應(yīng)用PIMS模型技術(shù)優(yōu)化汽油生產(chǎn)方案

范蕾蕾

應(yīng)用PIMS模型技術(shù)優(yōu)化汽油生產(chǎn)方案

范蕾蕾

（中國(guó)石化塔河煉化有限責(zé)任公司, 新疆 庫(kù)車 842000）

介紹了加工工業(yè)模型化系統(tǒng)（PIMS）的基本功能，塔河煉化公司利用PIMS系統(tǒng)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，在連續(xù)重整裝置原料選擇、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、汽油調(diào)和方案等方面對(duì)汽油生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化，以降低柴汽比，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

PIMS；生產(chǎn)優(yōu)化；汽油；經(jīng)濟(jì)效益

PIMS 是一個(gè)功能強(qiáng)大的用于過(guò)程工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃的軟件，采用線性規(guī)劃技術(shù)來(lái)優(yōu)化過(guò)程工業(yè)的運(yùn)行和設(shè)計(jì)，包括物性傳遞、非線性回歸、數(shù)據(jù)輔助功能及先進(jìn)的分布遞歸方法。其適用范圍廣泛，可用于生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化、庫(kù)存和供應(yīng)管理、經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)、確定裝置瓶頸及改擴(kuò)建裝置規(guī)模等[1]。

中國(guó)石化在20世紀(jì)末引進(jìn)PIMS技術(shù)，已在多層次、多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用該軟件，促進(jìn)了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化工作的開展。總部利用PIMS對(duì)優(yōu)化排產(chǎn)和生產(chǎn)方案進(jìn)行測(cè)算，提高了排產(chǎn)的準(zhǔn)確率，同時(shí)總部引導(dǎo)企業(yè)優(yōu)化原油采購(gòu)、生產(chǎn)方案和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷得到提升[2]。

塔河煉化公司多年來(lái)為提高經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，挖潛增效，持續(xù)開展生產(chǎn)優(yōu)化工作，利用PIMS軟件，建立符合公司實(shí)際情況的模型，根據(jù)裝置構(gòu)成和市場(chǎng)需求，以效益最大化為目標(biāo)，優(yōu)化加工方案，充分利用有限的生產(chǎn)資源，進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃的優(yōu)化，取得了較好的成效。

1 汽油組分生產(chǎn)裝置狀況

塔河煉化公司擁有一套90萬(wàn)噸/年連續(xù)重整裝置（其連續(xù)重整部分加工能力為60萬(wàn)噸/年）和一套30萬(wàn)噸/年臨氫異構(gòu)化裝置，均為2014年7月份正式投產(chǎn)。汽油組分生產(chǎn)裝置原料及產(chǎn)品如圖1所示,兩套常壓裝置與兩套汽柴油加氫精制裝置生產(chǎn)的石腦油作為重整預(yù)加氫原料，經(jīng)預(yù)加氫裝置分離的輕石腦油與精制石腦油進(jìn)入臨氫異構(gòu)化與連續(xù)重整裝置，分別生產(chǎn)異構(gòu)化汽油和重整生成油（或重整汽油）作為汽油調(diào)和組分，再通過(guò)添加一定比例的MTBE，經(jīng)調(diào)和生產(chǎn)符合國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的92號(hào)、95號(hào)汽油，但由于重整汽油與異構(gòu)化汽油產(chǎn)量的不匹配，重整汽油富余較多，其作為石腦油產(chǎn)品出廠，其余副產(chǎn)品還有氫氣及液化氣，其中氫氣進(jìn)入系統(tǒng)管網(wǎng)供其他耗氫裝置使用，液化氣作為產(chǎn)品出廠。2019年6月建成投產(chǎn)一套與連續(xù)重整配套的52萬(wàn)噸/年二甲苯分離裝置，將重整生成油中的混合二甲苯分離出來(lái)，作為產(chǎn)品銷售。

圖1 汽油組分生產(chǎn)裝置示意圖

由于市場(chǎng)需求的變化及產(chǎn)品價(jià)格的波動(dòng)，如何調(diào)整以上裝置的負(fù)荷，安排重整汽油、汽油與混合二甲苯的產(chǎn)銷計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)效益最大化，成為生產(chǎn)優(yōu)化的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。

2 應(yīng)用PIMS模型優(yōu)化汽油生產(chǎn)

2.1 摻煉油田輕烴增產(chǎn)汽油

2.1.1 測(cè)算目的

90萬(wàn)噸/年連續(xù)重整裝置開工后，由于重整汽油產(chǎn)量與異構(gòu)化汽油產(chǎn)量不匹配，滿足調(diào)和汽油產(chǎn)品后，重整汽油每月仍有0.8~1.5萬(wàn)噸的富余量，此部分作為石腦油外供內(nèi)地企業(yè)，由于運(yùn)輸距離長(zhǎng)、運(yùn)費(fèi)高，互供價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于成品汽油。為減少重整汽油富余量，提高汽油產(chǎn)量，公司提出了外購(gòu)油田輕烴作為重整預(yù)加氫原料，通過(guò)提高拔頭油收率增產(chǎn)異構(gòu)化汽油的方案，為此應(yīng)用PIMS模型測(cè)算摻煉油田輕烴經(jīng)濟(jì)效益情況，以進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化。

2.1.2 方案設(shè)定

方案1: 原油加工量41萬(wàn)噸，不加工油田輕烴。

方案2: 原油加工量41萬(wàn)噸，摻煉油田輕烴0.40萬(wàn)噸。

2.1.3 測(cè)算結(jié)果及結(jié)論

表1 摻煉油田輕烴效益測(cè)算表

通過(guò)以上測(cè)算可以看出，摻煉油田輕烴0.40萬(wàn)噸，增產(chǎn)汽油0.41萬(wàn)噸，減少外賣重整汽油0.09萬(wàn)噸，增加經(jīng)濟(jì)效益425.50萬(wàn)元，即每摻煉1噸油田輕烴提高效益1 064元。2019年公司每月根據(jù)價(jià)格體系變化跟蹤測(cè)算摻煉油田輕烴效益情況，每噸摻煉效益在600~1 500元范圍內(nèi)波動(dòng)，全年累計(jì)摻煉油田輕烴4.90萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)3.42萬(wàn)噸。

2.2 汽油調(diào)和優(yōu)化

2.2.1 測(cè)算目的

公司以重整汽油、異構(gòu)化汽油、MTBE作為汽油調(diào)和組分，主要生產(chǎn)國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的92號(hào)汽油、95號(hào)汽油，其中95號(hào)汽油由于市場(chǎng)需求有限，月度產(chǎn)量約4 000~7 000噸，其余汽油組分均用于調(diào)和92號(hào)汽油，同樣由于重整汽油的富余，在調(diào)和汽油時(shí)如何通過(guò)優(yōu)化調(diào)和方案，提高重整汽油調(diào)和比例，又確保經(jīng)濟(jì)效益，成為汽油生產(chǎn)優(yōu)化一項(xiàng)工作。

2.2.2 方案設(shè)定

方案1至方案5：在40.50萬(wàn)噸原油加工量下，根據(jù)92號(hào)汽油調(diào)和模型計(jì)算出5組汽油調(diào)和方案，其中MTBE調(diào)和比例分別為5.8%、7.0%、8.5%、10.0%、12.0%。由表4可以看出，隨著MTBE調(diào)和比例的增加，重整汽油調(diào)和用量增大。

表2 92號(hào)汽油調(diào)和方案表

2.2.3 測(cè)算結(jié)果及結(jié)論

圖2 92號(hào)汽油調(diào)和效益趨勢(shì)圖

通過(guò)以上測(cè)算可以看出，MTBE調(diào)和比例由5.8%至8.5%，利潤(rùn)增加相對(duì)明顯；但由于疆內(nèi)MTBE資源有限，方案3至方案5新增MTBE需進(jìn)行疆外采購(gòu)，導(dǎo)致采購(gòu)成本的上升，因此8.5%~10.0%區(qū)間利潤(rùn)上升緩慢，而超過(guò)10%調(diào)和比例后利潤(rùn)基本不再上升。綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量、MTBE資源量及經(jīng)濟(jì)效益，決定92號(hào)汽油調(diào)和MTBE添加比例控制在7%左右。

2.3 重整汽油與二甲苯排產(chǎn)優(yōu)化

2.3.1 測(cè)算目的

2019年6月與連續(xù)重整配套的52萬(wàn)噸/年二甲苯分離裝置投產(chǎn)，將重整生成油中的混合二甲苯分離出來(lái)，作為產(chǎn)品銷售，采用PIMS模型測(cè)算對(duì)比銷售重整汽油與混合二甲苯經(jīng)濟(jì)效益情況，以指導(dǎo)生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化方向。

2.3.2 方案設(shè)定

方案1: 原油加工量41.0萬(wàn)噸，不生產(chǎn)混合二甲苯，外賣重整汽油。

方案2: 原油加工量41.0萬(wàn)噸，二甲苯分離裝置開工，生產(chǎn)混合二甲苯，重整汽油不外賣。

2.3.3 測(cè)算結(jié)果及結(jié)論

表3 重整汽油與二甲苯效益測(cè)算表

通過(guò)以上測(cè)算可以看出，在測(cè)算產(chǎn)品價(jià)格體系下，二甲苯分離裝置開工可生產(chǎn)混合二甲苯1.02萬(wàn)噸，同時(shí)增產(chǎn)汽油0.35萬(wàn)噸，在41.0萬(wàn)噸原油加工量下可增加效益1403.13萬(wàn)元。公司根據(jù)此測(cè)算方案，優(yōu)化重整裝置操作及汽油調(diào)和，2019年7月份富余重整汽油減產(chǎn)至0.28萬(wàn)噸，2019年8月份實(shí)現(xiàn)重整汽油全部調(diào)和汽油，不再外賣。

2.4 汽油與二甲苯排產(chǎn)優(yōu)化

2.4.1 測(cè)算目的

公司于6月份新增產(chǎn)品混合二甲苯，隨著銷售旺季的到來(lái)及市場(chǎng)的逐步開拓，混合二甲苯價(jià)格由最初的6月份4 500元上漲至9月份5 500~6 000元，因此對(duì)汽油與二甲苯經(jīng)濟(jì)效益的測(cè)算成為新的優(yōu)化方向。

2.4.2 方案設(shè)定

方案1: 原油加工量40.0萬(wàn)噸，生產(chǎn)混合二甲苯1.06萬(wàn)噸。

方案2:原油加工量40.0萬(wàn)噸，通過(guò)調(diào)整裝置操作，優(yōu)化汽油調(diào)和，增產(chǎn)混合二甲苯0.10萬(wàn)噸。

2.4.3 測(cè)算結(jié)果及結(jié)論

表4 汽油生產(chǎn)效益測(cè)算表

通過(guò)以上測(cè)算可以看出，方案2增產(chǎn)混合二甲苯0.1萬(wàn)噸，減產(chǎn)汽油0.17萬(wàn)噸，經(jīng)濟(jì)效益增加179.96萬(wàn)元，每增產(chǎn)1噸二甲苯相對(duì)于生產(chǎn)92號(hào)汽油增加效益約1 800元。根據(jù)此測(cè)算，公司2019年9、10月份優(yōu)化生產(chǎn)，分別較計(jì)劃增產(chǎn)混合二甲苯0.12萬(wàn)噸、0.16萬(wàn)噸。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）PIMS模型比較詳細(xì)地描述了企業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，可以廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)計(jì)劃的編制與優(yōu)化。

（2）塔河煉化公司通過(guò)PIMS模型進(jìn)行汽油生產(chǎn)方案的比較測(cè)算，選擇最佳加工方案，實(shí)現(xiàn)了重整汽油組分不再外賣，汽油產(chǎn)品增產(chǎn)增收，2019年汽油產(chǎn)品收率達(dá)到12.04%，同比增長(zhǎng)1.33%，累計(jì)柴汽比下降至3.90（2018年柴汽比為4.33）。

（3）為了提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，更加有效地指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，在以后的工作中還要全面收集整理企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際狀況及時(shí)對(duì)PIMS 模型進(jìn)行維護(hù)更新。

［1］葉衛(wèi)東，鄭曉軍. PIMS在中國(guó)石化武漢分公司的應(yīng)用[J]. 化工進(jìn)展，2007，26（1）：126-129．

［2］焦彤. PIMS技術(shù)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化中的應(yīng)用，河南化工[J]. 2012，29（3）：41-43．

Optimization of Gasoline Processing Scheme by Using PIMS Model

（Sinopec Tahe Petrochemical Co., Ltd., Xinjiang Kuche 842000, China）

The basic functions of the processing industry modeling system (PIMS) were introduced. Sinopec Tahe petrochemical Co., Ltd. optimizes the gasoline production in the aspects of raw material selection of continuous catalytic reforming unit, product structure adjustment, gasoline blending planin combination with the actual situation of the company, so as to reduce the ratio of diesel to gasoline and improve the economic benefits of the company.

PIMS; Production optimization; Gasoline; Economic benefits

2020-03-26

范蕾蕾（1983-），女，工程師，碩士，遼寧省錦州市人，2009年畢業(yè)于大連理工大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)，現(xiàn)從事煉油生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)優(yōu)化管理工作。

TE 62

A

1004-0935（2020）05-0498-04