近年來,青島石化在國際油價一路飆升,人工成本節(jié)節(jié)攀高的形勢下,有效利用原油資源,合理安排生產方案,進一步調整產品結構,挖潛增效,在生產經營方面取得了一定的成績。其中,青島石化利用PIMS對生產方案進行優(yōu)化,取得了較好的成效。
PIMS系統(tǒng) 為石化企業(yè)生產謀福利
PIMS(Process Industry Modeling System)系統(tǒng)主要是利用線性規(guī)劃技術建立數(shù)學模型,應用分布遞歸(DR)、Delta基模型化等技術解決實際生產問題,為企業(yè)的生產經營提供決策依據(jù)。目前,PIMS軟件已廣泛用于世界各地的煉油和石化企業(yè),由于其線性規(guī)劃功能強大,因而在原油采購優(yōu)化、生產方案選擇、產品結構調整等方面均取得了明顯的效果。
PIMS具有以下特點:功能強大。PIMS可以根據(jù)企業(yè)實際需要靈活地建立數(shù)學模型,因此可以大幅度提高企業(yè)的生產管理水平;PIMS采用開放式設計思想,可以把企業(yè)需求和應用人員的經驗很好地體現(xiàn)在模型中;PIMS運算速度快。一個方案可在幾十秒內運算結束,因此可以大大提高工作效率;使用靈活。PIMS的多周期和混合整數(shù)規(guī)劃功能,可以很形象的描述企業(yè)生產流程,按照生產實際進行優(yōu)化,可以建立與生產實際比較接近的計劃方案,可為生產管理人員提供優(yōu)化的多周期生產計劃方案,用于指導生產計劃的制定;操作簡單。為了有效使用PIMS,用戶不必是計算機或線性規(guī)劃方面的專家。系統(tǒng)提供了綜合的、指導性的用戶文檔和完整實例。PIMS全部采用菜單操作,所有的輸入都用Lotus工作表或Excel工作表格式。線性規(guī)劃模型的所有輸入都通過簡單的電子報表來完成。PIMS自動從電子報表生成矩陣并優(yōu)化模型,一般只需5~10分鐘,因而使用戶把較多時間花在分析工廠的操作,而不是分析計算機程序。
PIMS系統(tǒng) 在原油選擇中的測算
在目前原油價格不斷攀升的情況下,如何進行原油采購工作。有必要進行測算,測算條件為,年度加工量250萬噸,原油價格采用2007年平均價格,產品價格采用2007年平均價格。原油根據(jù)企業(yè)裝置實際情況由模型自選,產品約束條件為:90#汽油下限7.5萬噸,97#汽油上限4萬噸,-10#柴油上限20萬噸,石腦油上限19萬噸。丙烷等產品均根據(jù)實際情況指定上限。催化進料性質殘?zhí)疾淮笥?.4%,鎳(Ni)+釩(V)不大于22ppm,硫含量不大于1.1%,催化加工量固定為155t/h。因此,采用以下兩種方案:方案一、2007年公司實際情況;方案二、效益最大化方案。 測算結果見表1。由表1可以看出,從原油選擇看,進一步選擇重質化、劣質化原油不但降低原油成本,還將有利于技術經濟指標的改善。API由31.13下降到29.73,酸值和硫含量也有一定程度的提高后,原油成本由3789.55元/噸下降到3757.68元/噸,而綜合商品率由91.89%提高到92.23%,輕質油收率由69.39%提高到70.24%,綜合自用率由7.07%下降到6.94%,噸油利潤由-276.46元/噸提高到-259.28元/噸,上升了17.18元/噸,以加工量250萬噸/年計算,可增加經濟效益4295萬元/年。因此,在生產條件允許的情況下,進一步選擇重質化、劣質化原油將是高油價下減少企業(yè)虧損的重要措施之一。
PIMS系統(tǒng)在月度 加工量優(yōu)化中的測算
利用現(xiàn)有裝置實現(xiàn)效益最大化,進行月度加工量的安排。測算條件為,原油及各產品價格采用2008年4月平均價格。催化進料性質限制為:殘?zhí)肌?.8%、鎳(Ni)+釩(V)≯25ppm、摻渣比≯36%(VR)、硫含量≯1%;為了提高效益,并考慮到總部計劃,測算時石腦油產量每月上限為1.2萬噸。測算結果如表2。 由表2可以看出,在原油性質基本穩(wěn)定的情況下,隨著加工量的不斷增大,噸油毛利、噸油煉油利潤越來越差,主要原因是原油價格太高,達到5000元/噸左右,而國內成品油價格不到位,存在嚴重的價格倒掛,因此總利潤、噸油煉油利潤等指標隨著加工量的增加而變差。因此從效益角度出發(fā),企業(yè)的原油加工量越低,虧損越小。建議企業(yè)的月度加工計劃不宜安排過大。
實現(xiàn)催化裂化和 氣分裝置高負荷的測算
由于目前原油與成品油價格倒掛,多干多虧是顯而易見的,因此常減壓負荷不宜過大。而催化裂化裝置是煉油企業(yè)的主要生產裝置,又是最重要的效益裝置之一。另外,目前青島石化擁有20萬噸/年和15萬噸/年氣分裝置各一套,能夠生產具有高附加值的丙烯。為了減少虧損,堅持常減壓低加工量是正確的。常減壓的低負荷造成催化原料不足可以考慮外購蠟油來解決。外購蠟油如果性質適當,不但可以解決催化庫存,而且可以緩解催化原料可裂化性差、重金屬含量高、硫含量高等問題。如何保證催化裂化裝置和氣分裝置高負荷運轉,是提高企業(yè)經濟效益的關鍵點之一。
測算條件為,以月度為單位,固定原油的品種和數(shù)量,原油價格采用最近平均價格,產品價格采用當前價格。產品約束條件為:90#汽油下限1萬噸,石腦油上限1.2萬噸。
方案一 目前青島石化現(xiàn)狀。催化裝置負荷上限150t/h,進料性質限制為殘?zhí)肌?.8%,鎳(Ni)+釩(V)≯25ppm,硫含量≯1.1%。 方案二 選擇優(yōu)質原油方案。催化裝置負荷上限160t/h,進料性質限制為殘?zhí)肌?.4%,鎳(Ni)+釩(V)≯25ppm,硫含量≯1.1%。 方案三 外購蠟油方案。催化裝置負荷上限160t/h,進料性質限制為殘?zhí)肌?.4%,鎳(Ni)+釩(V)≯25ppm,硫含量≯1.1%。外購蠟油0.3萬噸。測算結果如表3。
從表3可以看出:與目前實際情況(方案一)比較,方案二原油性質變好,API達到32.67,催化加工量提高了0.69萬噸/月,氣分裝置處理量也提高了0.27萬噸/月,但是噸油利潤最低,為-953.56元/噸,低于方案一72.78元/噸。原因在于購買優(yōu)質原油提高的原料成本增加了143.29元/噸,而銷售收入僅增加了67.13元/噸,原料成本的增加遠遠高于因催化、氣分裝置加工量增加帶來的效益。方案三原油性質與方案一相近,通過外購蠟油催化裝置處理量提高了0.68萬噸/月,氣分裝置處理量也提高了0.22萬噸/月,噸油利潤最高,為-855.65元/噸,高于方案一25.13元/噸。原因在于,通過外購蠟油,原料油的成本上升較少,為4.27元/噸,而銷售收入增加了26.58元/噸,原料成本的增加遠遠低于因外購蠟油而催化、氣分裝置加工量增加帶來的效益。從而我們可以得出以下結論:在原油價格高企的情況下,適當降低原油性質,通過外購原料,來提高二次加工裝置的處理量,從而增加高附加值產品收率,達到提高經濟效益的目的是目前青島石化改善經營現(xiàn)狀的最佳途徑之一。
從青島石化裝置配套的實際出發(fā),通過PIMS優(yōu)化認為:在生產允許的情況下,進一步選擇重質化、劣質化原油將是高油價下減少企業(yè)虧損的重要措施之一。