汽油調(diào)合優(yōu)化運(yùn)行

郭超

摘 要：詳述了某煉油公司汽油在線優(yōu)化調(diào)合的工藝原理、工藝流程及控制過(guò)程，通過(guò)總結(jié)6個(gè)批次的生產(chǎn)調(diào)合過(guò)程，驗(yàn)證其運(yùn)行狀況。

關(guān)鍵詞：在線調(diào)合；近紅外分析儀；組分油

汽油調(diào)合是煉廠利用生產(chǎn)的多種汽油組分，按照某種比例配方和添加劑均勻混合得到符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的汽油產(chǎn)品的過(guò)程，是汽油成品出廠的最后一道工序，也是保證汽油質(zhì)量指標(biāo)滿足環(huán)保和使用要求的重要手段，中國(guó)石化天津分公司為了進(jìn)一步提高技術(shù)水平，加大新技術(shù)含量、減少質(zhì)量過(guò)剩，提高一次調(diào)合成功率，創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益，與北京中科誠(chéng)毅自動(dòng)化技術(shù)有限公司一起合作，建立汽油在線優(yōu)化調(diào)合系統(tǒng)。

一、調(diào)合組分

參與調(diào)合的中間組分油為催化汽油、重整汽油、MTBE、混合二甲苯、異辛烷等五種，催化汽油從裝置餾出口出來(lái)經(jīng)過(guò)精制參與調(diào)合，其他中間組分油從組分罐中出來(lái)參與調(diào)合，經(jīng)過(guò)汽油在線調(diào)合，調(diào)合出成品汽油，包過(guò)92#、95#汽油。

二、 結(jié)構(gòu)組成

汽油在線優(yōu)化調(diào)合系統(tǒng)由調(diào)合控制系統(tǒng)和在線分析系統(tǒng)組成。

主要有先進(jìn)的質(zhì)量控制與優(yōu)化（APC）、基本調(diào)合控制（BBC）、在線近紅外分析儀（NIR）反饋控制系統(tǒng)。在線NIR具有分析速度快、精度高的特點(diǎn)，采樣周期3min/次，分析計(jì)算每一組分的參數(shù)，并與目標(biāo)給定值比較，反饋系統(tǒng)對(duì)偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，使精確度大大提高。通過(guò)質(zhì)量控制和優(yōu)化可在保證成品油品質(zhì)的基礎(chǔ)上，達(dá)到成本最優(yōu)化。

三、工藝技術(shù)探討

1.優(yōu)化調(diào)合數(shù)據(jù)

優(yōu)化調(diào)合是在保證成品汽油的品質(zhì)上，成本最小為目標(biāo)函數(shù)J，J=M1×A1+M2×A2+…+Mn×An（最小值）。

其中，M1…Mn——各組分油質(zhì)量流量；

A1…An——各組分油價(jià)格。

催汽的質(zhì)量流量計(jì)顯示的是裝置來(lái)的瞬時(shí)值，優(yōu)化調(diào)合計(jì)算是算出各組分對(duì)催汽的流量比值、MMT添加量；質(zhì)量控制的優(yōu)化輸出變量與催汽的流量的乘積即為基本調(diào)合控制中比值控制器的設(shè)定值，并且全部都適應(yīng)品質(zhì)指標(biāo)及工藝設(shè)備的約束條件，質(zhì)量控制為操作員提供修改約束條件的數(shù)據(jù)輸入點(diǎn)以及人工比值設(shè)定。但是質(zhì)量控制提供的約束條件是經(jīng)過(guò)工藝物料平衡計(jì)算及大量調(diào)合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選的結(jié)果，在正常情況下可以作為靜態(tài)優(yōu)化計(jì)算約束條件的缺省值。

2.在線近紅外分析儀反饋

在線近紅外分析技術(shù)，其基本原理是物質(zhì)分子在近紅外線的照射下會(huì)發(fā)生震動(dòng)能級(jí)的跳躍，并發(fā)生衍射，對(duì)衍射光波進(jìn)行快速掃描能得到各種光譜，與標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫(kù)進(jìn)行比較就能得出各種物質(zhì)的比例并計(jì)算出相應(yīng)的值。

四、工藝技術(shù)方案

向調(diào)合軟件中輸入汽油出廠標(biāo)準(zhǔn)，之后在每批次調(diào)合前，只需輸入以下要求：汽油牌號(hào)、調(diào)合數(shù)量。由于各中間組分管線的探頭可自動(dòng)檢測(cè)各種參數(shù)，優(yōu)化軟件據(jù)此自動(dòng)計(jì)算出調(diào)合配方并下載到控制軟件。

系統(tǒng)啟動(dòng)后，控制軟件先小量調(diào)合并校驗(yàn)分析儀等設(shè)備是否進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)，然后才將調(diào)合量按配方限定各組分流量增長(zhǎng)速度至正常值，在顯示器上可以看到各組分的瞬時(shí)流量、累積流量、各組分的比率、辛烷值、烯烴、芳烴、苯和硫含量等，以及控制棒圖和閥門的開度等有關(guān)參數(shù)。

在臨近達(dá)到本次調(diào)合總量時(shí)，控制軟件會(huì)控制系統(tǒng)降低流量并進(jìn)行最后修正以確保“卡邊”合格。

五、在線優(yōu)化調(diào)合系統(tǒng)的應(yīng)用情況

我公司升級(jí)改造的汽油在線優(yōu)化調(diào)合系統(tǒng)能滿足約130萬(wàn)噸/年的汽油調(diào)合量，系統(tǒng)采用在線優(yōu)化調(diào)合技術(shù)以提高汽油調(diào)合精確度，減少質(zhì)量過(guò)剩。系統(tǒng)以控制辛烷值為主，做到汽油辛烷值富余量不超過(guò)0.3個(gè)單位；硫含量在線檢測(cè)誤差小于2%（硫含量在150ppm以下時(shí)，測(cè)量誤差小于±3ppm）；在線檢測(cè)指標(biāo)控制在出廠標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，一次調(diào)合指標(biāo)合格率100%，一次調(diào)合成功率≥95%。調(diào)合系統(tǒng)的在線控制和檢測(cè)指標(biāo)為：辛烷值（RON）、烯烴、芳烴、苯、硫含量和蒸汽壓，其中烯烴、芳烴和苯含量的在線檢測(cè)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的再現(xiàn)性要求，蒸汽壓做在線觀測(cè)。

第一批次（罐）

成品罐號(hào)：203 京標(biāo)IV 97#汽油

調(diào)合總量：2500噸

初始調(diào)合比例：催化：重整：MTBE=1400：800：300

（比例配方1：0.571：0.25）

調(diào)合設(shè)定值按內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定：RON≥97.3，烯烴≤25，烯烴+芳烴≤58，苯≤0.9，硫含量≤45PPM。

調(diào)合啟動(dòng)把催化汽油流程引進(jìn)203罐，并啟動(dòng)重整和MTBE的調(diào)合泵，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入比例調(diào)合狀態(tài)。在線測(cè)量RON在97.9～98.1之間波動(dòng)。系統(tǒng)投指標(biāo)控制后，重整和MTBE流量自動(dòng)減小，RON隨之變小，先是97.5，然后達(dá)到97.3的設(shè)定值目標(biāo)。本罐汽油最終RON為97.5，富余量控制在0.2以內(nèi)。最終各組分調(diào)合量（流量計(jì)累積值）：

催化：重整：MTBE=1400：783：293

節(jié)約了部分重整汽油和MTBE。

第二批次（罐）

成品罐號(hào)：201 國(guó)標(biāo)III 97#汽油調(diào)合總量：2450噸

初始調(diào)合比例：催化：重整：MTBE=1520：650：280

（比例配方1：0.428：0.184）

調(diào)合設(shè)定值按內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定：RON≥97.3，烯烴≤28%，芳烴≤40%，苯≤0.9%，硫含量≤130PPM。由于加錳，調(diào)合頭RON≥96.3。

調(diào)合投指標(biāo)控制，調(diào)合軟件跟蹤調(diào)合頭工作正常。

本罐汽油最終RON為97.4，富余量控制在0.1以內(nèi)。最終各組分調(diào)合量（流量計(jì)累積值）：

催化：重整：MTBE=1540：652：213

節(jié)約了部分MTBE。

第三批次（罐）

成品罐號(hào)：206 國(guó)標(biāo)III 93#汽油調(diào)合總量：2050噸

初始調(diào)合比例：催化：重整：MTBE=1400：400：250

（比例配方1：0.286：0.179）

調(diào)合設(shè)定值按內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定：RON≥93.7，烯烴≤28%，芳烴≤38%，苯≤0.9%，硫含量≤130PPM。

調(diào)合投指標(biāo)控制，調(diào)合軟件跟蹤調(diào)合頭工作正常。本罐汽油最終RON為93.8，富余量控制在0.1以內(nèi)。最終各組分調(diào)合量（流量計(jì)累積值）：

催化：重整：MTBE=1402：376：251

節(jié)約了部分重整汽油。

六、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)3個(gè)批次的試運(yùn)行，可以證明在線調(diào)合技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）、能夠滿足生產(chǎn)的需要。我公司成品油罐較少，為了能夠滿足儲(chǔ)存、調(diào)合、出廠等正常生產(chǎn)作業(yè)的需要，有必要實(shí)現(xiàn)并完善在線優(yōu)化調(diào)合系統(tǒng)，該系統(tǒng)縮短了調(diào)合、倒罐周期，有效利用現(xiàn)有罐區(qū)庫(kù)存。2）節(jié)約了調(diào)合組分，汽油成品能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量“卡邊”合格，從而優(yōu)化調(diào)合方案，合理匹配資源，節(jié)約優(yōu)先的調(diào)合組分，降低調(diào)合成本，從而取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。3）系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]伍錦榮.汽油調(diào)合自動(dòng)控制系統(tǒng)綜述[J].廣石化科技，2004.

[2]袁洪福，褚小立，陸婉珍.發(fā)展適合我國(guó)煉廠的汽油自動(dòng)調(diào)合成套工藝技術(shù)[J].煉油技術(shù)與工程，2004.