PIMS技术在生产经营优化中的应用

2012-10-20焦彤

河南化工 2012年5期

关键词：异构化丁烯外销

焦彤

(中国石化中原石油化工有限责任公司，河南濮阳 457000)

PIMS技术在生产经营优化中的应用

焦彤

(中国石化中原石油化工有限责任公司，河南濮阳 457000)

通过对“中原石化碳四综合利用装置的开工方案优化”这一案例设定多个CASE进行测算对比分析，阐明了PIMS技术在企业生产经营优化方面深化应用的重要性和必要性。

中原;PIMS;优化 ;应用

1 PIMS技术简介及应用

1.1 PIMS 技术简介

PIMS是AspenTech公司在1984年开始正式发行的主要用于流程工业生产计划优化软件，它利用线性规划、递归等技术，在企业提供足够及准确的生产、调和、质量、财务、公用工程、采购销售等数据的条件下，建立数学模型，模拟炼化企业生产经营过程，对企业的不同生产、经营等方案进行比较，提供最优生产经营方案。这项技术现已被世界数家石油石化企业选用。实践表明，利用PIMS技术优化资源配置是合理使用和发挥资源价值的有效手段。PIMS测算可以针对企业装置特点，优化原油采购、加工方案、产品结构等，充分发挥企业的特色，提高企业整体经济效益。

中国石化在上世纪末引进 PIMS技术，引进PIMS十年来，已在多层次、多领域广泛应用该软件，促进了生产经营优化工作的开展。2008年，中石化18家化工企业开发投用了中国石化化工生产计划与效益测算系统，包括优化模型子系统、计划管理子系统、分析报表子系统，总部利用PIMS对优化排产和生产方案进行测算，提高了排产的准确率，同时总部引导企业优化原油采购、生产方案和产品结构，使各项技术经济指标不断得到提升。

1.2 PIMS技术在生产经营优化中的作用

炼化企业装置数量多，产品的种类、牌号多，生产周期长，工艺流程复杂。具体到某一特定装置，不同的生产参数对应不同的生产方案，不同的生产方案又对应一系列不同的输入、输出物料，有的输出物料直接作为产品出售，有的送往其他装置继续加工，有的部分销售部分继续加工。确定生产过程必须经过事先测算，以保证装置的物料平衡、产品质量合格、装置运行正常。在此基础上，还要尽可能提高经济效益，其难度可想而知，而PIMS的应用，使这一问题变得相对容易。

借助PIMS软件，用户花很少的时间可以完成大量的工作，进而能根据瞬息万变的化工原料和产品市场，对装置工艺流程优化及物料去向优化及时做出反应，做出快速准确的决策，特别是复杂的全面优化决策，最终实现企业经济效益最大化的目标。目前，PIMS现已成为中石化企业生产经营优化中不可或缺的工具。

2 应用案例

中原石化公司碳四综合利用装置的开工方案优化

2.1 测算目的

中原石化生产工艺流程相对比较简单，装置之间多是刚性连接，优化余地不大，但碳四综合利用装置和苯抽提装置的开工负荷是和市场联系较密切的两套装置，市场的变化对装置的开工、开工负荷及开工方案的选择影响较大，其优化空间很大。尤其是随着2008年底陆续开工投产了碳四优化项目、异构化项目，优化的需求更加迫切。这两个项目和原混合碳四装置紧紧地糅合在一起，加工方案呈多元化态势，而不同的加工方案原料投入和产品产出变化较大，那么究竟哪种加工方案更符合公司效益最大化的要求呢?利用PIMS模型，建立不同的加工方案，根据当期的价格，运行优化获得公司效益最大的方案成为最好的选择。

2.2 测算条件

测算采用2010年单周期计划PIMS模型及2009年6月销售结算价格体系。

基础CASE设定:丁烯－1外购、炼厂碳四外购、丁烯－1销售、混合碳四销售等约束条件全部放开，碳四装置自由优化。

2.3 测算方案

2.3.1 方案一

对比基础CASE，建立碳四混合利用装置的四种开工方案:①不开碳四装置，外购丁烯－1;②不外销丁烯－1;③开异构化，外销丁烯－1;④开异构化，不外销丁烯－1。

方案一测算结果。经过PIMS测算，在2009年6月销售结算价格体系下，以“开异构化单元，外销丁烯－1”效益最好。四种加工方案效益从高到底分别是:开异构化单元，外销丁烯－1→不外销丁烯－1→开异构化，不外销丁烯－1→不开碳四装置，外购丁烯－1。各项指标对比情况见表1。

表1 方案一碳四效益测算指标对比表

2.3.2 方案二

根据之前测算结果，在现有的价格体系下，以“开异构化单元，外销丁烯－1”方案最为优化方案，那么，当混合碳四的价格提高到多少的时候，可以不开或低负荷开异构化单元而直接外销混合碳四呢?通过继续设置一系列CASE，逐步提高混合碳四价格，测算装置开工情况。

方案二测算结果。价格变动后异构化单元开工及混合碳四销售情况见表2。

表2 方案二碳四效益测算指标对比表

由以上测算结果可以总结到以下两点:①当混合碳四销售价格在现有基础上提高730元以上，即与丁烯－1价差大于510元时，可降低异构化单元负荷，保持能够满足聚乙烯装置对丁烯－1的需求量即可，富裕混合碳四直接外销。②当混合碳四销售价格在现有基础上提高1190元以上，即与丁烯－1价差大于970元时，停开异构化装置直接外销混合碳四效益最好。