油品調(diào)合系統(tǒng)在華北石化公司的應(yīng)用

閆宗磊

摘 要：該文根據(jù)華北石化公司油品調(diào)合的現(xiàn)狀，利用霍尼韋爾公司的調(diào)合軟件進(jìn)行在線優(yōu)化，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算調(diào)合性質(zhì)，用非線性的計(jì)算方法及變模型優(yōu)化控制技術(shù)，結(jié)合DCS和近紅外分析儀，開發(fā)實(shí)施了在線優(yōu)化調(diào)合控制系統(tǒng)，油品在線自動(dòng)調(diào)合可以較好的解決汽油質(zhì)量指標(biāo)問題 ，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并節(jié)約了成本。

關(guān)鍵詞：在線調(diào)合;優(yōu)化調(diào)合;霍尼韋爾

1 概述

1.1 油品調(diào)合系統(tǒng)發(fā)展歷史

汽油調(diào)合是煉廠利用生產(chǎn)的多種汽油組份，按某種比例配方和添加劑均勻混合得到符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的汽油產(chǎn)品的過程，是汽油成品出廠的最后一道工序，也是保證汽油質(zhì)量指標(biāo)滿足環(huán)保和使用要求的重要手段。近年來，隨著我國(guó)環(huán)保部門對(duì)汽油排放指標(biāo)限制越來越嚴(yán)格，除辛烷值的要求外，對(duì)烯烴、芳烴、苯和硫含量等都有嚴(yán)格的限制指標(biāo)，這使汽油調(diào)合工藝的優(yōu)化生產(chǎn)更加復(fù)雜;加之我國(guó)煉廠所加工的原油種類變化頻繁以及加工方案的不同，造成了催化裂化穩(wěn)定汽油等主要調(diào)合組分的性質(zhì)如烯烴和辛烷值變化也相對(duì)較大，汽油調(diào)合的難度明顯加大。

縱觀汽油在線調(diào)合技術(shù)的發(fā)展，從上世紀(jì)80年代開始，汽油在線調(diào)合和移動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并于90年代初在國(guó)外各大煉油廠大規(guī)模實(shí)施，經(jīng)過20多年的不斷完善，該技術(shù)已經(jīng)非常成熟。

1.2 油品調(diào)合在華北石化目前的現(xiàn)狀

華北石化的汽油在線調(diào)合系統(tǒng)采用裝置來油先進(jìn)罐，然后經(jīng)過調(diào)合泵打入集合管參與調(diào)合的工藝流程方案。汽油調(diào)合部分沿用現(xiàn)用罐調(diào)流程設(shè)計(jì)方案，并加入對(duì)于裝置來組分油直接參與調(diào)合的方案設(shè)計(jì)，既可支持原罐調(diào)流程方式，又可支持多路組分油直調(diào)方式。華北石化的汽油在線調(diào)合系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)調(diào)合頭，調(diào)合方式采用在線管道自動(dòng)調(diào)合。1#調(diào)合頭和2#調(diào)合頭均有7種進(jìn)料：2#重整汽油、3#重整汽油、S-ZORB汽油、輕石腦油、MTBE、抽余油、烷基化油;目前調(diào)合組分都是從組分罐來，經(jīng)過相應(yīng)調(diào)合泵進(jìn)入調(diào)合頭。調(diào)合成品油品種：國(guó)VI92#汽油、國(guó)VI95#汽油、92#國(guó)VI乙醇組分油、95#國(guó)VI乙醇組分油等。調(diào)合組分及產(chǎn)品設(shè)在線近紅外分析儀，用于監(jiān)控組分油及產(chǎn)品油質(zhì)量。調(diào)合頭由PBM系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過調(diào)節(jié)組分油的流量，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)合格。

2 油品調(diào)合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

2.1 油品調(diào)合系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

油品調(diào)合系統(tǒng)包含調(diào)合訂單管理（BI）、調(diào)合比例控制（PBC）和調(diào)合優(yōu)化控制（PBO）三部分。其中，調(diào)合訂單管理和調(diào)合優(yōu)化控制安裝在優(yōu)化控制服務(wù)器（PBOServer）上。調(diào)合比例控制邏輯控制程序以控制塊的形式在艾默生DCS的控制器上運(yùn)行，調(diào)合比例控制操作界面部分安裝在調(diào)合比例及優(yōu)化操作站上。優(yōu)化控制服務(wù)器通過交換機(jī)與艾默生一臺(tái)作為OPC服務(wù)器的Base站進(jìn)行OPC通訊，實(shí)現(xiàn)調(diào)合系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊。

2.2 油品調(diào)合的基本功能

2.2.1 調(diào)合訂單管理（BI）

調(diào)合訂單管理軟件管理所有的調(diào)合訂單，包括操作員根據(jù)下達(dá)的調(diào)度指令手動(dòng)建立的調(diào)合訂單以及從調(diào)度系統(tǒng)下達(dá)的調(diào)合訂單。

2.2.2 調(diào)合比例控制（PBC）

2.2.2.1 PBC實(shí)現(xiàn)在線調(diào)合控制功能

調(diào)合設(shè)定和配方校驗(yàn);流量比率控制，計(jì)算組分和添加劑的流量及體積;調(diào)合的初始化、啟動(dòng)和停止;調(diào)合的重新啟動(dòng)和調(diào)合頭流量調(diào)整;監(jiān)測(cè)組分產(chǎn)生的Pace條件;具有調(diào)合緊急停車功能;調(diào)合監(jiān)視、監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)

2.2.2.2 在線分析儀接口

PBC的另一個(gè)主要功能是提供與在線分析儀的接口，包括下面的功能：可讀取在線分析儀的數(shù)據(jù);可進(jìn)行在線分析儀的模型切換在比例控制模式下，在線分析儀數(shù)據(jù)可幫助操作員了解各組分及成品油的性質(zhì)變化，手動(dòng)調(diào)整調(diào)合配方;在優(yōu)化控制模式下，在線分析儀數(shù)據(jù)提供優(yōu)化控制的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，優(yōu)化軟件。調(diào)合頭在線分析儀模型共有92#、95#等多種型號(hào)。操作員可以在PBC畫面切換分析儀的模型，以保證分析儀測(cè)量值的準(zhǔn)確性。

2.2.3 調(diào)合優(yōu)化控制（PBO）

PBO可以在煉油廠汽油、柴油或其他燃料油調(diào)合中，通過優(yōu)化單個(gè)組分配方的設(shè)定值來提供復(fù)雜的質(zhì)量控制。PBO同調(diào)合比例控制（PBC）緊密工作，共同完成基礎(chǔ)的組分配方控制和高級(jí)質(zhì)量控制。PBO使用NOVA優(yōu)化器，并通過來自在線分析儀的質(zhì)量測(cè)量值和調(diào)合模型來確定最佳的組分配方變化。除了質(zhì)量控制，PBO能提供調(diào)合優(yōu)化報(bào)告。

3 實(shí)施效果

3.1 汽油在線調(diào)合

減少質(zhì)量過剩，優(yōu)化調(diào)合組分的使用，降低產(chǎn)品和組分的庫(kù)存，提高了一次調(diào)合合格率，減少由于不合格而進(jìn)行的重調(diào)，使產(chǎn)品的調(diào)合更均勻，減少了調(diào)合時(shí)間。

3.2 效益

華北石化公司自油品在線調(diào)合系統(tǒng)投用以來，帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益：辛烷值過剩平均降低0.1，全年節(jié)省資金約兩千萬元。另外一次調(diào)合合格率提高了約10%，提高至95%，從而比避免了二次調(diào)合，節(jié)省了大量人力物力。

4 總結(jié)

汽油在線調(diào)合系統(tǒng)自投用以來運(yùn)行穩(wěn)定，成品汽油質(zhì)量的穩(wěn)定性得到了提升。該系統(tǒng)的成功投用，一方面大大提高了汽油調(diào)合的一次調(diào)合合格率;另一方面加深了企業(yè)對(duì)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)先進(jìn)管理概念的理解，加強(qiáng)了生產(chǎn)過程的管理和監(jiān)控，提高了生產(chǎn)的靈活性。隨著汽油在線調(diào)合系統(tǒng)使用水平的提高，在線分析儀模型精度的不斷提高，系統(tǒng)的投用效果和效益將更為顯著和持久。