提要：介紹了霍尼韋爾公司調(diào)合技術(shù)在海南汽油調(diào)合上的成功應用，說明了調(diào)合重要性，并對該調(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
    當前的煉油廠面臨著適應頻繁變化的工況、滿足客戶多樣化的需求的壓力，產(chǎn)品規(guī)格越來越多，質(zhì)量指標越來越嚴，調(diào)合組分越來越多，煉油廠在增產(chǎn)、創(chuàng)收、維護等各方面都面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，對世界上很多煉油廠來說，質(zhì)量過剩、重復調(diào)合以及產(chǎn)品質(zhì)量不合格等問題依然是生產(chǎn)過程中面臨的嚴重問題，它直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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

     扣除調(diào)合成本，成功的調(diào)合可以使得效益增加（即調(diào)合后的成品油總價值大于各組分油價值和），而失敗的調(diào)合可能使得調(diào)合后的成品油總價值僅僅等于甚至低于各組分油價值之和。
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，對成品油的達標提出更苛刻要求
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
競爭的加劇，要求企業(yè)更快應對市場需求
對利潤的追求，要求最大程度降低質(zhì)量損失

    總之，采用先進的調(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解決油品調(diào)合的問題。

1 海南煉化汽油調(diào)合系統(tǒng)的選擇

    基于海南煉化對調(diào)合效益及其調(diào)合效率的深刻認識，在煉廠建設(shè)過程中就提出了調(diào)合優(yōu)化的方向，并對國內(nèi)外的調(diào)合優(yōu)化系統(tǒng)供應商及其技術(shù)進行了深入考察，本著下列幾個原則對供應商進行選擇：
供應商的技術(shù)資質(zhì)，重點是其技術(shù)的先進性
供應商的經(jīng)驗，在國內(nèi)外有無實施過同類項目，實施效果如何
供應商已實施項目的生命周期，是否可以長時間為用戶帶來持續(xù)的經(jīng)濟效益
供應商在國內(nèi)時有無強大的實施隊伍，這是項目實施成功的關(guān)鍵
供應商對海南煉化汽油調(diào)合的理解程度
供應商的調(diào)合系統(tǒng)是否具備升級、擴展及其與其他MES系統(tǒng)等集成的能力

    海南煉化通過詳細的資格審查和細致的方案論證，最后選定了Honeywell公司的BMA在線調(diào)合優(yōu)化系統(tǒng)來進行海南煉化調(diào)合系統(tǒng)的實施。

    Honeywell的調(diào)合優(yōu)化技術(shù)包括了在線和離線兩大部分，他們即可以同時實施，也可以分部單獨實施，即可以最為調(diào)合系統(tǒng)單獨為企業(yè)增效，也可以和其他MES系統(tǒng)等集成應用，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模塊是進行在線調(diào)合優(yōu)化的非線性優(yōu)化器。它基于先進的優(yōu)化技術(shù)，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量指標，組分的成本，組分的可用量和組分質(zhì)量指標來計算調(diào)合屬性。Open BPC在滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標的前提下進行有效的調(diào)合優(yōu)化。Open BPC優(yōu)化器每個控制周期運算一次，根據(jù)分析儀的反饋信號調(diào)整配方，每次優(yōu)化后的配方自動下載到EBC，用以調(diào)整各組分的比率。

    EBC模塊負責管理從調(diào)合開始一直到調(diào)合結(jié)束的整個順序控制過程，確保被調(diào)合產(chǎn)品的各項指標符合質(zhì)量要求。EBC調(diào)合的設(shè)定值來自O(shè)pen BPC模塊或通過手動輸入。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，流量控制器也根據(jù)給定信號對相應的流量進行控制。不論是在調(diào)合的開始階段、穩(wěn)定階段還是結(jié)束階段，都要嚴格控制各組分和添加劑的流量比值，以確保準確地按預定的體積量混合。EBC還負責分析儀信號的處理和其他設(shè)備故障的處理，負責提供在線屬性分析儀界面，顯示分析儀信號，計算屬性的統(tǒng)計值（如平均值）和屬性的偏差。Open BPC利用分析儀的反饋信號可進行調(diào)合優(yōu)化或?qū)傩匝a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)高標號(國三)清潔汽油時，硫含量要求低可能會出現(xiàn)FCC汽油過剩，過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)合有其相對應的油品調(diào)合配方，調(diào)合開始前從BRC配方庫（可更新）下載配方，BRC立即對其有效性進行檢驗，檢測是否可調(diào)出合格產(chǎn)品，BRC會以此數(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)在線分析儀的實時油品分析數(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)量信息可實現(xiàn)自動進入調(diào)合控制系統(tǒng)，無需人工錄入。

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算效益大約為1.24億元人民幣。
計算依據(jù)如下：
1、最新93#和97#汽油價格：6784元/噸，7168元/噸
2、2007年11月-2009年6月 共生產(chǎn)93#汽油266.3萬噸， 97#汽油128.5萬噸
3、辛烷值降低0.1個單位，按每噸汽油可節(jié)省9.6元/噸成本計算
注：（7168-6784）/40=9.6。
4、則投用至今節(jié)省費用：93#汽油辛烷值降低0.36個單位，97#汽油降低0.26個單位     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

    海南煉化汽油調(diào)合系統(tǒng)自投用以來，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)帶來很大的改善和效益：
系統(tǒng)穩(wěn)定性好，汽油指標可以按要求進行卡邊操作，減少了質(zhì)量過剩使用方便自動化程度高，調(diào)合泵等設(shè)備的開停自動完成，無需人工干預一次調(diào)成率高，正常生產(chǎn)時均可一次調(diào)合成功，減少了重調(diào)容易維護

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年成功驗收以來一直運行穩(wěn)定，為海南煉化每年帶來了可觀的經(jīng)濟效益，但也有需要進一步改善的地方：因為只有一個調(diào)合頭，因此同時只能生產(chǎn)一個牌號的汽油，生產(chǎn)效率沒有達到最佳因為只有一個調(diào)合頭，組分罐庫存較高，罐的周轉(zhuǎn)利用率沒有達到最佳由于每個組分都采用組分罐，因此在節(jié)能上還有空間缺乏對汽油硫含量指標的在線監(jiān)控汽油調(diào)和易受到裝置大幅調(diào)整影響，需裝置做出相應配套技術(shù)動改。

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)合對市場變化的應對能力、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)增加一個調(diào)合頭，這樣可以滿足同時調(diào)合兩個牌號的汽油產(chǎn)品對各個組分罐的組分加入調(diào)合的流程稍作改動：各個組分直接參與調(diào)合，過剩時其過剩量返回組分罐，組分量不足時啟動組分泵從組分罐抽出組分油進行補償。

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個組份油流量計；
新增1個壓力變送器；
新增5個調(diào)節(jié)閥； 
新增1個在線分析儀測點；
新增2個總硫分析儀測點；
DCS需要擴展

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)合目標總流量的設(shè)定值通過催化汽油的流量及其配方比例計算出來的，并且根據(jù)它的變化進行實時更新。但有些特殊情況下必須控制催化汽油的流量，當有一種組份油流量達到高限時，催化汽油去過剩罐的調(diào)節(jié)閥會自動打開，此時催化汽油流量就會像其它的組分一樣是可控的，目標總流量將根據(jù)那個已經(jīng)達到最大流量組分的流量及其在總流量中的比例來計算，使各組分流量之間的比例仍然滿足BPC提供的配方比例。當催化汽油餾出口流量降低或催化汽油需求量增大時，其去過剩罐的調(diào)節(jié)閥開度變小，當其開度變?yōu)?或小于0時，表示流量已達最大值，這時就會切換到正常的模式，目標總流量重新由催化汽油的流量參數(shù)計算出來。

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

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

5 結(jié)束語

    隨著世界經(jīng)濟一體化步伐的加快，中國煉油企業(yè)面臨更加激烈的競爭環(huán)境，采用先進的技術(shù)手段和管理手段，提高企業(yè)的運營水平和應對市場變化的能力，已經(jīng)是現(xiàn)代煉油企業(yè)的共識，而先進的調(diào)合技術(shù)正是煉油企業(yè)價值鏈中的重要的一環(huán)，它不但為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，也同時解放了生產(chǎn)力，降低了調(diào)合車間的勞動強度，隨著調(diào)合系統(tǒng)成功的應用越來越多，必將會有更多的煉油企業(yè)采用調(diào)合技術(shù)改善其運營水平。