毛愛華（中國石油化工股份有限公司塔河煉化有限責(zé)任公司 庫車 842000）

前言

目前煉油生產(chǎn)企業(yè)的競爭越來越激烈，經(jīng)濟(jì)效益作為衡量一個(gè)企業(yè)競爭力的重要指標(biāo)，將來可能成為煉油企業(yè)開停工的硬性指標(biāo)。煉油生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化需通過優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃來實(shí)現(xiàn)，而優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃的確定通常參考優(yōu)化工具的測算結(jié)果。加工工業(yè)模型化系統(tǒng)（PIMS，即Process Industry Modeling System）是國外煉油企業(yè)廣泛應(yīng)用的一款優(yōu)化軟件[1]，在中國石油化工股份有限公司及其下屬公司也得到了一定程度的推廣[2]。通過將煉油企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)載入PIMS軟件中進(jìn)行模擬，使軟件運(yùn)行結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際相吻合，可根據(jù)不同當(dāng)期價(jià)格體系下的測算結(jié)果確定煉油企業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)化方向。煉油企業(yè)通過優(yōu)化排產(chǎn)煉油年度計(jì)劃、季度計(jì)劃、月度計(jì)劃，并按照優(yōu)化的生產(chǎn)計(jì)劃組織生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)煉油企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營經(jīng)濟(jì)效益的最大化。本文主要介紹塔河煉化有限責(zé)任公司(下稱塔河煉化)使用的PIMS軟件模型及其具體應(yīng)用、取得效果。

一、PIMS軟件的應(yīng)用

1.PIMS軟件模型簡介

PIMS軟件是一系列電子表格，在電子表格中輸入的數(shù)據(jù)是目標(biāo)函數(shù)和約束方程的系數(shù)，它包括Supply/Demand（供需表）、Distillation（原油蒸餾）、Sub-Model（副模組）、Blending（調(diào)和）、Recursion（遞歸）、Miscellaneous（雜項(xiàng)）、Periodic（周期表）；PIMS軟件主要技術(shù)是線性規(guī)劃+遞歸，優(yōu)化目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)效益最大化。

圖1 PIMS軟件工作流程圖

2.PIMS軟件模型校核

PIMS軟件模型應(yīng)用之前要進(jìn)行數(shù)據(jù)校核，從而對(duì)PIMS軟件的結(jié)構(gòu)、功能和數(shù)據(jù)進(jìn)行完善和更新，使模型能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反映企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，為煉油企業(yè)編制生產(chǎn)計(jì)劃和優(yōu)化方案測算奠定基礎(chǔ)。模型校核的主要內(nèi)容包括原油切割數(shù)據(jù)的校核、常減壓裝置校核、二次加工裝置校核、主要二次加工裝置Delta-Base數(shù)據(jù)的校核、產(chǎn)品調(diào)合數(shù)據(jù)的校核、公用工程校核、全廠硫平衡系數(shù)校核等。

表1 2013年實(shí)際數(shù)據(jù)與PIMS模型校核結(jié)果對(duì)比

15.53 1.96 95.73 0.00-0.01 0.01萬噸萬噸61.15 0.00 3.72 3.72 0.00 0.47 0.47自用小計(jì)損失綜合商品率%輕油收率%綜合自用率%加工損失率%物料平衡檢查0.02% % % % 萬噸0.30 15.53 1.95 95.74 61.13 0.30 0.00

以上2013年P(guān)IMS模型校核數(shù)據(jù)與塔河煉化2013年實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)基本吻合，說明可以將此模型應(yīng)用于塔河煉化公司年度計(jì)劃、季度計(jì)劃、月度計(jì)劃的優(yōu)化。

3.PIMS軟件應(yīng)用方法

（1）原油加工量測算

應(yīng)用案例1：原油加工量測算

測算目的：煉油企業(yè)原油加工量是一個(gè)重要指標(biāo)，通過PIMS軟件測算原油加工量變化與經(jīng)濟(jì)效益變化趨勢(shì)，以此為依據(jù)決定公司原油加工量做大還是做小，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化。

測算依據(jù)：PIMS軟件模型中原油及各產(chǎn)品價(jià)格體系采用2014年6月份財(cái)務(wù)預(yù)算價(jià)格體系，PIMS軟件數(shù)據(jù)采用2013年校核數(shù)據(jù)。

測算方案:

CASE1：塔河煉化6月份原油加工量36.0萬噸；

CASE2：在CASE1基礎(chǔ)上降低原油加工量1萬噸，即原油加工量35.0萬噸；

CASE3：在CASE1基礎(chǔ)上降低原油加工量2萬噸，即原油加工量34.0萬噸。

測算結(jié)果與討論:針對(duì)CASE1、CASE2和CASE3得到原油加工量測算表（見表2），PIMS軟件模型測算結(jié)果如圖2所示。

表2 原油加工量方案測算表

圖2 PIMS軟件模型運(yùn)行結(jié)果

由圖2可以看出，原油加工量越小，作為目標(biāo)函數(shù)的經(jīng)濟(jì)效益越低（目標(biāo)函數(shù)包括完全費(fèi)用）。塔河煉化以此為依據(jù)并在總部支持下按36.0萬噸原油加工量進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)，以期達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化。

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)測算

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要測算內(nèi)容：塔河煉化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案測算包括汽油與化工輕油、瀝青與焦化路線、90號(hào)A級(jí)石油道路瀝青與AH-90石油道路瀝青與60號(hào)石油道路瀝青（三種產(chǎn)品添加劑填加比例不同）、2#焦化蠟油回?zé)捴?#焦化裝置等，通過以上測算結(jié)論，決定生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化方向。

應(yīng)用案例2：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)測算(瀝青與焦化路線)

測算目的：利用PIMS軟件測算瀝青與焦化路線經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比，以決策塔河煉化生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化方向。

測算依據(jù)：PIMS軟件模型中原油及各產(chǎn)品價(jià)格體系采用2014年6月份財(cái)務(wù)預(yù)算價(jià)格體系，PIMS軟件數(shù)據(jù)采用2013年校核數(shù)據(jù)。

測算方案：

CASE1：塔河煉化6月份原油加工量36.0萬噸，生產(chǎn)瀝青2.0萬噸；

CASE2：在CASE1基礎(chǔ)上，原油加工量保持不變，壓產(chǎn)瀝青0.5萬噸。

“一帶一路”戰(zhàn)略實(shí)施對(duì)沿線國家都有重要的發(fā)展意義，帶動(dòng)了沿線國家的經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展，順應(yīng)了經(jīng)濟(jì)全球化的大趨勢(shì)。加強(qiáng)各國的交流與聯(lián)系有助于小語種的發(fā)展，了解相關(guān)國家的文化以及借鑒其文獻(xiàn)、文件資料不斷地深入學(xué)習(xí)。

測算結(jié)果與討論：針對(duì)CASE1和CASE2得到按照瀝青與焦化路線生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)測算表（見表3），PIMS軟件模型測算結(jié)果如圖3所示。

表3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案測算表-瀝青與焦化路線

圖3 PIMS軟件模型運(yùn)行結(jié)果

由圖3可以看出，在2014年6月份的產(chǎn)品價(jià)格體系下，壓產(chǎn)0.5萬噸瀝青，經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)上升80.5萬元，說明壓產(chǎn)瀝青，經(jīng)濟(jì)效益上升。以此為依據(jù)，塔河煉化6月份按1.2萬噸產(chǎn)量進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)，以期達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化。

（3）規(guī)劃裝置投產(chǎn)后效益測算

應(yīng)用案例3：規(guī)劃裝置不開工與開工效益測算

測算目的：PIMS軟件可以進(jìn)行規(guī)劃裝置投產(chǎn)前后經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比，以驗(yàn)證規(guī)劃裝置項(xiàng)目可行性。

測算依據(jù)：PIMS軟件模型中原油及各產(chǎn)品價(jià)格體系采用2014年6月份財(cái)務(wù)預(yù)算價(jià)格體系，PIMS軟件數(shù)據(jù)采用2013年校核數(shù)據(jù)，新建裝置數(shù)據(jù)采用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。塔河煉化新建30萬噸/年航煤加氫裝置、60萬噸/年連續(xù)重整裝置、30萬噸/年臨氫異構(gòu)化裝置預(yù)計(jì)于7月份投產(chǎn)。

測算方案：

CASE2：在CASE1基礎(chǔ)上，原油加工量保持不變，開新裝置。

測算結(jié)果與討論：針對(duì)CASE1和CASE2得到規(guī)劃裝置投產(chǎn)后效益測算表（見表4），PIMS軟件模型測算結(jié)果如圖4所示。

表4 規(guī)劃方案測算表-新裝置投產(chǎn)后效益測算

圖4 PIMS軟件模型運(yùn)行結(jié)果

由圖4可以看出，在2014年6月份產(chǎn)品價(jià)格體系下，塔河煉化的新裝置投產(chǎn)后，經(jīng)濟(jì)效益上升顯著，說明塔河煉化的新裝置規(guī)劃項(xiàng)目具有可行性。

4.PIMS軟件應(yīng)用實(shí)施效果

由于目前成品油調(diào)價(jià)是根據(jù)國際原油10個(gè)工作日的變化趨勢(shì)來決定，在下達(dá)優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃之后，成品油等產(chǎn)品價(jià)格發(fā)生變化時(shí)，需在生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行過程中進(jìn)一步利用PIMS軟件模型進(jìn)行優(yōu)化測算，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)優(yōu)化方向，且實(shí)達(dá)到生產(chǎn)經(jīng)營效益最大化。

表5 2013年利用PIMS軟件測算案例統(tǒng)計(jì)

1 1 1 1 1原油不同流向?qū)Ρ葴y算2014年4季度生產(chǎn)國IV汽油測算冬季增產(chǎn)-20號(hào)柴油效益測算生產(chǎn)裝置停工方面測算優(yōu)化控制異構(gòu)化燒焦時(shí)間，增產(chǎn)汽油測算350萬噸/年系列裝置停工檢修時(shí)間測算裝置規(guī)劃方面測算2014年原油加工方案測算2014年重質(zhì)配套項(xiàng)目投產(chǎn)后月度測算合計(jì) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 3

表6 2013年利用PIMS軟件測算案例實(shí)施統(tǒng)計(jì)

1 1 1化工輕油和93號(hào)汽油不同牌號(hào)瀝青效益原油不同流向?qū)Ρ壬a(chǎn)裝置停工方面實(shí)施優(yōu)化控制異構(gòu)化燒焦時(shí)間，增產(chǎn)汽油合計(jì) 2 2 2 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 1 1

2013年利用PIMS軟件重點(diǎn)測算了原油加工量不同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益、采用瀝青和焦化路線時(shí)經(jīng)濟(jì)效益、汽油與化工輕油效益（規(guī)劃裝置投產(chǎn)后經(jīng)濟(jì)效益）等，在年度、季度、月度生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)過程中以測算方案優(yōu)化結(jié)果為依據(jù)，使公司生產(chǎn)計(jì)劃按最優(yōu)化方案排產(chǎn)，并按優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)；當(dāng)生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行過程中產(chǎn)品價(jià)格發(fā)生變時(shí)，及時(shí)利用PIMS軟件測算生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化方向，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)。

綜上所述，塔河煉化2013年每月利用PIMS軟件測算優(yōu)化案例3例，2013年全年應(yīng)用PIMS軟件測算優(yōu)化案例36項(xiàng)，測算增加效益5316.64萬元；實(shí)際實(shí)施19項(xiàng)，實(shí)際增加經(jīng)濟(jì)效益1269.09萬元。

結(jié)束語

1.通過PIMS軟件模型數(shù)據(jù)校核，PIMS軟件能夠如實(shí)模擬塔河煉化生產(chǎn)實(shí)際情況。

2.在不同當(dāng)期下原油及產(chǎn)品價(jià)格體系下，PIMS軟件能夠準(zhǔn)確測算各方面生產(chǎn)優(yōu)化方向，塔河煉化以PIMS軟件測算結(jié)果為依據(jù)，能夠優(yōu)化年度、季度、月生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)，并以優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃組織生產(chǎn)；當(dāng)在生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行過程中產(chǎn)品價(jià)格發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)利用PIMS軟件測算生產(chǎn)優(yōu)化方向并調(diào)整生產(chǎn)，使生產(chǎn)全過程處于優(yōu)化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)經(jīng)營經(jīng)濟(jì)效益的最大化并取得了良好的實(shí)施效果；同時(shí)使煉油企業(yè)的競爭力大幅提高。

[1]劉德偉.PIMS在天津分公司的應(yīng)用.石化技術(shù)，2003,10(3):39—41.

[2]任家軍.煉油企業(yè)級(jí)PIMS模型的開發(fā)與應(yīng)用.石油煉制與化工，2006,36(5):62-65.