提要：介紹了霍尼韋爾公司調(diào)合技術(shù)在海南汽油調(diào)合上的成功應(yīng)用，說(shuō)明了調(diào)合重要性，并對(duì)該調(diào)合系統(tǒng)的改善提出了完整的解決方案。

Abstract: It strengthens the important meaning of products blending in refineries, describes the success practice of Honeywell Blending technology on Gasoline Blending in SINOPEC Hainan Petrochemical Co.Ltd, and puts forward the improvement solution for Hainan gasoline blending.

關(guān)鍵詞： 汽油、在線調(diào)合技術(shù)、改善、效益
Key Words: Gasoline, Online Blending Technology, Improvement, Benefit

前言：煉油廠調(diào)合優(yōu)化系統(tǒng)的重要性
    當(dāng)前的煉油廠面臨著適應(yīng)頻繁變化的工況、滿足客戶多樣化的需求的壓力，產(chǎn)品規(guī)格越來(lái)越多，質(zhì)量指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)，調(diào)合組分越來(lái)越多，煉油廠在增產(chǎn)、創(chuàng)收、維護(hù)等各方面都面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，對(duì)世界上很多煉油廠來(lái)說(shuō)，質(zhì)量過(guò)剩、重復(fù)調(diào)合以及產(chǎn)品質(zhì)量不合格等問(wèn)題依然是生產(chǎn)過(guò)程中面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，它直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

    傳統(tǒng)的落后的調(diào)合方式越來(lái)越成為企業(yè)盈利的包袱，傳統(tǒng)的人工調(diào)合方式勞動(dòng)強(qiáng)度大，由于汽油關(guān)鍵指標(biāo)的非線性較強(qiáng)，手工調(diào)合時(shí)要同時(shí)兼顧辛烷值、抗爆指數(shù)、烯烴含量、芳烴含量、蒸汽壓等指標(biāo)非常困難，因此傳統(tǒng)的人工調(diào)合較為保守，造成質(zhì)量過(guò)?，F(xiàn)象嚴(yán)重，高質(zhì)量的組分油利用不合理，同時(shí)人工調(diào)合一次調(diào)成率不高，調(diào)合周期長(zhǎng)，重復(fù)循環(huán)次數(shù)多，導(dǎo)致油罐周轉(zhuǎn)困難，人工和資源都存在很大的浪費(fèi)；因此，煉油廠的調(diào)合環(huán)節(jié)，會(huì)給整個(gè)煉廠的經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)不小影響。

     扣除調(diào)合成本，成功的調(diào)合可以使得效益增加（即調(diào)合后的成品油總價(jià)值大于各組分油價(jià)值和），而失敗的調(diào)合可能使得調(diào)合后的成品油總價(jià)值僅僅等于甚至低于各組分油價(jià)值之和。
另外，現(xiàn)代煉油廠面臨更多、更苛刻的要求：
環(huán)境要求和EPA清潔燃料法，對(duì)成品油的達(dá)標(biāo)提出更苛刻要求
用戶的需求，產(chǎn)生更多成品油的種類和規(guī)格
油罐數(shù)量的限制和節(jié)能，要求加快周轉(zhuǎn)能力，降低重調(diào)率
競(jìng)爭(zhēng)的加劇，要求企業(yè)更快應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求
對(duì)利潤(rùn)的追求，要求最大程度降低質(zhì)量損失

    總之，采用先進(jìn)的調(diào)合優(yōu)化技術(shù)，提高調(diào)合效率、提高一次調(diào)合成功率、降低調(diào)合質(zhì)量過(guò)剩、降低能源消耗等已經(jīng)是現(xiàn)代煉油企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增加企業(yè)利潤(rùn)的重要手段之一，因此現(xiàn)代煉油企業(yè)迫切需要一套完整靈活的解決方案來(lái)解決油品調(diào)合的問(wèn)題。

1 海南煉化汽油調(diào)合系統(tǒng)的選擇

    基于海南煉化對(duì)調(diào)合效益及其調(diào)合效率的深刻認(rèn)識(shí)，在煉廠建設(shè)過(guò)程中就提出了調(diào)合優(yōu)化的方向，并對(duì)國(guó)內(nèi)外的調(diào)合優(yōu)化系統(tǒng)供應(yīng)商及其技術(shù)進(jìn)行了深入考察，本著下列幾個(gè)原則對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行選擇：
供應(yīng)商的技術(shù)資質(zhì)，重點(diǎn)是其技術(shù)的先進(jìn)性
供應(yīng)商的經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)外有無(wú)實(shí)施過(guò)同類項(xiàng)目，實(shí)施效果如何
供應(yīng)商已實(shí)施項(xiàng)目的生命周期，是否可以長(zhǎng)時(shí)間為用戶帶來(lái)持續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益
供應(yīng)商在國(guó)內(nèi)時(shí)有無(wú)強(qiáng)大的實(shí)施隊(duì)伍，這是項(xiàng)目實(shí)施成功的關(guān)鍵
供應(yīng)商對(duì)海南煉化汽油調(diào)合的理解程度
供應(yīng)商的調(diào)合系統(tǒng)是否具備升級(jí)、擴(kuò)展及其與其他MES系統(tǒng)等集成的能力

    海南煉化通過(guò)詳細(xì)的資格審查和細(xì)致的方案論證，最后選定了Honeywell公司的BMA在線調(diào)合優(yōu)化系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行海南煉化調(diào)合系統(tǒng)的實(shí)施。

    Honeywell的調(diào)合優(yōu)化技術(shù)包括了在線和離線兩大部分，他們即可以同時(shí)實(shí)施，也可以分部單獨(dú)實(shí)施，即可以最為調(diào)合系統(tǒng)單獨(dú)為企業(yè)增效，也可以和其他MES系統(tǒng)等集成應(yīng)用，協(xié)同為企業(yè)增效，Honeywell調(diào)合系統(tǒng)整體解決方案如圖〔2〕所示。  

1.1 Honeywell調(diào)合系統(tǒng)的選型

    Honeywell提供的調(diào)合解決方案，包括調(diào)合執(zhí)行到調(diào)合性能監(jiān)視的全過(guò)程。主要由以下模塊構(gòu)成：調(diào)合屬性控制Open BPC，調(diào)合比率控制EBC。

    Open BPC模塊是進(jìn)行在線調(diào)合優(yōu)化的非線性優(yōu)化器。它基于先進(jìn)的優(yōu)化技術(shù)，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，組分的成本，組分的可用量和組分質(zhì)量指標(biāo)來(lái)計(jì)算調(diào)合屬性。Open BPC在滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的前提下進(jìn)行有效的調(diào)合優(yōu)化。Open BPC優(yōu)化器每個(gè)控制周期運(yùn)算一次，根據(jù)分析儀的反饋信號(hào)調(diào)整配方，每次優(yōu)化后的配方自動(dòng)下載到EBC，用以調(diào)整各組分的比率。

    EBC模塊負(fù)責(zé)管理從調(diào)合開始一直到調(diào)合結(jié)束的整個(gè)順序控制過(guò)程，確保被調(diào)合產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)符合質(zhì)量要求。EBC調(diào)合的設(shè)定值來(lái)自O(shè)pen BPC模塊或通過(guò)手動(dòng)輸入。在EBC控制之下，各組分泵和添加劑泵按照設(shè)定的順序啟動(dòng)，流量控制器也根據(jù)給定信號(hào)對(duì)相應(yīng)的流量進(jìn)行控制。不論是在調(diào)合的開始階段、穩(wěn)定階段還是結(jié)束階段，都要嚴(yán)格控制各組分和添加劑的流量比值，以確保準(zhǔn)確地按預(yù)定的體積量混合。EBC還負(fù)責(zé)分析儀信號(hào)的處理和其他設(shè)備故障的處理，負(fù)責(zé)提供在線屬性分析儀界面，顯示分析儀信號(hào)，計(jì)算屬性的統(tǒng)計(jì)值（如平均值）和屬性的偏差。Open BPC利用分析儀的反饋信號(hào)可進(jìn)行調(diào)合優(yōu)化或?qū)傩匝a(bǔ)償控制。

2 海南煉化汽油調(diào)合系統(tǒng)的方案及其效益

    海南煉化汽油在線調(diào)合組分包括催化汽油、重整汽油、MTBE、異構(gòu)化油和HC輕石腦油，調(diào)合是連續(xù)性的不間斷調(diào)合生產(chǎn)。催化汽油為主要調(diào)合油品，其從FCC裝置直接進(jìn)入調(diào)合器參與在線調(diào)合生產(chǎn)，其余調(diào)合組分由調(diào)合泵打入調(diào)合器，流量由BRC、 BPC進(jìn)行控制，滿足FCC汽油盡量用完的生產(chǎn)調(diào)合要求。在生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)(國(guó)三)清潔汽油時(shí)，硫含量要求低可能會(huì)出現(xiàn)FCC汽油過(guò)剩，過(guò)剩催化汽油打至緩沖罐（T4103-T4104），設(shè)控制閥門自行控制完成。由于調(diào)合產(chǎn)品不同，不同批次的油品調(diào)合有其相對(duì)應(yīng)的油品調(diào)合配方，調(diào)合開始前從BRC配方庫(kù)（可更新）下載配方，BRC立即對(duì)其有效性進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測(cè)是否可調(diào)出合格產(chǎn)品，BRC會(huì)以此數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)定流控器調(diào)節(jié)閥的初始開度。調(diào)合開始后BPC根據(jù)在線分析儀的實(shí)時(shí)油品分析數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)流控器調(diào)節(jié)閥開度（在配方控制的基礎(chǔ)上），控制不同調(diào)合組分的比例流量。調(diào)合開始前罐底油的質(zhì)量信息可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)入調(diào)合控制系統(tǒng)，無(wú)需人工錄入。

2.1 調(diào)合的效益

    海南煉化的汽油調(diào)合系統(tǒng)從投用至今總的可計(jì)算效益大約為1.24億元人民幣。
計(jì)算依據(jù)如下：
1、最新93#和97#汽油價(jià)格：6784元/噸，7168元/噸
2、2007年11月-2009年6月 共生產(chǎn)93#汽油266.3萬(wàn)噸， 97#汽油128.5萬(wàn)噸
3、辛烷值降低0.1個(gè)單位，按每噸汽油可節(jié)省9.6元/噸成本計(jì)算
注：（7168-6784）/40=9.6。
4、則投用至今節(jié)省費(fèi)用：93#汽油辛烷值降低0.36個(gè)單位，97#汽油降低0.26個(gè)單位     則（266.3*3.6+128.5*2.6）*9.6=1.24（億元）

3 海南煉化汽油調(diào)合系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和需要改善的地方

3.1 海南煉化汽油調(diào)合系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

    海南煉化汽油調(diào)合系統(tǒng)自投用以來(lái)，一直可以穩(wěn)定生產(chǎn)，為海南煉化的汽油調(diào)合業(yè)務(wù)帶來(lái)很大的改善和效益：
系統(tǒng)穩(wěn)定性好，汽油指標(biāo)可以按要求進(jìn)行卡邊操作，減少了質(zhì)量過(guò)剩使用方便自動(dòng)化程度高，調(diào)合泵等設(shè)備的開停自動(dòng)完成，無(wú)需人工干預(yù)一次調(diào)成率高，正常生產(chǎn)時(shí)均可一次調(diào)合成功，減少了重調(diào)容易維護(hù)

3.2 海南煉化汽油調(diào)合系統(tǒng)需要改善的地方

    該系統(tǒng)自2007年成功驗(yàn)收以來(lái)一直運(yùn)行穩(wěn)定，為海南煉化每年帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，但也有需要進(jìn)一步改善的地方：因?yàn)橹挥幸粋€(gè)調(diào)合頭，因此同時(shí)只能生產(chǎn)一個(gè)牌號(hào)的汽油，生產(chǎn)效率沒(méi)有達(dá)到最佳因?yàn)橹挥幸粋€(gè)調(diào)合頭，組分罐庫(kù)存較高，罐的周轉(zhuǎn)利用率沒(méi)有達(dá)到最佳由于每個(gè)組分都采用組分罐，因此在節(jié)能上還有空間缺乏對(duì)汽油硫含量指標(biāo)的在線監(jiān)控汽油調(diào)和易受到裝置大幅調(diào)整影響，需裝置做出相應(yīng)配套技術(shù)動(dòng)改。

4 汽油調(diào)合系統(tǒng)的改善建議

4.1  方案改善

    由于裝置改造等一系列的原因，為了增加海南煉化的油罐周轉(zhuǎn)能力、提高海南煉化的油品調(diào)合對(duì)市場(chǎng)變化的應(yīng)對(duì)能力、在調(diào)合環(huán)節(jié)更加節(jié)能，建議汽油調(diào)合系統(tǒng)作如下改造：建議汽油調(diào)合系統(tǒng)增加一個(gè)調(diào)合頭，這樣可以滿足同時(shí)調(diào)合兩個(gè)牌號(hào)的汽油產(chǎn)品對(duì)各個(gè)組分罐的組分加入調(diào)合的流程稍作改動(dòng)：各個(gè)組分直接參與調(diào)合，過(guò)剩時(shí)其過(guò)剩量返回組分罐，組分量不足時(shí)啟動(dòng)組分泵從組分罐抽出組分油進(jìn)行補(bǔ)償。

4.2 方案改造所需要增加的設(shè)備

流程改造所需設(shè)備增加如下：

新增1根調(diào)合總管管線（利舊）；
新增1個(gè)靜態(tài)混合器；
催化汽油、重整汽油、異構(gòu)化汽油和MTBE去調(diào)合頭2的管線；
新增4個(gè)組份油流量計(jì)；
新增1個(gè)壓力變送器；
新增5個(gè)調(diào)節(jié)閥； 
新增1個(gè)在線分析儀測(cè)點(diǎn)；
新增2個(gè)總硫分析儀測(cè)點(diǎn)；
DCS需要擴(kuò)展

4.3 方案改造后的操作

    調(diào)合頭1仍然按照目前方式操作。正常情況下，催化汽油的流量不做調(diào)整，調(diào)合目標(biāo)總流量的設(shè)定值通過(guò)催化汽油的流量及其配方比例計(jì)算出來(lái)的，并且根據(jù)它的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。但有些特殊情況下必須控制催化汽油的流量，當(dāng)有一種組份油流量達(dá)到高限時(shí)，催化汽油去過(guò)剩罐的調(diào)節(jié)閥會(huì)自動(dòng)打開，此時(shí)催化汽油流量就會(huì)像其它的組分一樣是可控的，目標(biāo)總流量將根據(jù)那個(gè)已經(jīng)達(dá)到最大流量組分的流量及其在總流量中的比例來(lái)計(jì)算，使各組分流量之間的比例仍然滿足BPC提供的配方比例。當(dāng)催化汽油餾出口流量降低或催化汽油需求量增大時(shí)，其去過(guò)剩罐的調(diào)節(jié)閥開度變小，當(dāng)其開度變?yōu)?或小于0時(shí)，表示流量已達(dá)最大值，這時(shí)就會(huì)切換到正常的模式，目標(biāo)總流量重新由催化汽油的流量參數(shù)計(jì)算出來(lái)。

    調(diào)合頭2按照所有組分有中間罐的方式操作，調(diào)合的目標(biāo)總量為固定值，一旦設(shè)定則在調(diào)合過(guò)程中保持不變，除非操作人員根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行手動(dòng)修改。

    建議調(diào)合頭1調(diào)合低等級(jí)或牌號(hào)汽油，如93＃汽油，而調(diào)合頭2則用于調(diào)合高等級(jí)或牌號(hào)汽油，如97＃汽油，這樣催化汽油在滿足97＃汽油調(diào)合的同時(shí)，剩余量盡可能全部參與93＃汽油調(diào)合。

5 結(jié)束語(yǔ)

    隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化步伐的加快，中國(guó)煉油企業(yè)面臨更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，采用先進(jìn)的技術(shù)手段和管理手段，提高企業(yè)的運(yùn)營(yíng)水平和應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化的能力，已經(jīng)是現(xiàn)代煉油企業(yè)的共識(shí)，而先進(jìn)的調(diào)合技術(shù)正是煉油企業(yè)價(jià)值鏈中的重要的一環(huán)，它不但為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也同時(shí)解放了生產(chǎn)力，降低了調(diào)合車間的勞動(dòng)強(qiáng)度，隨著調(diào)合系統(tǒng)成功的應(yīng)用越來(lái)越多，必將會(huì)有更多的煉油企業(yè)采用調(diào)合技術(shù)改善其運(yùn)營(yíng)水平。