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RPMS在炼化企业中的应用(1)

2017-08-30 05:52 随着原油资源的紧缺、国际市场原油价格高企，中国加入WTO对石化行业的冲击，石化行业将面临越来越激烈的市场竞争。近年来，我国沿海石化企业加工的进口原油数量、品种不断增加，以前只加工大庆、胜利原油的品种单一局面已不复存在，因此只凭经验进行原油计划与调度的优化显得越来越力不从心。随着信息化产业的迅速发展，信息化产业与传统产业的结合已成为一种必然趋势。由于信息化产业的融入，传统产业的发展也得到了提升。目前世界上已有160多家炼化企业使用先进优化排产工具软件(如Honeywell RPMS、ASPENPIMS及PROS—炼油厂图形建模计划优化软件等)，RPMS是Refinery and Petrochemical Modeling System的缩写，即炼油和石油化工建模系统，由Honeywell HiSh—spec开发的一个线性规划软件。RPMS是炼厂和石油化工企业中建立和维护计划模型的程序、数据库和接口的综合体。所采用的优化技术，是通过对非线性工艺组合的优化，用于决策支持的一系列连续线性规划。RPMS模型的主要功能有原油选择、产品数量优化、产品性质传递等，最终以经济效益为目标函数，通过调整各产品分布获得效益最大化。RPMS模型可用于炼化企业排产，原油采购指导，确定炼化企业合理的原油加工量，炼化企业的效益测算以及炼化企业动态硫分布的测算等。 　　1　RPMS模型的开发　　为了合理利用原油资源和装置能力，降低成本，提高产品质量，优化产品结构，降低库存，提高管理水平，取得最大经济利润，需要解决以下问题：　　①原油及中间物料如何选购?②采用何种加工方案?③生产什么产品?④如何优化调度?⑤如何寻找最佳操作点?⑥如何实现产品结构优化?⑦储运系统如何合理调配?　　根据以上问题，结合原油数据库、过程模拟、线性规划等技术，建立开发RPMS模型，其中包括：　　①开发带有AGO和石脑油PONA值分析数据的原油数据库，研究原油混炼对炼油化工一体化装置的影响。　　②建立开发生产装置物料与产品收率模型，研究物料性质变化对产品收率的影响。　　③在生产计划层建立开发炼化企业If模型，利用原油数据库、装置数据模型，考虑各装置约束、公司指令性计划、政策约束，考虑原料和产品市场价格，以炼化企业总体经济效益最优为目标函数，作出全流程(包括炼油、芳烃、乙烯三线)的最佳生产运行计划方案。　　④开发油品优化调和系统，实现罐的合理调配。　　⑤针对主要装置，建立装置动态过程数学模型，用以预测原料变化、操作条件改变、生产工艺改变对产品收率的影响，研究装置性能，优化操作。　　RPMS模型以Business.FLEX中的高级计划调度优化为主体，与原油评价数据库相结合以企业利润为目标函数，采用线性规划技术，使用先进的优化器(柏林大学开发的MOPS优化器和Dash协会的XPRESS优化器)对RPMS的数学模型进行寻优求解，从而解决炼化企业的计划与调度的优化问题。线性规划技术中的分布式递归能自动将物料性质传递到下游装置，使RPMS将原料性质的变化与产品性质的变化联系起来。RPMS模型为处理非线性问题和其他难于收敛的模型，提供了一种专门的递归技术，这种专门的递归技术称作“连续的线性规划”(SLP)。RPMS模型还使用混合整数规划，可以轻松地建立任何时间段的决策程序。混合整数规划是一种允许决定某原料必须最小量买入，或者一点也不购买的处理技术，它的另一个流行的用法是决定过程单元处理量的最小缩减率。　　2　RPMS模型在炼化企业排产中的应用　　炼化企业的排产非常重要，它直接影响着企业的经济效益。炼化企业的排产要考虑企业各装置的加工能力、装置性能及状况(适合加工低硫原油或含硫原油)、原油价格、产品价格、产品结构等许多因素。2006年初，中国石化上海石油化工股份有限公司炼化部(以下简称炼化部)在RPMS模型上对沙轻、阿曼、沙超轻、罕戈、马西拉、惠州、文昌、番禹、西江、尼罗河、韦杜里、辛塔、卡宾达、杰诺、黑狮等二十几种原油进行年度排产方案的效益测算，筛选出4种优化加工方案，效益对比情况见表1。　　从表1可以看出，其中的“方案3”效益最好。本次测算的最优加工方案得到了中国石化专家组的肯定，同时也成为上海石化2006年度的原油加工排产方案。　　3　RPMS模型在原油采购中的应用　　炼化企业生产计划排定以后，接下来就要采购原油。由于原油市场瞬息万变，原来计划购买的原油可能在市场上已采购不到，这时就要根据原油市场动态状况临时改变原油采购计划。比如，在炼化部2005年第2季度计划中，6月份准备采购74kt尼罗河原油，但在4月底时却发现市场上已很难采购到尼罗河原油。于是在RPMS模型上对尼罗河原油以各种原油进行替代，具体数据见表2。