PIMS在一體化裝置原料采購中的應(yīng)用

錢勁軍(福建聯(lián)合石油化工有限公司，福建 泉州 362800)

0 引言

世界煉油業(yè)集中度進(jìn)一步提升，規(guī)?；?、大型化、一體化趨勢明顯。新建項目陸續(xù)投產(chǎn)，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩[1]。煉油行業(yè)競爭加劇，國內(nèi)大型煉油企業(yè)紛紛引進(jìn)線性規(guī)劃工具，建立全流程模型，在原料選擇、計劃排產(chǎn)、長遠(yuǎn)規(guī)劃中尋找優(yōu)化增效機(jī)會。在典型的煉廠中，原油成本占運營成本90%以上，利用先進(jìn)工具根據(jù)企業(yè)流程特點及市場產(chǎn)品需求快速確定最優(yōu)化的原油品種及數(shù)量，可以為企業(yè)節(jié)省投入成本。原油價格受多種因素的影響，原油的實際品質(zhì)差異與升貼水并不保持線性的相關(guān)性[2]，而利用PIMS全流程模型測算、制定采購計劃對于優(yōu)化煉廠原油采購具有重要意義。

1 PIMS介紹

Aspen PIMS(Process Industry Modeling System)是一個功能強(qiáng)大的用于過程工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃的工具軟件，采用線性規(guī)劃技術(shù)來優(yōu)化過程工業(yè)中各單元的操作與設(shè)計，可以自動將物料性質(zhì)傳遞到下游裝置，具備非線性回歸建模、數(shù)據(jù)輔助及先進(jìn)的分布式回歸等功能。已廣泛應(yīng)用于煉油化工企業(yè)，用于物料采購優(yōu)化、產(chǎn)品生產(chǎn)計劃、技術(shù)評估、工廠擴(kuò)建規(guī)劃等方面。

2 PIMS在F煉廠中的應(yīng)用

F煉廠是一家煉油化工一體化企業(yè)，擁有1 400萬噸/年煉油能力，同時擁有100萬噸/年乙烯、80萬噸/年芳烴裝置以及PP、PE、EO/EG 等一系列化工及配套裝置。煉廠于2008年投入運營后，逐步完善了PIMS模型，具備全流程測算能力。隨著國內(nèi)新增煉油產(chǎn)能快速投產(chǎn)以及獨立煉廠成品油定價優(yōu)勢，F(xiàn)煉廠汽油、柴油、航煤等中間餾分油銷售量呈逐年下降趨勢，煉油負(fù)荷與化工原料缺口的矛盾日趨明顯，F(xiàn)煉廠需要通過采購石腦油來補充化工裝置原料。在現(xiàn)有的裝置約束條件下，F(xiàn)煉廠迫切地需要在可以選擇的原料范圍內(nèi)找到最合適其加工的原料采購方案，以實現(xiàn)煉廠效益的最大化。

2.1 PIMS在石腦油采購中的應(yīng)用

石腦油是主要的化工原料，也會作為汽油調(diào)和組分。作為乙烯原料時，液化氣又可以有季節(jié)性的替代性。石腦油的價格影響因素多，變化幅度大[3]。F煉廠單月加工外購石腦油達(dá)10萬噸，可優(yōu)化空間大。

考慮到季節(jié)性、當(dāng)前價格及供需情況，以MOPJ-Brent為70、85美元/噸估價，分別可采購1～5萬噸/月，進(jìn)行測算，結(jié)果如表1所示。

表1 外購石腦油加工經(jīng)濟(jì)性

當(dāng)MOPJ-Brent為70美元/噸時(CASE1～CASE5)，多加工石腦油，降低原油加工量的效益更好。當(dāng)MOPJ-Brent擴(kuò)大至85美元/噸時(CASE6～CASE10)，加工石腦油的經(jīng)濟(jì)性在3～4萬噸之間出現(xiàn)效益臨界點，加工3.8萬噸石腦油時整體的經(jīng)濟(jì)性最佳。

在特定的輕重油價差條件下，設(shè)置合適的石腦油敏感性測試方案，可以找到最優(yōu)化的外購石腦油的采購方案。

2.2 PIMS在優(yōu)化原油加工量上的應(yīng)用

在國內(nèi)成品油定價機(jī)制下，主營煉廠內(nèi)貿(mào)汽油、柴油的生產(chǎn)毛利維持穩(wěn)定水平，而獨立煉廠因各種因素汽柴油價格低于主營煉廠價格，不斷搶占市場份額。對于F煉廠，除了逐年減少的汽柴油銷量，影響原油加工量的因素還有石腦油等非原油原料加工量，非受限產(chǎn)品的產(chǎn)量(如瀝青、液化氣、硫磺等)。以85萬噸±5萬噸固定加工量來設(shè)置CASE，測算結(jié)果如表2所示。

表2 原油加工量敏感性分析

加工85萬噸原油的毛利最高，但是83萬噸與85萬噸毛利僅有81萬元的差距，經(jīng)過對原油走勢的分析后，認(rèn)為后續(xù)油價上漲機(jī)會較小，多加工2萬噸原油帶來的收益與風(fēng)險不匹配。一般情況下采取保守策略，選擇略低于最高效益點的加工量。

通過PIMS方案比較，結(jié)合市場研判，可以確定最優(yōu)化的原油加工量方案。

2.3 PIMS在選擇現(xiàn)貨原油品種上的應(yīng)用

業(yè)內(nèi)一些煉廠計算保本價[4-5]來選擇現(xiàn)貨原油。F煉廠按加工方案進(jìn)行效益比較也具有可行性。一般情況，大型煉廠均有一定比例的長約原油品種，以確保原油的供應(yīng)，其次采購現(xiàn)貨原油補充。F煉廠簽訂原油供應(yīng)協(xié)議，確保了主要原油的數(shù)量、品種、船期的穩(wěn)定，同時在現(xiàn)貨市場尋找機(jī)會，尋求效益最大化。在煉廠的實際運行過程中，一般月份加工2～3種沙特原油，最多加工2種其他原油。對于單系列常減壓來說，同時加工過多品種不利于原油調(diào)和、船期保證、資源落實及平穩(wěn)生產(chǎn)。

方案設(shè)置以4種沙特常規(guī)原油(AXL、AL、AM、AH)為基礎(chǔ)方案，分別加1船現(xiàn)貨原油進(jìn)行測算。結(jié)算結(jié)果如表3所示。

表3 4+1原油方案測算

相對于全沙特油方案，CASE2-CASE5方案效益更佳。穆爾班和扎庫姆是效益最明顯的現(xiàn)貨油種。而烏拉爾等4種原油經(jīng)濟(jì)性與沙特油相當(dāng)，再對EFS(BRENT-Dubai)價差，同體系下輕重油價差，不同區(qū)域運費點貼水等做進(jìn)一步評估，再次測算比較。

以“長約+1船現(xiàn)貨原油”加工方案進(jìn)行測算比較，更加直觀的找到效益更優(yōu)的現(xiàn)貨原油，也更具實際操作性。

3 結(jié)語

石腦油與原油價差變化大，通過PIMS測算可以找到最佳采購點。嚴(yán)控庫存、以銷定產(chǎn)是企業(yè)的主要策略。通過PIMS測算，結(jié)合市場走勢，找到效益與風(fēng)險平衡的加工量。采用“長約+1船現(xiàn)貨方案測算法”相較于“保本價”比較法，更能直觀體現(xiàn)加工現(xiàn)貨原油的經(jīng)濟(jì)性。因此，加強(qiáng)PIMS在一體化裝置原料采購中的應(yīng)用，有助于煉化企業(yè)在激烈競爭的環(huán)境中實現(xiàn)效益優(yōu)化與風(fēng)險管控。