PIMS在一體化裝置原料采購中的應用

錢勁軍(福建聯合石油化工有限公司，福建 泉州 362800)

0 引言

世界煉油業集中度進一步提升，規模化、大型化、一體化趨勢明顯。新建項目陸續投產，產能嚴重過剩[1]。煉油行業競爭加劇，國內大型煉油企業紛紛引進線性規劃工具，建立全流程模型，在原料選擇、計劃排產、長遠規劃中尋找優化增效機會。在典型的煉廠中，原油成本占運營成本90%以上，利用先進工具根據企業流程特點及市場產品需求快速確定最優化的原油品種及數量，可以為企業節省投入成本。原油價格受多種因素的影響，原油的實際品質差異與升貼水并不保持線性的相關性[2]，而利用PIMS全流程模型測算、制定采購計劃對于優化煉廠原油采購具有重要意義。

1 PIMS介紹

Aspen PIMS(Process Industry Modeling System)是一個功能強大的用于過程工業經濟規劃的工具軟件，采用線性規劃技術來優化過程工業中各單元的操作與設計，可以自動將物料性質傳遞到下游裝置，具備非線性回歸建模、數據輔助及先進的分布式回歸等功能。已廣泛應用于煉油化工企業，用于物料采購優化、產品生產計劃、技術評估、工廠擴建規劃等方面。

2 PIMS在F煉廠中的應用

F煉廠是一家煉油化工一體化企業，擁有1 400萬噸/年煉油能力，同時擁有100萬噸/年乙烯、80萬噸/年芳烴裝置以及PP、PE、EO/EG 等一系列化工及配套裝置。煉廠于2008年投入運營后，逐步完善了PIMS模型，具備全流程測算能力。隨著國內新增煉油產能快速投產以及獨立煉廠成品油定價優勢，F煉廠汽油、柴油、航煤等中間餾分油銷售量呈逐年下降趨勢，煉油負荷與化工原料缺口的矛盾日趨明顯，F煉廠需要通過采購石腦油來補充化工裝置原料。在現有的裝置約束條件下，F煉廠迫切地需要在可以選擇的原料范圍內找到最合適其加工的原料采購方案，以實現煉廠效益的最大化。

2.1 PIMS在石腦油采購中的應用

石腦油是主要的化工原料，也會作為汽油調和組分。作為乙烯原料時，液化氣又可以有季節性的替代性。石腦油的價格影響因素多，變化幅度大[3]。F煉廠單月加工外購石腦油達10萬噸，可優化空間大。

考慮到季節性、當前價格及供需情況，以MOPJ-Brent為70、85美元/噸估價，分別可采購1～5萬噸/月，進行測算，結果如表1所示。

表1 外購石腦油加工經濟性

當MOPJ-Brent為70美元/噸時(CASE1～CASE5)，多加工石腦油，降低原油加工量的效益更好。當MOPJ-Brent擴大至85美元/噸時(CASE6～CASE10)，加工石腦油的經濟性在3～4萬噸之間出現效益臨界點，加工3.8萬噸石腦油時整體的經濟性最佳。

在特定的輕重油價差條件下，設置合適的石腦油敏感性測試方案，可以找到最優化的外購石腦油的采購方案。

2.2 PIMS在優化原油加工量上的應用

在國內成品油定價機制下，主營煉廠內貿汽油、柴油的生產毛利維持穩定水平，而獨立煉廠因各種因素汽柴油價格低于主營煉廠價格，不斷搶占市場份額。對于F煉廠，除了逐年減少的汽柴油銷量，影響原油加工量的因素還有石腦油等非原油原料加工量，非受限產品的產量(如瀝青、液化氣、硫磺等)。以85萬噸±5萬噸固定加工量來設置CASE，測算結果如表2所示。

表2 原油加工量敏感性分析

加工85萬噸原油的毛利最高，但是83萬噸與85萬噸毛利僅有81萬元的差距，經過對原油走勢的分析后，認為后續油價上漲機會較小，多加工2萬噸原油帶來的收益與風險不匹配。一般情況下采取保守策略，選擇略低于最高效益點的加工量。

通過PIMS方案比較，結合市場研判，可以確定最優化的原油加工量方案。

2.3 PIMS在選擇現貨原油品種上的應用

業內一些煉廠計算保本價[4-5]來選擇現貨原油。F煉廠按加工方案進行效益比較也具有可行性。一般情況，大型煉廠均有一定比例的長約原油品種，以確保原油的供應，其次采購現貨原油補充。F煉廠簽訂原油供應協議，確保了主要原油的數量、品種、船期的穩定，同時在現貨市場尋找機會，尋求效益最大化。在煉廠的實際運行過程中，一般月份加工2～3種沙特原油，最多加工2種其他原油。對于單系列常減壓來說，同時加工過多品種不利于原油調和、船期保證、資源落實及平穩生產。

方案設置以4種沙特常規原油(AXL、AL、AM、AH)為基礎方案，分別加1船現貨原油進行測算。結算結果如表3所示。

表3 4+1原油方案測算

相對于全沙特油方案，CASE2-CASE5方案效益更佳。穆爾班和扎庫姆是效益最明顯的現貨油種。而烏拉爾等4種原油經濟性與沙特油相當，再對EFS(BRENT-Dubai)價差，同體系下輕重油價差，不同區域運費點貼水等做進一步評估，再次測算比較。

以“長約+1船現貨原油”加工方案進行測算比較，更加直觀的找到效益更優的現貨原油，也更具實際操作性。

3 結語

石腦油與原油價差變化大，通過PIMS測算可以找到最佳采購點。嚴控庫存、以銷定產是企業的主要策略。通過PIMS測算，結合市場走勢，找到效益與風險平衡的加工量。采用“長約+1船現貨方案測算法”相較于“保本價”比較法，更能直觀體現加工現貨原油的經濟性。因此，加強PIMS在一體化裝置原料采購中的應用，有助于煉化企業在激烈競爭的環境中實現效益優化與風險管控。