油品調合系統在華北石化公司的應用

閆宗磊

摘 要：該文根據華北石化公司油品調合的現狀，利用霍尼韋爾公司的調合軟件進行在線優化，根據產品的質量指標計算調合性質，用非線性的計算方法及變模型優化控制技術，結合DCS和近紅外分析儀，開發實施了在線優化調合控制系統，油品在線自動調合可以較好的解決汽油質量指標問題 ，取得了明顯的經濟效益和社會效益，并節約了成本。

關鍵詞：在線調合;優化調合;霍尼韋爾

1 概述

1.1 油品調合系統發展歷史

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

縱觀汽油在線調合技術的發展，從上世紀80年代開始，汽油在線調合和移動自動化技術應運而生，并于90年代初在國外各大煉油廠大規模實施，經過20多年的不斷完善，該技術已經非常成熟。

1.2 油品調合在華北石化目前的現狀

華北石化的汽油在線調合系統采用裝置來油先進罐，然后經過調合泵打入集合管參與調合的工藝流程方案。汽油調合部分沿用現用罐調流程設計方案，并加入對于裝置來組分油直接參與調合的方案設計，既可支持原罐調流程方式，又可支持多路組分油直調方式。華北石化的汽油在線調合系統設置兩個調合頭，調合方式采用在線管道自動調合。1#調合頭和2#調合頭均有7種進料：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;目前調合組分都是從組分罐來，經過相應調合泵進入調合頭。調合成品油品種：國VI92#汽油、國VI95#汽油、92#國VI乙醇組分油、95#國VI乙醇組分油等。調合組分及產品設在線近紅外分析儀，用于監控組分油及產品油質量。調合頭由PBM系統進行控制，通過調節組分油的流量，以確保產品的質量指標合格。

2 油品調合控制系統結構和功能

2.1 油品調合系統的基本結構

油品調合系統包含調合訂單管理（BI）、調合比例控制（PBC）和調合優化控制（PBO）三部分。其中，調合訂單管理和調合優化控制安裝在優化控制服務器（PBOServer）上。調合比例控制邏輯控制程序以控制塊的形式在艾默生DCS的控制器上運行，調合比例控制操作界面部分安裝在調合比例及優化操作站上。優化控制服務器通過交換機與艾默生一臺作為OPC服務器的Base站進行OPC通訊，實現調合系統與DCS系統的數據通訊。

2.2 油品調合的基本功能

2.2.1 調合訂單管理（BI）

調合訂單管理軟件管理所有的調合訂單，包括操作員根據下達的調度指令手動建立的調合訂單以及從調度系統下達的調合訂單。

2.2.2 調合比例控制（PBC）

2.2.2.1 PBC實現在線調合控制功能

調合設定和配方校驗;流量比率控制，計算組分和添加劑的流量及體積;調合的初始化、啟動和停止;調合的重新啟動和調合頭流量調整;監測組分產生的Pace條件;具有調合緊急停車功能;調合監視、監測設備狀態

2.2.2.2 在線分析儀接口

PBC的另一個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據;可進行在線分析儀的模型切換在比例控制模式下，在線分析儀數據可幫助操作員了解各組分及成品油的性質變化，手動調整調合配方;在優化控制模式下，在線分析儀數據提供優化控制的基礎數據，優化軟件。調合頭在線分析儀模型共有92#、95#等多種型號。操作員可以在PBC畫面切換分析儀的模型，以保證分析儀測量值的準確性。

2.2.3 調合優化控制（PBO）

PBO可以在煉油廠汽油、柴油或其他燃料油調合中，通過優化單個組分配方的設定值來提供復雜的質量控制。PBO同調合比例控制（PBC）緊密工作，共同完成基礎的組分配方控制和高級質量控制。PBO使用NOVA優化器，并通過來自在線分析儀的質量測量值和調合模型來確定最佳的組分配方變化。除了質量控制，PBO能提供調合優化報告。

3 實施效果

3.1 汽油在線調合

減少質量過剩，優化調合組分的使用，降低產品和組分的庫存，提高了一次調合合格率，減少由于不合格而進行的重調，使產品的調合更均勻，減少了調合時間。

3.2 效益

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

4 總結

汽油在線調合系統自投用以來運行穩定，成品汽油質量的穩定性得到了提升。該系統的成功投用，一方面大大提高了汽油調合的一次調合合格率;另一方面加深了企業對儲運系統先進管理概念的理解，加強了生產過程的管理和監控，提高了生產的靈活性。隨著汽油在線調合系統使用水平的提高，在線分析儀模型精度的不斷提高，系統的投用效果和效益將更為顯著和持久。