应用PIMS模型技术优化汽油生产方案

范蕾蕾

应用PIMS模型技术优化汽油生产方案

范蕾蕾

（中国石化塔河炼化有限责任公司, 新疆 库车 842000）

介绍了加工工业模型化系统（PIMS）的基本功能，塔河炼化公司利用PIMS系统，结合企业实际情况，在连续重整装置原料选择、产品结构调整、汽油调和方案等方面对汽油生产进行优化，以降低柴汽比，提高企业经济效益。

PIMS；生产优化；汽油；经济效益

PIMS 是一个功能强大的用于过程工业经济规划的软件，采用线性规划技术来优化过程工业的运行和设计，包括物性传递、非线性回归、数据辅助功能及先进的分布递归方法。其适用范围广泛，可用于生产计划优化、库存和供应管理、经济技术评价、确定装置瓶颈及改扩建装置规模等[1]。

中国石化在20世纪末引进PIMS技术，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。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[2]。

塔河炼化公司多年来为提高经济技术指标，挖潜增效，持续开展生产优化工作，利用PIMS软件，建立符合公司实际情况的模型，根据装置构成和市场需求，以效益最大化为目标，优化加工方案，充分利用有限的生产资源，进行生产计划的优化，取得了较好的成效。

1 汽油组分生产装置状况

塔河炼化公司拥有一套90万吨/年连续重整装置（其连续重整部分加工能力为60万吨/年）和一套30万吨/年临氢异构化装置，均为2014年7月份正式投产。汽油组分生产装置原料及产品如图1所示,两套常压装置与两套汽柴油加氢精制装置生产的石脑油作为重整预加氢原料，经预加氢装置分离的轻石脑油与精制石脑油进入临氢异构化与连续重整装置，分别生产异构化汽油和重整生成油（或重整汽油）作为汽油调和组分，再通过添加一定比例的MTBE，经调和生产符合国六标准的92号、95号汽油，但由于重整汽油与异构化汽油产量的不匹配，重整汽油富余较多，其作为石脑油产品出厂，其余副产品还有氢气及液化气，其中氢气进入系统管网供其他耗氢装置使用，液化气作为产品出厂。2019年6月建成投产一套与连续重整配套的52万吨/年二甲苯分离装置，将重整生成油中的混合二甲苯分离出来，作为产品销售。

图1 汽油组分生产装置示意图

由于市场需求的变化及产品价格的波动，如何调整以上装置的负荷，安排重整汽油、汽油与混合二甲苯的产销计划，实现效益最大化，成为生产优化的一项重点工作。

2 应用PIMS模型优化汽油生产

2.1 掺炼油田轻烃增产汽油

2.1.1 测算目的

90万吨/年连续重整装置开工后，由于重整汽油产量与异构化汽油产量不匹配，满足调和汽油产品后，重整汽油每月仍有0.8~1.5万吨的富余量，此部分作为石脑油外供内地企业，由于运输距离长、运费高，互供价格远远低于成品汽油。为减少重整汽油富余量，提高汽油产量，公司提出了外购油田轻烃作为重整预加氢原料，通过提高拔头油收率增产异构化汽油的方案，为此应用PIMS模型测算掺炼油田轻烃经济效益情况，以进行生产优化。

2.1.2 方案设定

方案1: 原油加工量41万吨，不加工油田轻烃。

方案2: 原油加工量41万吨，掺炼油田轻烃0.40万吨。

2.1.3 测算结果及结论

表1 掺炼油田轻烃效益测算表

通过以上测算可以看出，掺炼油田轻烃0.40万吨，增产汽油0.41万吨，减少外卖重整汽油0.09万吨，增加经济效益425.50万元，即每掺炼1吨油田轻烃提高效益1 064元。2019年公司每月根据价格体系变化跟踪测算掺炼油田轻烃效益情况，每吨掺炼效益在600~1 500元范围内波动，全年累计掺炼油田轻烃4.90万吨，同比增长3.42万吨。

2.2 汽油调和优化

2.2.1 测算目的

公司以重整汽油、异构化汽油、MTBE作为汽油调和组分，主要生产国六标准的92号汽油、95号汽油，其中95号汽油由于市场需求有限，月度产量约4 000~7 000吨，其余汽油组分均用于调和92号汽油，同样由于重整汽油的富余，在调和汽油时如何通过优化调和方案，提高重整汽油调和比例，又确保经济效益，成为汽油生产优化一项工作。

2.2.2 方案设定

方案1至方案5：在40.50万吨原油加工量下，根据92号汽油调和模型计算出5组汽油调和方案，其中MTBE调和比例分别为5.8%、7.0%、8.5%、10.0%、12.0%。由表4可以看出，随着MTBE调和比例的增加，重整汽油调和用量增大。

表2 92号汽油调和方案表

2.2.3 测算结果及结论

图2 92号汽油调和效益趋势图

通过以上测算可以看出，MTBE调和比例由5.8%至8.5%，利润增加相对明显；但由于疆内MTBE资源有限，方案3至方案5新增MTBE需进行疆外采购，导致采购成本的上升，因此8.5%~10.0%区间利润上升缓慢，而超过10%调和比例后利润基本不再上升。综合考虑产品质量、MTBE资源量及经济效益，决定92号汽油调和MTBE添加比例控制在7%左右。

2.3 重整汽油与二甲苯排产优化

2.3.1 测算目的

2019年6月与连续重整配套的52万吨/年二甲苯分离装置投产，将重整生成油中的混合二甲苯分离出来，作为产品销售，采用PIMS模型测算对比销售重整汽油与混合二甲苯经济效益情况，以指导生产计划优化方向。

2.3.2 方案设定

方案1: 原油加工量41.0万吨，不生产混合二甲苯，外卖重整汽油。

方案2: 原油加工量41.0万吨，二甲苯分离装置开工，生产混合二甲苯，重整汽油不外卖。

2.3.3 测算结果及结论

表3 重整汽油与二甲苯效益测算表

通过以上测算可以看出，在测算产品价格体系下，二甲苯分离装置开工可生产混合二甲苯1.02万吨，同时增产汽油0.35万吨，在41.0万吨原油加工量下可增加效益1403.13万元。公司根据此测算方案，优化重整装置操作及汽油调和，2019年7月份富余重整汽油减产至0.28万吨，2019年8月份实现重整汽油全部调和汽油，不再外卖。

2.4 汽油与二甲苯排产优化

2.4.1 测算目的

公司于6月份新增产品混合二甲苯，随着销售旺季的到来及市场的逐步开拓，混合二甲苯价格由最初的6月份4 500元上涨至9月份5 500~6 000元，因此对汽油与二甲苯经济效益的测算成为新的优化方向。

2.4.2 方案设定

方案1: 原油加工量40.0万吨，生产混合二甲苯1.06万吨。

方案2:原油加工量40.0万吨，通过调整装置操作，优化汽油调和，增产混合二甲苯0.10万吨。

2.4.3 测算结果及结论

表4 汽油生产效益测算表

通过以上测算可以看出，方案2增产混合二甲苯0.1万吨，减产汽油0.17万吨，经济效益增加179.96万元，每增产1吨二甲苯相对于生产92号汽油增加效益约1 800元。根据此测算，公司2019年9、10月份优化生产，分别较计划增产混合二甲苯0.12万吨、0.16万吨。

3 结束语

（1）PIMS模型比较详细地描述了企业生产加工过程，具有较强的实用性，可以广泛地应用于生产计划的编制与优化。

（2）塔河炼化公司通过PIMS模型进行汽油生产方案的比较测算，选择最佳加工方案，实现了重整汽油组分不再外卖，汽油产品增产增收，2019年汽油产品收率达到12.04%，同比增长1.33%，累计柴汽比下降至3.90（2018年柴汽比为4.33）。

（3）为了提高计算结果的准确性和时效性，更加有效地指导实际生产经营，在以后的工作中还要全面收集整理企业生产经营过程中的基础数据，根据生产实际状况及时对PIMS 模型进行维护更新。

［1］叶卫东，郑晓军. PIMS在中国石化武汉分公司的应用[J]. 化工进展，2007，26（1）：126-129．

［2］焦彤. PIMS技术在生产经营优化中的应用，河南化工[J]. 2012，29（3）：41-43．

Optimization of Gasoline Processing Scheme by Using PIMS Model

（Sinopec Tahe Petrochemical Co., Ltd., Xinjiang Kuche 842000, China）

The basic functions of the processing industry modeling system (PIMS) were introduced. Sinopec Tahe petrochemical Co., Ltd. optimizes the gasoline production in the aspects of raw material selection of continuous catalytic reforming unit, product structure adjustment, gasoline blending planin combination with the actual situation of the company, so as to reduce the ratio of diesel to gasoline and improve the economic benefits of the company.

PIMS; Production optimization; Gasoline; Economic benefits

2020-03-26

范蕾蕾（1983-），女，工程师，硕士，辽宁省锦州市人，2009年毕业于大连理工大学化学工艺专业，现从事炼油生产计划与生产优化管理工作。

TE 62

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1004-0935（2020）05-0498-04