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PIMS模型在石油化工中的应用

1外购重整料的路线选择

连续重整装置是炼油化工企业重要的创效装置,该装置可生产高标号汽油、氢气、混合二甲苯、纯苯等高价值产品。连续重整装置的满负荷生产是企业创效的保证。以某石油化工企业为例,该企业拥有100万吨/年连续重整装置,在目前的原油加工负荷下,企业自产重整料无法满足连续重整装置满负荷生产,外购重整料是最佳解决途径,但重整料的价格、运费是装置能否盈利的关键。通过PIMS模型可以测算出在当前重整料与产品价格体系下企业能否盈利,从而决定是否外购重整料。同时通过PIMS模型还可以优化外购重整料的加工途径,即进重整本体加工方案与进重整预加氢加工方案的选择。选定基准Case方案,分别按照不外购重整料、外购重整料进重整预加氢、外购重整料进重整本体对基准Case方案以及BUY表、BLNPROP表、重整预加氢汇流表、重整汇流表进行维护,分别得出Case1、Case2、Case3三个方案进行效益测算,测算结果见表4。由表4各方案效益对比图可看出,在加工原油价格为4668元/吨、外购重整料价格为5495元/吨的价格体系下,外购重整料进重整本体方案,即Case3效益较好,可以得出在相同的加工负荷下,外购重整料进重整本体的汽油产量最大,柴汽比最低。虽然综合商品率居中,但轻油收率较高,炼油利润最大,故外购重整料进重整本体加工方案为最佳方案。

2焦化汽油经深度加氢做重整料

得知该企业重整料资源不足,为弥补重整料资源的缺口,该企业拟将焦化装置生产出的焦化汽油经过深度加氢后做重整料,但该方案关系到焦化装置能耗以及加氢装置的能耗、氢耗、损失的增加,连续重整装置的产出效益能否弥补加氢装置的损耗成为测算的重点。通过Case方案设置及BLNPROP表、重整预加氢汇流表的维护,以及加氢装置的数据维护后,对方案进行测算,测算结果为该方案可行。

3常Ⅲ线做蜡油进料

常Ⅲ线性质介于重柴油与蜡油之间,若适当压低常Ⅲ线干点,可将常Ⅲ线做蜡油进料,从而走蜡油加氢进催化加工的工艺路线。该措施可增产轻烃、汽油组分,压产直馏柴油组分,从而降低柴汽比,增加效益。针对工艺路线的调整,利用PIMS模型对基准模型和常Ⅲ线干点降低7.43℃后的测算模型进行了对比分析,分析结果见表5。表5列出了常减压、催化裂化和蜡油加氢装置产品变化及收率。从表5可以看出,常Ⅲ线干点降低7.43℃后,3.98t/h直馏柴油组份作为蜡油组份进入蜡油加氢装置。降低常Ⅲ线95%点后,蜡油加氢装置石脑油和精制柴油收率基本不变,蜡油收率变化较大。催化装置中,液化气收率减小幅度较大,汽油收率基本不变,柴油和油浆收率增幅较为明显,生焦率明显降低。从绝对增量上看,汽油产量增幅显著,达1.63t/h,其次是液化气和柴油收率。从测算结果看,常Ⅲ线做蜡油进料增效明显。

4寻找并解决装置加工瓶颈

石油化工企业装置多,如何快速寻找装置加工瓶颈,并解决存在的问题,成为企业增效减亏的重要手段。解决企业装置加工瓶颈主要有以下两种方式:一种是无需改造装置,采用PIMS模型最大化地利用现有的装置资源,使企业的加工效益最优;另一种是根据PIMS的计算结果,配合企业的装置改造,通过修改装置改造后的装置收率、产品物性来优化整个企业的加工流程,从而为企业的装置改造提供测算数据和理论依据。通过PIMS设置基础Case方案,放开所有装置的最小量负荷约束,仅控制最大量约束,然后根据企业的实际情况对主要装置进行加工能力和进料性质优化,以找到企业的加工瓶颈。根据加工瓶颈提出建设性意见,构建解决方案Case。随着环保法规越来越严格,石油化工企业必须根据需求调整和升级产品结构,但产品升级带来的影响是全方位的,要系统地分析整个企业的加工瓶颈和所需的优化工艺流程,甚至还需要对主要装置进行改造,所以产品升级评估是一个整体优化的范畴。如何高效、准确的评估产品升级所带来的影响是PIMS模型应用的一个重要方向。通过调整PIMS模型BLENDSPEC中的性质指标,以及涉及到汽油升级的MMT结构和交互影响的INTERACT,根据实际情况构建企业产品升级Case,通过计算结果对企业产品升级所带来的影响进行全面评估,并对评估结果提供数据支撑。本文来自于《安徽化工》杂志。安徽化工杂志简介详见

5优化结果

通过PIMS模型对原油采购、月度加工负荷、外购重整料以及焦汽进重整加工等方案的优化测算,经统计,合计为企业增效约3700万元,尚未包括装置加工瓶颈寻找与产品升级评估所带来的潜盈。

6结束语

PIMS模型是一个功能强大且易于使用的流程工业线性规划模型系统,尽管机理深奥,结构复杂,但贴近生产实际。通过模拟测算可快速发现问题并建立解决方案,能够有效提升企业生产效率和经营管理的科学性,对石油化工企业的计划排产、原油选购、产品结构优化、加工流程优化等日常工作提供数据与技术支撑,是石油化工企业不可缺少的管理工具。

作者:彭家玮 单位:中石化安庆分公司


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