1 前言
APS系统是专门为炼油和化工企业计划需求而设计的计划优化系统,采用优化线性规划模型使效益最大化。通过APS系统,生产计划人员能通过来自各种数据源的数据,集成各方面对计划的所有制约,最终达到快速而精确地生成最优的解决方案。这些解决方案可以作为生产和策略运作的详细计划的基础。所有的决策可以在实时的、不断变化的和数据集中的环境中获得。大连石化公司APS系统包括了Honeywe公司的RPMS计划优化软件、Haverly公司的H/CAMS原油管理软件以及Chevron的原油数据库。
APS首先通过Chevron原油评价软件系统配合,将原油进行窄馏分切割,获得蒸馏装置常减压系统各侧线的收率及各种必要的物性,在给定原料油加工量,装置生产量,装置原料质量限制指标,装置能耗水平,产品质量限制指标,产品销售量等一系列约束条件后,APS模型一方面根据下游装置原料限制质量指标及上游装置产品质量进行调合运算,获得各装置原料的调合组分掺入比例及原料物性,各装置再根据原料的物性得到产品的收率及物性,这样,经过整个装置生产过程,得到各种组分调合油的产量与性质,APS模块根据产品限制质量指标及产品价格,运用线性规划手段,反复迭代,合理分配,最终找出最大效益点。是公司计划管理由经验型向科学型转变的必要工具,同时节约人力成本及降低人工计算错误的可能性。
2 原油采购方案计划优化
现在进口原油品种繁多,性质不一,仅大连公司加工过的进口原油就达40多种,一千万蒸馏开工后,每月进口原油70多万t,如何选择原油就成为一门学问,以前,根据市场行情,柴油市场好就倾向于轻质原油,重质原油价格低就倾向于偏重原油。只能确定采购大体方向。具体到原油品种,特别是价格,性质差别不大的原油很难取舍,现在,运用APs模型测算,将所有可采购原油纳入到模型测算中,进出口贸易只需预测未来市场各种原油与米纳斯,布伦特等基准原油的价差关系,预测未来国内外市场成品油的需求量与价格,将原油价格,产品结构,产品数量进行有机结合,计算出盈亏数额。进行效益对比,从而选择效益最优的原油采购方案,如果需要追加某一效益好品种原油采购量,APS模型给出原油采购人员在商务谈判中采购价格的上限。保证了每一船原油采购都有实际效益数据做依据。具体形成结果报表形式如下:
(1)原油采购表。
其中原油品种按照测算采购结果的先后顺序排列,排在前表示相对价格较低,优先选购。购买数量表示实际测算的采购量,最大限制量表示原油市场上可供最大采购量。减少成本表示如果需要进一步追加采购量,价格上浮的上限。如排在第一位南巴原油,现采购量12.5万t,如果市场还有这种原油资源,需要追加2万t,那么这2万t的价格上限为4133.17+75.74=4208.9l元,即在4208.91元以下我们可以考虑追加采购量。
(2)主要产品产量表。
产品产量表给出了上述方案采购的原油用于加工后主要产品的分配,考虑到主要产品为总公司统筹产品,并且根据市场销售形式,对主要产品的产量进行的限制,因为产品进行限制,势必影响最佳效益。增加效益为正表示,如果增加一吨产量,增加的效益值。如97样清洁汽油,产量限制为2万t,如果此基础上再增加1t产量,将给公司带来641元的收益。
3 生产方案计划优化
3.1 减压渣油直接销售与进催化加工效益对比
因大连石化公司二次加工能力有限,每月都有一定的催化料过剩,势必要进行销售,其销售价格损益通常比照进催化装置加工的收益,如果价格低于进催化加工的收益,就认为卖亏了,而渣油成本很大程度由进口原油的价格确定,为此,每个月对渣油价格做一次测算,算出每吨销售比进催化加工损失额度,以此做到销售决策有依有据。
3.2 催化料与润滑油效益对比
润滑油效益好于催化料,但也有销售情况不好时,销售困难并且催化料不过剩时,根据蜡的价格及去蜡油对催化料调和的贡献测算出蒸馏减压侧线直接做催化料与经酮苯装置后交催化料的效益差,测算出酮苯装置运行的经济生产及经济负荷,为领导提供决策参考依据。
3.3 混芳直接销售与进芳烃分离装置效益对比
测算出两种方案效益差,为领导提供决策参考依据。
3.4 碳四做为液化气销售与生产MTBE效益对比
在MTBE产量满足高标号汽油调和要求情况下,测算出碳四做为液化气销售与生产MTBE效益差,为领导提供决策参考依据。
3.5 石脑油直接销售与进连续重整加工效益对比
在混芳,苯产量满足生产调和要求情况下,测算出石脑油直接销售与进连续重整加工效益差。为领导提供决策参考依据。
4 产品调合计划优化
4.1 原油切割优化
APS对蒸馏装置相邻产品组分重叠部分实现了悬摆控制,常压部分的石脑油与航煤,航煤与轻柴,轻柴与重柴之间,减压部分的减一线与减二线之间,减二线与减三线之间,减三线与减四线之间都设置了悬摆,悬摆的窄馏分根据侧线产品价格情况自动流人到价格高的侧线产品中参与调合。保证了公司效益最大化。
4.2 催化汽油质量的约束
在暂停汽油出口的情况下,汽油调和面临新的困难,一方面高组分汽油产能一定,每月还要承担几万吨高标号汽油的调和任务,需要对催化汽油的烯烃,辛烷值做以调整。进出口计划人员根据未来测算周期内调和汽油的标号,数量,高组分汽油的产量,反算出在满足调和任务情况下,各催化汽油最低的辛烷值,最高烯烃含量,为生产提供参考依据。形成结果报表如下:
(1)汽油组分质量规格表
4.3 柴油调和
现大连公司柴油调和以O#柴油为主,在已知直馏柴油凝固点及产量的情况下,控制催化柴油凝固点,通过物性传递得出加氢精制后柴油凝固点,从而保证柴油质量不过剩。
4.4 催化料残碳调和
由于公司进口原油品种繁多,相应催化料残碳值也不稳定,可以根据平衡调度未来周期原油加工品种,按残碳分配催化料。如:二催化残碳按4.0调,处理量能达到:2600t/日,三催化按5.0调。处理量能达到:4200t/日,四催化按3.5调,处理量能达到10000t/日,那么未来10天根据原油加工品种,确定按此残碳调整,能否调出2600+4200+10000=16800L/日加工量,如不足进行其它一些平衡调整。
5 结束语
APS虽然功能强大,也有需要完善的地方,具体为:现在大连公司加工的大庆原油性质稳定,但进口原油性质不一,反应到催化料中性质差别较大,对催化产品的收率及物性都有一定的影响,如果模型数据不及时更新,在原油测算中就会有一定的偏差。一方面在季度、月的原油采购计划中在保证效益最大的情况下尽量保持原油品种稳定或采用性质相近的代替品种;另一方面,需要全力收集各种原油混合后催化料性质变化及产品物性,收率等数据,开发到模型数据库中,这样,原油品种变化后,模型数据能及时更新,对生产可以进行更精确的计划指导。其次,需要完善模型库存变化的规划方法,使测算结果能合理分配库存,加工量,销售量资源,更符合生产实际。
在对公司某一具体装置进行测算时,模型的装置能耗与加工量成固定比例,而实际应为曲线关系,测算出的结果与实际有差距,应对于装置的不同加工量区间设置不同的比例(如四催化装置9000~9500t/日为一个比例,8500—9000t/日为另一不同比例关系),使之更接近于生产实际。
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