進(jìn)口原油利用現(xiàn)有儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施輸轉(zhuǎn)入廠。下面就以A煉廠原油優(yōu)化采購(gòu)過(guò)程為例來(lái)說(shuō)明。

1 企業(yè)概況

A企業(yè)為國(guó)內(nèi)某油化一體企業(yè)，成立于上世紀(jì)60年代，經(jīng)過(guò)幾代建設(shè)者的不懈奮斗，A企業(yè)已發(fā)展成為具有千萬(wàn)噸煉油能力、80萬(wàn)噸乙烯生產(chǎn)能力的大型煉化一體化企業(yè)。目前擁有生產(chǎn)裝置62套、輔助裝置68套，可生產(chǎn)94個(gè)品種、431個(gè)牌號(hào)的石油化工產(chǎn)品。

A企業(yè)主要加工進(jìn)口原油及部分國(guó)內(nèi)原油，現(xiàn)有800萬(wàn)噸/年蒸餾裝置加工高硫原油為主同時(shí)摻煉部分低硫重質(zhì)原油，350萬(wàn)噸/年蒸餾裝置加工低硫油為主。

A企業(yè)擁有140萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置以及加工總量280萬(wàn)噸/年催化裝置，重質(zhì)原油加工能力較強(qiáng)。焦化裝置原料為高硫渣油、丙烷脫油瀝青、催化油漿。催化裂化裝置原料為加氫蠟油及低硫渣油。

2 應(yīng)對(duì)國(guó)際油市變化，積極測(cè)算保效益

原油離岸價(jià)格(FOB)由基準(zhǔn)價(jià)及貼水構(gòu)成。不同原油會(huì)根據(jù)其性質(zhì)去掛靠不同的基準(zhǔn)油，如低硫原油基準(zhǔn)價(jià)一般會(huì)掛靠布倫特原油價(jià)格作為其基準(zhǔn)價(jià)，含硫及高硫原油基準(zhǔn)價(jià)一般會(huì)掛靠迪拜原油或阿曼原油價(jià)格作為其基準(zhǔn)價(jià)。基準(zhǔn)價(jià)和貼水會(huì)根據(jù)市場(chǎng)供需關(guān)系的變化而變化。當(dāng)國(guó)際原油市場(chǎng)供需關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，不同基準(zhǔn)原油之間的價(jià)差就會(huì)發(fā)生變化。同時(shí)，一般來(lái)說(shuō)原油隨著其密度、硫含量、酸含量的升高，其貼水也會(huì)越來(lái)越深。在種類繁多的原油中，我們就需要通過(guò)測(cè)算來(lái)選擇性價(jià)比更高的原油。

2017年上半年，國(guó)際市場(chǎng)原油市場(chǎng)發(fā)生較大變化，在OPEC努力執(zhí)行減產(chǎn)協(xié)議及美國(guó)、利比亞、尼日利亞等國(guó)家增產(chǎn)原油等因素的影響下，高低硫原油價(jià)差不斷縮窄乃至倒掛。同時(shí)，南美重質(zhì)原油貼水較深，對(duì)重質(zhì)原油加工能力富裕的企業(yè)而言，具有一定性價(jià)比。

在這種背景下，A企業(yè)使用PIMS軟件及時(shí)進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算所使用的原油價(jià)格包含基準(zhǔn)價(jià)、貼水、海外運(yùn)費(fèi)、國(guó)內(nèi)運(yùn)雜費(fèi)。

在PIMS模型中更新原油價(jià)格及對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品價(jià)格后，設(shè)定原油加工總量為75萬(wàn)噸左右，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)滿足成品油配置計(jì)劃及化工互供料需求，其他測(cè)算條件不做嚴(yán)格約束，通過(guò)測(cè)算，原油加工方案如下:

測(cè)算結(jié)果中包含卡斯蒂利亞原油8萬(wàn)噸左右。表明在高低硫價(jià)差縮窄、重質(zhì)油貼水加深的時(shí)候，增加布倫特計(jì)價(jià)的卡斯蒂利亞原油能夠提高A煉廠效益。

3 研究劣質(zhì)原油加工方案，提高企業(yè)盈利能力

卡斯蒂利亞原油產(chǎn)自南美國(guó)家哥倫比亞，鑒于其貼水較深，還有很多重油處理能力富裕的企業(yè)愿意加工，以降低原油成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

表1 PIMS初步測(cè)算結(jié)果

卡斯蒂利亞原油屬含硫中間基重質(zhì)含油，金屬含量、殘?zhí)季^高，且渣油收率高，渣油一般作為焦化裝置原料。但卡斯蒂利亞原油渣油中瀝青質(zhì)含量高、膠質(zhì)含量低、膠體在加熱爐中破壞后就容易形成彈丸焦。A煉廠曾經(jīng)試煉過(guò)卡斯蒂利亞原油，當(dāng)摻煉比例超過(guò)15%之后，焦化裝置出現(xiàn)彈丸焦，影響焦化裝置安全平穩(wěn)操作，也影響石油焦產(chǎn)品質(zhì)量。所以，生產(chǎn)部門(mén)要求控制卡斯蒂利亞原油在蒸餾裝置的加工比例不超過(guò)15%。

表2 卡斯蒂利亞原油基本性質(zhì)

4 調(diào)研廠外儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施，充分利用現(xiàn)有條件調(diào)和原油

A煉廠采購(gòu)的進(jìn)口原油在到港后卸貨后，會(huì)暫時(shí)存放在碼頭油罐，待商檢、法檢等計(jì)量工作之后，將該批原油輸轉(zhuǎn)至中轉(zhuǎn)油庫(kù)。隨后通過(guò)長(zhǎng)距離管輸設(shè)施將原油輸送至廠內(nèi)原油罐，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單混合后，供蒸餾裝置加工。

A煉廠進(jìn)口原油采用一程海運(yùn)至T港口或C港口，卸至T港口或C港口罐區(qū)，再輸送至T中轉(zhuǎn)罐區(qū)，然后長(zhǎng)輸進(jìn)廠，進(jìn)廠后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)和作為4#蒸餾裝置原料。

然而，經(jīng)過(guò)研究廠內(nèi)調(diào)和設(shè)施條件，如果卡斯蒂利亞原油卸港后，不在廠外做任何調(diào)和，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)輸管道順序輸送直接進(jìn)入A煉廠原油罐區(qū)，罐區(qū)原油泵將因流量最小流量限制，無(wú)法滿足進(jìn)蒸餾裝置卡斯蒂利亞原油比例低于15%的要求。所以，必須依托廠外調(diào)和設(shè)施進(jìn)行初步調(diào)和，才有可能滿足裝置加工需求。

經(jīng)過(guò)研究，具體方案如圖所示，當(dāng)T中轉(zhuǎn)罐區(qū)A罐在輸油時(shí)，還剩下其他原油約3萬(wàn)噸時(shí)，向A罐混入卡斯蒂利亞原油3萬(wàn)噸，將卡斯蒂利亞原油比例降至50%，然后通過(guò)T罐區(qū)精密配輸設(shè)備將A罐與B罐原油進(jìn)行1:3調(diào)和，這樣卡斯蒂利亞原油比例就會(huì)下降到15%以下。若在加工過(guò)程中，出現(xiàn)加工性能不佳時(shí)，再由C罐補(bǔ)充部分性質(zhì)較好的備用原油，這樣，就能確保進(jìn)入蒸餾裝置加工的卡斯蒂利亞原油比例低于15%。

表3 卡斯蒂利亞原油摻混方案 %

圖1 卡斯蒂利亞原油摻混方案流程

上述方案與管道公司等相關(guān)單位交流之后，一致認(rèn)為該方案可行。在確保蒸餾及焦化裝置平穩(wěn)運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，探索出了一條加工劣質(zhì)原油的新路線。

5 結(jié)合區(qū)域拼裝，滿足運(yùn)輸費(fèi)用最低

除了解決好原油采購(gòu)優(yōu)化和調(diào)和輸轉(zhuǎn)問(wèn)題，我們還要考慮如何用最經(jīng)濟(jì)的手段將原油運(yùn)回國(guó)內(nèi)。由于世界石油資源分布不均及主要產(chǎn)地與主要消費(fèi)地不一致，需要依靠大型運(yùn)輸工具將原油從產(chǎn)地運(yùn)送至消費(fèi)地區(qū)。目前國(guó)際上主要使用大型油輪作為原油運(yùn)輸工具。當(dāng)前石油海上運(yùn)輸船只一般使用VLCC、SUEZMAX、AFRAMAX等船型。

表4 常見(jiàn)大型油輪船型及載重噸位

若在同航線條件下，一般來(lái)說(shuō)，使用VLCC油輪比SUEZMAX油輪能夠節(jié)約運(yùn)費(fèi)0.2–0.3美元/桶。如果使用1艘VLCC運(yùn)輸200萬(wàn)桶原油比用2艘SUEZMAX船型能夠節(jié)約運(yùn)費(fèi)50萬(wàn)美元左右。同時(shí)，一港卸貨較多港卸貨在WS點(diǎn)數(shù)為60的情況下，一般能節(jié)約0.2美元/桶運(yùn)費(fèi)。

考慮到遠(yuǎn)距離海上運(yùn)輸?shù)囊?guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，中東及西非、南美原油普遍采用VLCC作為其運(yùn)輸工具，一般1到2個(gè)油種拼裝，每個(gè)油種約13萬(wàn)噸，運(yùn)輸總質(zhì)量在26萬(wàn)噸左右。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于產(chǎn)量較大的油種，如巴士拉輕原油，貨量可達(dá)26萬(wàn)噸，但對(duì)于產(chǎn)量較小的原油，如西非原油，基本上貨量為13萬(wàn)噸，無(wú)法裝滿整條VLCC型油輪。為避免產(chǎn)生更多的裝港等待費(fèi)用，一般采取兩個(gè)油種拼裝一艘VLCC型油輪。若通過(guò)優(yōu)化能夠?qū)崿F(xiàn)一港卸貨，將大大降低原油單桶運(yùn)費(fèi)。

從節(jié)約海外運(yùn)費(fèi)與降低原油采購(gòu)成本考慮，有必要與附近煉廠所采原油拼裝。A企業(yè)恰好與附近另一煉廠B每月加工卡斯蒂利亞原油約20萬(wàn)噸，B煉廠之前一直與其他企業(yè)使用一艘VLCC油輪拼裝，兩港卸貨?，F(xiàn)改為和A煉廠拼裝，實(shí)現(xiàn)一港卸貨。

A企業(yè)最終的原油優(yōu)化采購(gòu)及運(yùn)輸方案如下表:

表5 進(jìn)口原油遠(yuǎn)洋運(yùn)輸方案 萬(wàn)噸

此次全過(guò)程優(yōu)化，一是挖掘了A企業(yè)重油加工潛力，提高了A企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；二是實(shí)現(xiàn)了與附近煉廠運(yùn)輸優(yōu)化降本的雙贏結(jié)果；三是充分利用了廠外原油儲(chǔ)運(yùn)輸轉(zhuǎn)設(shè)施，通過(guò)調(diào)混，滿足裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量合格。

6 結(jié)論

1)積極應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，及時(shí)優(yōu)化測(cè)算

國(guó)際原油市場(chǎng)從未停止過(guò)變化，只有不斷關(guān)注市場(chǎng)變化，把握油價(jià)變化趨勢(shì)，積極調(diào)整采購(gòu)策略，才能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中占據(jù)主動(dòng)。同時(shí)，世界上沒(méi)有哪一種原油能長(zhǎng)時(shí)間保持較高的性價(jià)比，隨著其需求不斷增長(zhǎng)，其性價(jià)比必定降低，所以要不斷尋找性價(jià)比高的油種，積極嘗試加工新油種，總結(jié)加工經(jīng)驗(yàn)，提高適應(yīng)性，應(yīng)對(duì)國(guó)際原油價(jià)格波動(dòng)。

2)從效益最大出發(fā)，與生產(chǎn)部門(mén)充分溝通

原油計(jì)劃采購(gòu)是煉化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)重要的一部分，原油采購(gòu)水平高低，直接決定企業(yè)的盈利能力。煉油裝置平穩(wěn)運(yùn)行，才能創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，所以原油優(yōu)化采購(gòu)方案必須與生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)積極溝通，充分聽(tīng)取他們的意見(jiàn)。每個(gè)煉廠對(duì)原油都有自己的要求，比如對(duì)原油中硫、酸的設(shè)防值，對(duì)石腦油、渣油消化能力，以及環(huán)保排放限制等。采購(gòu)原油的優(yōu)化工作也是在這個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行的，切不可隨意超出這些紅線，必須在保證裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化方案的實(shí)施。當(dāng)然，由于計(jì)劃部門(mén)和生產(chǎn)部門(mén)的出發(fā)點(diǎn)不同，必然會(huì)產(chǎn)生一些分歧，在保證了裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，也不能一味的聽(tīng)從生產(chǎn)部門(mén)的意見(jiàn)，采購(gòu)性質(zhì)較好而價(jià)格偏高的原油，過(guò)分降低裝置運(yùn)行苛刻度，將影響全廠經(jīng)濟(jì)效益。

3)充分利用廠內(nèi)外儲(chǔ)運(yùn)調(diào)和設(shè)施，提高原油調(diào)和效率

原油的國(guó)內(nèi)輸轉(zhuǎn)過(guò)程本身就是一個(gè)多種原油摻混的過(guò)程。不同原油摻混，混油性質(zhì)就會(huì)變得模糊，提高了加工難度，但從另外一個(gè)角度看，劣質(zhì)原油經(jīng)過(guò)摻混之后，削弱了劣質(zhì)原油的性質(zhì)差的影響，降低了蒸餾裝置的加工難度，在滿足蒸餾裝置適應(yīng)性的前提下，是一個(gè)提高經(jīng)濟(jì)效益的途徑。

隨著國(guó)內(nèi)原油儲(chǔ)運(yùn)、輸轉(zhuǎn)設(shè)施逐步升級(jí)完善，諸如精密配輸?shù)仍O(shè)施會(huì)越來(lái)越多，這就要求我們充分利用好這些條件，彌補(bǔ)煉廠內(nèi)部原油儲(chǔ)運(yùn)、摻混調(diào)和設(shè)施的不足，提高了調(diào)和效率，實(shí)現(xiàn)通過(guò)摻煉性價(jià)比較高的劣質(zhì)原油來(lái)提高煉油效益。

4)海外拼裝優(yōu)化，降低海外運(yùn)費(fèi)

經(jīng)過(guò)優(yōu)化測(cè)算，我們已經(jīng)初步獲得加工效益最好的原油采購(gòu)方案，但我們同時(shí)也需要考慮將所采購(gòu)的原油以最為經(jīng)濟(jì)的手段運(yùn)輸至碼頭。遠(yuǎn)洋運(yùn)輸大型化和實(shí)現(xiàn)一港卸貨是最為有效的手段。所以，我們應(yīng)當(dāng)積極與周圍企業(yè)溝通，最好形成區(qū)域優(yōu)化采購(gòu)小組，在優(yōu)化本煉廠的同時(shí)，也能兼顧附近其他煉廠原油采購(gòu)，最終降低整個(gè)煉廠群的海外運(yùn)費(fèi)。