93號車用汽油調合硫含量卡邊控制預測模型的建立

梁成龍 黃瑋瑋(中國石油集團蘭州石化分公司油品儲運廠油品調合車間，甘肅 蘭州 730060)

93號車用汽油調合硫含量卡邊控制預測模型的建立

梁成龍 黃瑋瑋(中國石油集團蘭州石化分公司油品儲運廠油品調合車間，甘肅 蘭州 730060)

隨著社會的不斷發展進步，燃料清潔化的概念正在逐步深入人心，人們對環境的保護也越來越重視，對汽油中硫含量的限制也越來越嚴格。

汽油調合；硫含量；卡邊控制；93號車用汽油

1 調合背景

油品儲運廠現在所采用的是在線控制比例和罐式循環相結合的調合方式，主要生產93號、97號、98號三種牌號的車用汽油，為有效利用現有的組份，提高一次調合的合格率，增加高附加值產品的產出，達到國V質量標準中硫含量指標小于等于10ppm的要求，本文以93號車用汽油的調合生產過程作為研究對象，建立93號車用汽油硫含量的預測模型，力求探索車用汽油調合硫含量卡邊生產的規律。

2 現狀分析

根據2016年1至4月份的調合情況統計可知，93號車用汽油的調合中，硫含量較高的組份有加氫汽油、催化汽油、醚化汽油以及車用生成油；其次，自3月中下旬開始，催化汽油開始大量摻與該廠93號車用汽油的調合，但催化汽油的硫含量數值偏高且不穩定，容易造成成品油硫含量數值的大幅度波動，也會造成一次調合合格率降低、調合成本增加等問題。

3 解決方案

3.1 機理分析

因目前無法對各種調合組份的硫含量進行實時檢測，因此，本文采用軟測量的基本思想，即把自動控制與生產工藝過程有機結合起來，對于一些難于測量或者暫時不能測量的重要變量（稱之為主導變量），這里即為成品硫含量，選擇另外一些容易測量的變量（稱之為輔助變量），即調合組份C5、MTBE、乙苯、二甲苯、加氫汽油、車用異辛烷、重芳烴、甲苯、醚化汽油以及催化汽油的摻調比例等可知值，通過構成某種數學關系來對其進行推斷和估計。

3.2 數據采集和處理

3.2.1 數據采集和剔除

統計3月中下旬催化汽油開始大量摻調至4月底的93號車用汽油組份的調合數據，即輔助變量的測量數據，以及93號車用汽油成品罐的檢驗分析數據，即主導變量的測量數據作為初始數據，根據拉依達準則，剔除數據組中偏差大于3σ的數值以及異常數據，最終得到有效數據群86組。

3.2.2 建立測量模型

通過對2016年1至4月份的各組份調合比例和成品硫含量的分析可知，成品的硫含量的值是由組份的硫含量值以某種特定的比例經過線性疊加所得到的，因此，假設有因變量Y和m個自變量X1，X2，…，Xm，建立一個從m個不相關變量Xi到估計量Y的線性映射：

其中，Y——硫含量值；X1——C5調合比；

X2——MTBE調合比；

X3——乙苯調合比；

X4——二甲苯調合比

X5——加氫汽油調合比；

X6——車用異辛烷調合比；

X7——重芳烴調合比；

X8——甲苯調合比；

X9——醚化汽油調合比；

X10——催化汽油調合比。

用矩陣可以表示為：

其中，X=[X1，X2，…，Xm]即為n×m維過程輸入數據，即摻調組份的比例數據矩陣（n——統計次數；m——自變量數）；

Y=[y1，y2，…，yn]T即為n×1維的過程輸出數據，即硫含量的檢驗值數據矩陣；

A-[A1，A2，…，Am]即為m×1維系數矩陣。

求解系數矩陣，計算可得，

因此，可以得到最終的硫含量線性模型為：

4 模型檢驗

為了校驗上述模型的準確程度和可運行程度，本文將該廠5月93號車用汽油的成品硫含量的測量值與通過模型計算出的預測值進行了對比，可得兩者之間偏差平均數為1.68，相對較小，因此，排除測量時的人為檢驗誤差以及調合時組份比例控制誤差，該模型在汽油調合時對硫含量值的預測上具有一定的可行性。

5 結語

第一，該預測模型對93號車用汽油的調合具有一定的指導意義；通過對硫含量的預測，可以在開始調合之前對各調合組份的所占比例進行更精確化的范圍規定，在一定程度上避免了因為經驗主義而造成的調合成品硫含量值富余過大，從而能提高了一次調合的合格率。

第二，該模型也為其余牌號的車用汽油，如97號、98號車用汽油調合的硫含量的卡邊控制提供了相應的借鑒方法，同時，該模型的建立過程，也為其余汽油調合的生產模型，如辛烷值模型等的建立提供了一定的思路與方法。

[1]李建雄.基于DCS控制的汽油在線管道優化調合系統的研究與實現，2006.

[2]鄭衛東.基于精益生產的汽油在線調合優化系統研究，2009.

[3]王妍，朱文娟，李建雄.蘭州石化汽油在線管道調合的應用.甘肅科技，2009.

[4]馮作文，李葉.蘭州石化自主開發汽油在線優化調合技術.中國石油報，2009.

梁成龍（1978-）男，漢族，甘肅定西人，工程師，主要從事石油煉制工作.

汽油調合作為汽油生產過程中的最后一環，將直接影響到汽油產品的質量。因此，如何控制好汽油調合時各組份的比例，做到調合過程硫含量質量指標的卡邊生產，是保證高附加值汽油產品有效產出的基本前提。