焦 彤

(中國(guó)石化中原石油化工有限責(zé)任公司，河南濮陽(yáng) 457000)

PIMS技術(shù)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化中的應(yīng)用

焦 彤

(中國(guó)石化中原石油化工有限責(zé)任公司，河南濮陽(yáng) 457000)

通過對(duì)“中原石化碳四綜合利用裝置的開工方案優(yōu)化”這一案例設(shè)定多個(gè)CASE進(jìn)行測(cè)算對(duì)比分析，闡明了PIMS技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化方面深化應(yīng)用的重要性和必要性。

中原;PIMS;優(yōu)化 ;應(yīng)用

1 PIMS技術(shù)簡(jiǎn)介及應(yīng)用

1.1 PIMS 技術(shù)簡(jiǎn)介

PIMS是AspenTech公司在1984年開始正式發(fā)行的主要用于流程工業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化軟件，它利用線性規(guī)劃、遞歸等技術(shù)，在企業(yè)提供足夠及準(zhǔn)確的生產(chǎn)、調(diào)和、質(zhì)量、財(cái)務(wù)、公用工程、采購(gòu)銷售等數(shù)據(jù)的條件下，建立數(shù)學(xué)模型，模擬煉化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程，對(duì)企業(yè)的不同生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)等方案進(jìn)行比較，提供最優(yōu)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方案。這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已被世界數(shù)家石油石化企業(yè)選用。實(shí)踐表明，利用PIMS技術(shù)優(yōu)化資源配置是合理使用和發(fā)揮資源價(jià)值的有效手段。PIMS測(cè)算可以針對(duì)企業(yè)裝置特點(diǎn)，優(yōu)化原油采購(gòu)、加工方案、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等，充分發(fā)揮企業(yè)的特色，提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。

中國(guó)石化在上世紀(jì)末引進(jìn) PIMS技術(shù)，引進(jìn)PIMS十年來，已在多層次、多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用該軟件，促進(jìn)了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化工作的開展。2008年，中石化18家化工企業(yè)開發(fā)投用了中國(guó)石化化工生產(chǎn)計(jì)劃與效益測(cè)算系統(tǒng)，包括優(yōu)化模型子系統(tǒng)、計(jì)劃管理子系統(tǒng)、分析報(bào)表子系統(tǒng)，總部利用PIMS對(duì)優(yōu)化排產(chǎn)和生產(chǎn)方案進(jìn)行測(cè)算，提高了排產(chǎn)的準(zhǔn)確率，同時(shí)總部引導(dǎo)企業(yè)優(yōu)化原油采購(gòu)、生產(chǎn)方案和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷得到提升。

1.2 PIMS技術(shù)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化中的作用

煉化企業(yè)裝置數(shù)量多，產(chǎn)品的種類、牌號(hào)多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，工藝流程復(fù)雜。具體到某一特定裝置，不同的生產(chǎn)參數(shù)對(duì)應(yīng)不同的生產(chǎn)方案，不同的生產(chǎn)方案又對(duì)應(yīng)一系列不同的輸入、輸出物料，有的輸出物料直接作為產(chǎn)品出售，有的送往其他裝置繼續(xù)加工，有的部分銷售部分繼續(xù)加工。確定生產(chǎn)過程必須經(jīng)過事先測(cè)算，以保證裝置的物料平衡、產(chǎn)品質(zhì)量合格、裝置運(yùn)行正常。在此基礎(chǔ)上，還要盡可能提高經(jīng)濟(jì)效益，其難度可想而知，而PIMS的應(yīng)用，使這一問題變得相對(duì)容易。

借助PIMS軟件，用戶花很少的時(shí)間可以完成大量的工作，進(jìn)而能根據(jù)瞬息萬(wàn)變的化工原料和產(chǎn)品市場(chǎng)，對(duì)裝置工藝流程優(yōu)化及物料去向優(yōu)化及時(shí)做出反應(yīng)，做出快速準(zhǔn)確的決策，特別是復(fù)雜的全面優(yōu)化決策，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)。目前，PIMS現(xiàn)已成為中石化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化中不可或缺的工具。

2 應(yīng)用案例

中原石化公司碳四綜合利用裝置的開工方案優(yōu)化

2.1 測(cè)算目的

中原石化生產(chǎn)工藝流程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，裝置之間多是剛性連接，優(yōu)化余地不大，但碳四綜合利用裝置和苯抽提裝置的開工負(fù)荷是和市場(chǎng)聯(lián)系較密切的兩套裝置，市場(chǎng)的變化對(duì)裝置的開工、開工負(fù)荷及開工方案的選擇影響較大，其優(yōu)化空間很大。尤其是隨著2008年底陸續(xù)開工投產(chǎn)了碳四優(yōu)化項(xiàng)目、異構(gòu)化項(xiàng)目，優(yōu)化的需求更加迫切。這兩個(gè)項(xiàng)目和原混合碳四裝置緊緊地糅合在一起，加工方案呈多元化態(tài)勢(shì)，而不同的加工方案原料投入和產(chǎn)品產(chǎn)出變化較大，那么究竟哪種加工方案更符合公司效益最大化的要求呢?利用PIMS模型，建立不同的加工方案，根據(jù)當(dāng)期的價(jià)格，運(yùn)行優(yōu)化獲得公司效益最大的方案成為最好的選擇。

2.2 測(cè)算條件

測(cè)算采用2010年單周期計(jì)劃PIMS模型及2009年6月銷售結(jié)算價(jià)格體系。

基礎(chǔ)CASE設(shè)定:丁烯－1外購(gòu)、煉廠碳四外購(gòu)、丁烯－1銷售、混合碳四銷售等約束條件全部放開，碳四裝置自由優(yōu)化。

2.3 測(cè)算方案

2.3.1 方案一

對(duì)比基礎(chǔ)CASE，建立碳四混合利用裝置的四種開工方案:①不開碳四裝置，外購(gòu)丁烯－1;②不外銷丁烯－1;③開異構(gòu)化，外銷丁烯－1;④開異構(gòu)化，不外銷丁烯－1。

方案一測(cè)算結(jié)果。經(jīng)過PIMS測(cè)算，在2009年6月銷售結(jié)算價(jià)格體系下，以“開異構(gòu)化單元，外銷丁烯－1”效益最好。四種加工方案效益從高到底分別是:開異構(gòu)化單元，外銷丁烯－1→不外銷丁烯－1→開異構(gòu)化，不外銷丁烯－1→不開碳四裝置，外購(gòu)丁烯－1。各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比情況見表1。

表1 方案一碳四效益測(cè)算指標(biāo)對(duì)比表

2.3.2 方案二

根據(jù)之前測(cè)算結(jié)果，在現(xiàn)有的價(jià)格體系下，以“開異構(gòu)化單元，外銷丁烯－1”方案最為優(yōu)化方案，那么，當(dāng)混合碳四的價(jià)格提高到多少的時(shí)候，可以不開或低負(fù)荷開異構(gòu)化單元而直接外銷混合碳四呢?通過繼續(xù)設(shè)置一系列CASE，逐步提高混合碳四價(jià)格，測(cè)算裝置開工情況。

方案二測(cè)算結(jié)果。價(jià)格變動(dòng)后異構(gòu)化單元開工及混合碳四銷售情況見表2。

表2 方案二碳四效益測(cè)算指標(biāo)對(duì)比表

由以上測(cè)算結(jié)果可以總結(jié)到以下兩點(diǎn):①當(dāng)混合碳四銷售價(jià)格在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高730元以上，即與丁烯－1價(jià)差大于510元時(shí)，可降低異構(gòu)化單元負(fù)荷，保持能夠滿足聚乙烯裝置對(duì)丁烯－1的需求量即可，富?；旌咸妓闹苯油怃N。②當(dāng)混合碳四銷售價(jià)格在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高1190元以上，即與丁烯－1價(jià)差大于970元時(shí)，停開異構(gòu)化裝置直接外銷混合碳四效益最好。

2.4 主要結(jié)論

由測(cè)算結(jié)果可知，碳四裝置的異構(gòu)化單元提高了丁烯－1收率，在丁烯－1銷售價(jià)為3418.8元，混合碳四價(jià)格為3198.44元時(shí)，外銷丁烯－1比直接銷售混合碳四具有較高的效益。而當(dāng)混合碳四銷售價(jià)格與丁烯－1價(jià)差大于510元直至970元時(shí)，可降低負(fù)荷或不開異構(gòu)化單元直接外銷混合碳四效益較好。

3 應(yīng)用效果

根據(jù)PPIMS的測(cè)算結(jié)果，公司決策及時(shí)調(diào)整了加工方案，由碳四綜合利用裝置全部消化了混合碳四，同時(shí)將產(chǎn)品丁烯－1富裕部分外銷，由丁烯－1需求方變?yōu)楣?yīng)方，當(dāng)期為公司帶來效益約300萬(wàn)元(未考慮該裝置的折舊、管理和人工成本等費(fèi)用)。

4 結(jié)論

PIMS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大提高了計(jì)劃編制的效率和準(zhǔn)確性。通過PIMS進(jìn)行方案比較測(cè)算，選擇最佳加工方案，做出科學(xué)的決策，來增加企業(yè)效益。及時(shí)收集整理企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際狀況對(duì)PIMS模型進(jìn)行維護(hù)更新，提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

TQ062.1

B

1003－3467(2012)05－0041－02

2012－01－14

焦 彤(1970－)，女，工程師，從事計(jì)劃管理及石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究工作，電話:(0393)4471309。