應用S-GROMS模型研究某石化公司汽油品質升級方案

摘要：運用S-GROMS模型研究某石化公司升級京VIB指標汽油的方案，通過測算發現，在正常工況以及增產增銷三甲苯與重芳烴兩種方案下，雖然可以滿足汽油品質升級要求，但是重整裝置負荷需控制在偏低水平，不利于公司整體效益；在增產增銷三甲苯與重芳烴的同時安排二甲苯抽出方案下，可以實現在滿足生產京VIB指標汽油的基礎上，同時保證重整裝置高負荷運行。

關鍵詞：S-GROMS模型；汽油品質；升級方案

中圖分類號：TE626.21 文獻標志碼： A 文章編號： 1004-0935（2025）02-0331-04

交通運輸行業為全球第二大碳排放源，是引發全球氣候變化的主要因素。2022年中國新能源車市場占比為25.8%，燃油車占比仍高達7成以上，交通運輸業中傳統能源需求仍占主導[1]。目前中國汽車行業CO2的排放年均增長15%，占中國CO2排放的主要份額[2]。為深化落實“碳達峰、碳中和”目標，控制碳排放量，持續升級油品質量至關重要，其也成為目前各大煉油企業面臨的重大挑戰[3-5]。表1列出了我國在不同階段汽油質量升級的指標情況，從國I-國VIA的升級道路上，首先實現了對硫含量的限制，其次對芳烴、烯烴含量進行了嚴格控制，大量減少了汽車尾氣中SOX、NOX、CO、苯等有毒有害物質的相對排放量，其間各大煉油企業通過技術改造與創新，順利實現了升級目標[6-9]。2023年全國各大煉廠生產汽油已全面執行國VIB指標，烯烴含量控制在不大于15（v/v）%，已優于歐VI標準對烯烴含量限值的規定。未來，更嚴格的京VIB汽油標準也將到來，對于煉油企業來說，研究未來如何順利實現更高標準汽油的升級方案勢在必行。

1某石化汽油生產調和情況、京VIB汽油指標及S-GROMS簡介

1.1某石化汽油生產調和情況

某石化擁有2套催化裂化裝置（60萬t·年-1+140萬t·年-1）與2套連續重整裝置（均為80萬t·年-1），另有1套加氫裂化裝置（140萬t·年-1），公司汽油生產調和組分主要包括：2套催化裝置精制汽油、2套連續重整裝置產的重整汽油、苯抽提抽余油、加氫裂化輕石腦油、自產與外購MTBE油、外購異辛烷。汽油生產調和流程如圖1所示，2套常減壓蒸餾裝置產的初常頂石腦油與加氫裂化裝置產的重石腦油作為連續重整裝置原料，產出重整汽油、三甲苯與重芳烴；2套催化裂化裝置產出的催化汽油進入S-Zorb裝置吸附脫硫精制，另加氫裂化裝置輕石腦油進入S-Zorb裝置穩定系統降低蒸汽壓后進入汽油池；在罐區通過在線調和系統將各組分通過調和后生產符合質量標準的92#國VI汽油、95#國VI汽油、98#國VI汽油、92#出口汽油等產品。

從某石化2021年成品汽油成績（表2）可以看出，成品汽油中烯烴含量、氧含量、餾程指標都有較大富余，比較卡邊的指標主要是辛烷值與芳烴含量，從日常汽油調和的情況發現，該公司為了實現效益最大化，主要保持芳烴指標卡邊控制，為了保證組分平衡，該公司需要外購MTBE與異辛烷提高汽油池辛烷值同時降低汽油池芳烴含量。

1.2京VIB汽油指標

京VIB汽油指標如表3所示，可以看出，在烯烴含量與芳烴含量控制上相比國VIB都更加嚴格，從該公司的汽油池情況來看，烯烴含量與餾程指標基本滿足京VIB指標，主要難點還是對芳烴含量的控制。

1.3S-GROMS簡介

全局資源優化模型系統（Sinopec-global Resource Optimization Modeling System，S-GROMS）軟件由中國石化人工智能技術聯合研發中心開發的計劃優化軟件[10]，主要是利用運籌學和線性規劃理論，解決實際生產問題，為煉化企業生產計劃優化提供技術支撐，為企業的生產經營提供決策依據，提高企業經營的科學性與有效性。其應用范圍廣泛，可用于原料優化、產品結構優化、中間物料流向優化、油品調和優化、尋找系統瓶頸等。

2結果與討論

2.1正常工況方案

2.1.1測算目的

根據2021年公司各裝置實際餾出口成績，按照京VIB汽油指標，通過S-GROMS模型模擬調和汽油生產，確定在正常工況下是否可以滿足汽油指標升級要求，研究主要限制條件。

2.1.2方案設定

某公司正常工況下各組分量與性質情況如表4所示。

2.1.3測算結果

通過S-GROMS優化測算后，產品產量及質量成績如表5所示，各組分用量情況如表6所示。在滿足京VIB指標情況下，公司汽油產量在222.78萬t·年-1，三甲苯產量17.65萬t·年-1，重芳烴產量6.00萬t·年-1。從各組分調入情況看，由于芳烴含量限制，兩套重整的重整汽油有31.07萬t·年-1未能調入成品汽油中，其中芳烴含量更高的1號重整汽油僅調入了2.25萬t·年-1。按照重整汽油的調入量換算，預計兩套重整裝置的負荷需要控制在64%左右的水平（相比設計能力，下同），屬于極低狀態，作為副產廉價氫氣的重整裝置來說，對公司整體效益不利，同時長時間低負荷運行會提高裝置運行的安全隱患。所以降低重整汽油中的芳烴組分是公司實現京VIB標準汽油順利升級的關鍵。

2.2增產增銷三甲苯與重芳烴方案

2.2.1測算目的

安排三甲苯與重芳烴按最大能力抽出，降低重整汽油中芳烴含量，通過S-GROMS模型模擬調和汽油生產，確定在此種情況下是否可以滿足汽油指標升級要求。

2.2.2方案設定

該公司通過增產增銷三甲苯與重芳烴，從而降低重整汽油芳烴含量，各組分量與性質情況如表7所示。

2.2.3測算結果

通過S-GROMS優化測算后，產品產量及質量成績如表8所示，各組分用量情況如表9所示，在滿足京VIB指標情況下，公司汽油產量在227.78萬t·年-1，三甲苯產量24.85萬t·年-1，重芳烴產量8.40萬t·年-1。從各組分調入情況看，兩套重整的重整汽油仍有18.80萬t·年-1未能調入成品汽油中，其中芳烴含量更高的1號重整汽油僅調入了0.60萬t·年-1。按照重整汽油的調入量換算，預計2套重整裝置的負荷需要控制在72%的水平，仍處于低負荷狀態。

2.3產銷三甲苯與重芳烴同時安排二甲苯抽出

方案

2.3.1測算目的

為保證某公司所產汽油在滿足京VIB指標的基礎上，2套重整裝置高負荷運行，實現效益最大化，考慮繼續將重整汽油中的二甲苯抽出，進一步降低重整汽油的芳烴含量，通過S-GROMS模型模擬調和汽油生產，確定能否在生產滿足京VIB指標的汽油基礎上滿足兩套重整裝置高負荷運行。

2.3.2方案設定

繼續將重整汽油中的二甲苯抽出，進一步降低重整汽油的芳烴含量，二甲苯抽出后各組分量與性質情況如表10所示。

2.3.3測算結果

通過S-GROMS優化測算后，產品產量及質量成績如表11所示，各組分用量情況如表12所示，在滿足京VIB指標情況下，公司汽油產量在237.82萬t·年-1，三甲苯產量24.68萬t·年-1，重芳烴產量8.40萬t·年-1。從各組分調入情況看，2套重整的重整汽油全部調入成品汽油中，2套重整裝置的負荷可以提至87%的高負荷水平，實現方案設定目標。

3結 論

1）正常工況下，在滿足生產京VIB指標汽油情況下，公司汽油產量在222.78萬t·年-1，三甲苯產量17.65萬t·年-1，重芳烴產量6.00萬t·年-1，此時兩套重整裝置的負荷需要控制在64%左右的水平，對公司整體效益不利。

2）通過增產增銷三甲苯與重芳烴，產銷量分別增加至24.85萬t和8.40萬t，從而降低重整汽油中芳烴含量，此時在滿足生產京VIB指標汽油情況下，二套重整裝置負荷可以提高至72%，仍處于低負荷狀態。

3）繼續安排二甲苯抽出，從而進一步降低重整汽油中芳烴含量，此時在滿足生產京VIB指標汽油情況下，二套重整裝置負荷可以提高至87%的水平，實現高負荷運行。

參考文獻：

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Applying the S-GROMS Model to Study the Gasoline Quality Upgrading Project for a Petrochemical Company

XU Xiaolong

（Sinopec Shanghai Gaoqiao Petrochemical Co.， Ltd.， Shanghai 200129， China）

Abstract： This article uses the S-GROMS model to study the project of a certain petrochemical company to upgrade the Beijing VIB level gasoline. Through calculation， it is found that although it can meet the upgrading requirements of gasoline quality under normal operating conditions and increasing production of trimethylbenzene and heavy aromatics. The load of the reforming unit needs to be controlled at a low level， which is not conducive to the overall efficiency of the company. By arranging a xylene extraction plan while increasing production of trimethylbenzene and heavy aromatic hydrocarbons， it is possible to achieve high load operation of the reforming unit while meeting the requirements of Beijing VIB level gasoline.

Key words： S-GROMS model; Gasoline quality; Upgrading project