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

（中國石化塔河煉化有限責(zé)任公司, 新疆 庫車 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)和方案等方面對汽油生產(chǎn)進行優(yōu)化，以降低柴汽比，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

PIMS；生產(chǎn)優(yōu)化；汽油；經(jīng)濟效益

PIMS 是一個功能強大的用于過程工業(yè)經(jīng)濟規(guī)劃的軟件，采用線性規(guī)劃技術(shù)來優(yōu)化過程工業(yè)的運行和設(shè)計，包括物性傳遞、非線性回歸、數(shù)據(jù)輔助功能及先進的分布遞歸方法。其適用范圍廣泛，可用于生產(chǎn)計劃優(yōu)化、庫存和供應(yīng)管理、經(jīng)濟技術(shù)評價、確定裝置瓶頸及改擴建裝置規(guī)模等[1]。

中國石化在20世紀(jì)末引進PIMS技術(shù)，已在多層次、多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用該軟件，促進了生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化工作的開展?？偛坷肞IMS對優(yōu)化排產(chǎn)和生產(chǎn)方案進行測算，提高了排產(chǎn)的準(zhǔn)確率，同時總部引導(dǎo)企業(yè)優(yōu)化原油采購、生產(chǎn)方案和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)不斷得到提升[2]。

塔河煉化公司多年來為提高經(jīng)濟技術(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，建立符合公司實際情況的模型，根據(jù)裝置構(gòu)成和市場需求，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，進行生產(chǎn)計劃的優(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90萬噸/年連續(xù)重整裝置（其連續(xù)重整部分加工能力為60萬噸/年）和一套30萬噸/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，再通過添加一定比例的MTBE，經(jīng)調(diào)和生產(chǎn)符合國六標(biāo)準(zhǔn)的92號、95號汽油，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，作為產(chǎn)品銷售。

圖1 汽油組分生產(chǎn)裝置示意圖

由于市場需求的變化及產(chǎn)品價格的波動，如何調(diào)整以上裝置的負荷，安排重整汽油、汽油與混合二甲苯的產(chǎn)銷計劃，實現(xiàn)效益最大化，成為生產(chǎn)優(yōu)化的一項重點工作。

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 測算目的

90萬噸/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0.8~1.5萬噸的富余量，此部分作為石腦油外供內(nèi)地企業(yè)，由于運輸距離長、運費高，互供價格遠遠低于成品汽油。為減少重整汽油富余量，提高汽油產(chǎn)量，公司提出了外購油田輕烴作為重整預(yù)加氫原料，通過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模型測算摻煉油田輕烴經(jīng)濟效益情況，以進行生產(chǎn)優(yōu)化。

2.1.2 方案設(shè)定

方案1: 原油加工量41萬噸，不加工油田輕烴。

方案2: 原油加工量41萬噸，摻煉油田輕烴0.40萬噸。

2.1.3 測算結(jié)果及結(jié)論

表1 摻煉油田輕烴效益測算表

通過以上測算可以看出，摻煉油田輕烴0.40萬噸，增產(chǎn)汽油0.41萬噸，減少外賣重整汽油0.09萬噸，增加經(jīng)濟效益425.50萬元，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)價格體系變化跟蹤測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，全年累計摻煉油田輕烴4.90萬噸，同比增長3.42萬噸。

2.2 汽油調(diào)和優(yōu)化

2.2.1 測算目的

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)國六標(biāo)準(zhǔn)的92號汽油、95號汽油，其中95號汽油由于市場需求有限，月度產(chǎn)量約4 000~7 000噸，其余汽油組分均用于調(diào)和92號汽油，同樣由于重整汽油的富余，在調(diào)和汽油時如何通過優(yōu)化調(diào)和方案，提高重整汽油調(diào)和比例，又確保經(jīng)濟效益，成為汽油生產(chǎn)優(yōu)化一項工作。

2.2.2 方案設(shè)定

方案1至方案5：在40.50萬噸原油加工量下，根據(jù)92號汽油調(diào)和模型計算出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號汽油調(diào)和方案表

2.2.3 測算結(jié)果及結(jié)論

圖2 92號汽油調(diào)和效益趨勢圖

通過以上測算可以看出，MTBE調(diào)和比例由5.8%至8.5%，利潤增加相對明顯；但由于疆內(nèi)MTBE資源有限，方案3至方案5新增MTBE需進行疆外采購，導(dǎo)致采購成本的上升，因此8.5%~10.0%區(qū)間利潤上升緩慢，而超過10%調(diào)和比例后利潤基本不再上升。綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量、MTBE資源量及經(jīng)濟效益，決定92號汽油調(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 測算目的

2019年6月與連續(xù)重整配套的52萬噸/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，作為產(chǎn)品銷售，采用PIMS模型測算對比銷售重整汽油與混合二甲苯經(jīng)濟效益情況，以指導(dǎo)生產(chǎn)計劃優(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 測算結(jié)果及結(jié)論

表3 重整汽油與二甲苯效益測算表

通過以上測算可以看出，在測算產(chǎn)品價格體系下，二甲苯分離裝置開工可生產(chǎn)混合二甲苯1.02萬噸，同時增產(chǎn)汽油0.35萬噸，在41.0萬噸原油加工量下可增加效益1403.13萬元。公司根據(jù)此測算方案，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0.28萬噸，2019年8月份實現(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及市場的逐步開拓，混合二甲苯價格由最初的6月份4 500元上漲至9月份5 500~6 000元，因此對汽油與二甲苯經(jīng)濟效益的測算成為新的優(yōu)化方向。

2.4.2 方案設(shè)定

方案1: 原油加工量40.0萬噸，生產(chǎn)混合二甲苯1.06萬噸。

方案2:原油加工量40.0萬噸，通過調(diào)整裝置操作，優(yōu)化汽油調(diào)和，增產(chǎn)混合二甲苯0.10萬噸。

2.4.3 測算結(jié)果及結(jié)論

表4 汽油生產(chǎn)效益測算表

通過以上測算可以看出，方案2增產(chǎn)混合二甲苯0.1萬噸，減產(chǎn)汽油0.17萬噸，經(jīng)濟效益增加179.96萬元，每增產(chǎn)1噸二甲苯相對于生產(chǎn)92號汽油增加效益約1 800元。根據(jù)此測算，公司2019年9、10月份優(yōu)化生產(chǎn)，分別較計劃增產(chǎn)混合二甲苯0.12萬噸、0.16萬噸。

3 結(jié)束語

（1）PIMS模型比較詳細地描述了企業(yè)生產(chǎn)加工過程，具有較強的實用性，可以廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)計劃的編制與優(yōu)化。

（2）塔河煉化公司通過PIMS模型進行汽油生產(chǎn)方案的比較測算，選擇最佳加工方案，實現(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)品收率達到12.04%，同比增長1.33%，累計柴汽比下降至3.90（2018年柴汽比為4.33）。

（3）為了提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和時效性，更加有效地指導(dǎo)實際生產(chǎn)經(jīng)營，在以后的工作中還要全面收集整理企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)實際狀況及時對PIMS 模型進行維護更新。

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

［2］焦彤. PIMS技術(shù)在生產(chǎn)經(jīng)營優(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)計劃與生產(chǎn)優(yōu)化管理工作。

TE 62

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1004-0935（2020）05-0498-04