張德浩

(中國石油化工股份有限公司煉油事業(yè)部，北京 100728)

對于一般煉廠而言，原油采購成本通常占煉油成本的90%以上。隨著煉油產(chǎn)業(yè)精細(xì)化發(fā)展以及國際原油市場變化，先進(jìn)程度較高的煉廠逐漸開始重視原油優(yōu)化采購管理工作，通過不斷努力尋找性價比高的油種以獲得更高的煉油利潤。近年來，很多煉廠在生產(chǎn)經(jīng)營活動中開始使用PIMS、RSIM等軟件優(yōu)選加工油種和安排生產(chǎn)計劃。PIMS軟件是美國ASPEN公司專門向煉化企業(yè)開發(fā)的計劃優(yōu)化管理系統(tǒng)，PIMS軟件以線性規(guī)劃、遞歸技術(shù)為依托，以生產(chǎn)利潤最大化為最終目標(biāo)，通過先進(jìn)的線性規(guī)劃求解器得出優(yōu)化結(jié)果，在企業(yè)生產(chǎn)計劃安排、物料流向優(yōu)化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、原油采購方面發(fā)揮著重要重用。RSIM是英國KBC公司的產(chǎn)品，融合了煉油反應(yīng)動力學(xué)包Profimatics以及大量的經(jīng)驗公式，可以實現(xiàn)全煉廠物料和能量平衡測算、物流組份性質(zhì)預(yù)測、傳遞和調(diào)合，能夠進(jìn)行煉油廠全流程模擬計算。煉油廠利用RSIM模型可以結(jié)合煉油反應(yīng)機理，通過優(yōu)化裝置原料構(gòu)成和加工工藝，針對不同性質(zhì)的煉油組分采用最合適的加工路線和操作參數(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化裝置運行參數(shù)的目的。我們可以結(jié)合二者優(yōu)勢，通過更為精細(xì)和科學(xué)的計算獲得更為優(yōu)化的原油采購和生產(chǎn)計劃，從而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

在實際生產(chǎn)經(jīng)營活動中，我們經(jīng)過一系列優(yōu)化測算后，獲得了較為優(yōu)化的原油采購方案，但優(yōu)化原油采購不僅僅需要考慮優(yōu)化原油種類和數(shù)量，我們還要考慮能否與附近煉廠集中采購，實現(xiàn)海外原油運輸拼裝優(yōu)化。除此之外，從原油采購到進(jìn)入蒸餾裝置加工之前我們必須考慮將所采購的進(jìn)口原油利用現(xiàn)有儲運設(shè)施輸轉(zhuǎn)入廠。下面就以A煉廠原油優(yōu)化采購過程為例來說明。

1 企業(yè)概況

A企業(yè)為國內(nèi)某油化一體企業(yè)，成立于上世紀(jì)60年代，經(jīng)過幾代建設(shè)者的不懈奮斗，A企業(yè)已發(fā)展成為具有千萬噸煉油能力、80萬噸乙烯生產(chǎn)能力的大型煉化一體化企業(yè)。目前擁有生產(chǎn)裝置62套、輔助裝置68套，可生產(chǎn)94個品種、431個牌號的石油化工產(chǎn)品。

A企業(yè)主要加工進(jìn)口原油及部分國內(nèi)原油，現(xiàn)有800萬噸/年蒸餾裝置加工高硫原油為主同時摻煉部分低硫重質(zhì)原油，350萬噸/年蒸餾裝置加工低硫油為主。

A企業(yè)擁有140萬噸/年延遲焦化裝置以及加工總量280萬噸/年催化裝置，重質(zhì)原油加工能力較強。焦化裝置原料為高硫渣油、丙烷脫油瀝青、催化油漿。催化裂化裝置原料為加氫蠟油及低硫渣油。

2 應(yīng)對國際油市變化，積極測算保效益

原油離岸價格(FOB)由基準(zhǔn)價及貼水構(gòu)成。不同原油會根據(jù)其性質(zhì)去掛靠不同的基準(zhǔn)油，如低硫原油基準(zhǔn)價一般會掛靠布倫特原油價格作為其基準(zhǔn)價，含硫及高硫原油基準(zhǔn)價一般會掛靠迪拜原油或阿曼原油價格作為其基準(zhǔn)價?；鶞?zhǔn)價和貼水會根據(jù)市場供需關(guān)系的變化而變化。當(dāng)國際原油市場供需關(guān)系發(fā)生變化時，不同基準(zhǔn)原油之間的價差就會發(fā)生變化。同時，一般來說原油隨著其密度、硫含量、酸含量的升高，其貼水也會越來越深。在種類繁多的原油中，我們就需要通過測算來選擇性價比更高的原油。

2017年上半年，國際市場原油市場發(fā)生較大變化，在OPEC努力執(zhí)行減產(chǎn)協(xié)議及美國、利比亞、尼日利亞等國家增產(chǎn)原油等因素的影響下，高低硫原油價差不斷縮窄乃至倒掛。同時，南美重質(zhì)原油貼水較深，對重質(zhì)原油加工能力富裕的企業(yè)而言，具有一定性價比。

在這種背景下，A企業(yè)使用PIMS軟件及時進(jìn)行測算，測算所使用的原油價格包含基準(zhǔn)價、貼水、海外運費、國內(nèi)運雜費。

在PIMS模型中更新原油價格及對應(yīng)的產(chǎn)品價格后，設(shè)定原油加工總量為75萬噸左右，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)滿足成品油配置計劃及化工互供料需求，其他測算條件不做嚴(yán)格約束，通過測算，原油加工方案如下:

測算結(jié)果中包含卡斯蒂利亞原油8萬噸左右。表明在高低硫價差縮窄、重質(zhì)油貼水加深的時候，增加布倫特計價的卡斯蒂利亞原油能夠提高A煉廠效益。

3 研究劣質(zhì)原油加工方案，提高企業(yè)盈利能力

卡斯蒂利亞原油產(chǎn)自南美國家哥倫比亞，鑒于其貼水較深，還有很多重油處理能力富裕的企業(yè)愿意加工，以降低原油成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

表1 PIMS初步測算結(jié)果

卡斯蒂利亞原油屬含硫中間基重質(zhì)含油，金屬含量、殘?zhí)季^高，且渣油收率高，渣油一般作為焦化裝置原料。但卡斯蒂利亞原油渣油中瀝青質(zhì)含量高、膠質(zhì)含量低、膠體在加熱爐中破壞后就容易形成彈丸焦。A煉廠曾經(jīng)試煉過卡斯蒂利亞原油，當(dāng)摻煉比例超過15%之后，焦化裝置出現(xiàn)彈丸焦，影響焦化裝置安全平穩(wěn)操作，也影響石油焦產(chǎn)品質(zhì)量。所以，生產(chǎn)部門要求控制卡斯蒂利亞原油在蒸餾裝置的加工比例不超過15%。

表2 卡斯蒂利亞原油基本性質(zhì)

4 調(diào)研廠外儲運設(shè)施，充分利用現(xiàn)有條件調(diào)和原油

A煉廠采購的進(jìn)口原油在到港后卸貨后，會暫時存放在碼頭油罐，待商檢、法檢等計量工作之后，將該批原油輸轉(zhuǎn)至中轉(zhuǎn)油庫。隨后通過長距離管輸設(shè)施將原油輸送至廠內(nèi)原油罐，經(jīng)過簡單混合后，供蒸餾裝置加工。

A煉廠進(jìn)口原油采用一程海運至T港口或C港口，卸至T港口或C港口罐區(qū)，再輸送至T中轉(zhuǎn)罐區(qū)，然后長輸進(jìn)廠，進(jìn)廠后經(jīng)過簡單調(diào)和作為4#蒸餾裝置原料。

然而，經(jīng)過研究廠內(nèi)調(diào)和設(shè)施條件，如果卡斯蒂利亞原油卸港后，不在廠外做任何調(diào)和，經(jīng)過長輸管道順序輸送直接進(jìn)入A煉廠原油罐區(qū)，罐區(qū)原油泵將因流量最小流量限制，無法滿足進(jìn)蒸餾裝置卡斯蒂利亞原油比例低于15%的要求。所以，必須依托廠外調(diào)和設(shè)施進(jìn)行初步調(diào)和，才有可能滿足裝置加工需求。

經(jīng)過研究，具體方案如圖所示，當(dāng)T中轉(zhuǎn)罐區(qū)A罐在輸油時，還剩下其他原油約3萬噸時，向A罐混入卡斯蒂利亞原油3萬噸，將卡斯蒂利亞原油比例降至50%，然后通過T罐區(qū)精密配輸設(shè)備將A罐與B罐原油進(jìn)行1:3調(diào)和，這樣卡斯蒂利亞原油比例就會下降到15%以下。若在加工過程中，出現(xiàn)加工性能不佳時，再由C罐補充部分性質(zhì)較好的備用原油，這樣，就能確保進(jìn)入蒸餾裝置加工的卡斯蒂利亞原油比例低于15%。

表3 卡斯蒂利亞原油摻混方案 %

圖1 卡斯蒂利亞原油摻混方案流程

上述方案與管道公司等相關(guān)單位交流之后，一致認(rèn)為該方案可行。在確保蒸餾及焦化裝置平穩(wěn)運行，產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，探索出了一條加工劣質(zhì)原油的新路線。

5 結(jié)合區(qū)域拼裝，滿足運輸費用最低

除了解決好原油采購優(yōu)化和調(diào)和輸轉(zhuǎn)問題，我們還要考慮如何用最經(jīng)濟(jì)的手段將原油運回國內(nèi)。由于世界石油資源分布不均及主要產(chǎn)地與主要消費地不一致，需要依靠大型運輸工具將原油從產(chǎn)地運送至消費地區(qū)。目前國際上主要使用大型油輪作為原油運輸工具。當(dāng)前石油海上運輸船只一般使用VLCC、SUEZMAX、AFRAMAX等船型。

表4 常見大型油輪船型及載重噸位

若在同航線條件下，一般來說，使用VLCC油輪比SUEZMAX油輪能夠節(jié)約運費0.2–0.3美元/桶。如果使用1艘VLCC運輸200萬桶原油比用2艘SUEZMAX船型能夠節(jié)約運費50萬美元左右。同時，一港卸貨較多港卸貨在WS點數(shù)為60的情況下，一般能節(jié)約0.2美元/桶運費。

考慮到遠(yuǎn)距離海上運輸?shù)囊?guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，中東及西非、南美原油普遍采用VLCC作為其運輸工具，一般1到2個油種拼裝，每個油種約13萬噸，運輸總質(zhì)量在26萬噸左右。一般來說，對于產(chǎn)量較大的油種，如巴士拉輕原油，貨量可達(dá)26萬噸，但對于產(chǎn)量較小的原油，如西非原油，基本上貨量為13萬噸，無法裝滿整條VLCC型油輪。為避免產(chǎn)生更多的裝港等待費用，一般采取兩個油種拼裝一艘VLCC型油輪。若通過優(yōu)化能夠?qū)崿F(xiàn)一港卸貨，將大大降低原油單桶運費。

從節(jié)約海外運費與降低原油采購成本考慮，有必要與附近煉廠所采原油拼裝。A企業(yè)恰好與附近另一煉廠B每月加工卡斯蒂利亞原油約20萬噸，B煉廠之前一直與其他企業(yè)使用一艘VLCC油輪拼裝，兩港卸貨?，F(xiàn)改為和A煉廠拼裝，實現(xiàn)一港卸貨。

A企業(yè)最終的原油優(yōu)化采購及運輸方案如下表:

表5 進(jìn)口原油遠(yuǎn)洋運輸方案 萬噸

此次全過程優(yōu)化，一是挖掘了A企業(yè)重油加工潛力，提高了A企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；二是實現(xiàn)了與附近煉廠運輸優(yōu)化降本的雙贏結(jié)果；三是充分利用了廠外原油儲運輸轉(zhuǎn)設(shè)施，通過調(diào)混，滿足裝置安全平穩(wěn)運行，產(chǎn)品質(zhì)量合格。

6 結(jié)論

1)積極應(yīng)對市場變化，及時優(yōu)化測算

國際原油市場從未停止過變化，只有不斷關(guān)注市場變化，把握油價變化趨勢，積極調(diào)整采購策略，才能在競爭激烈的市場中占據(jù)主動。同時，世界上沒有哪一種原油能長時間保持較高的性價比，隨著其需求不斷增長，其性價比必定降低，所以要不斷尋找性價比高的油種，積極嘗試加工新油種，總結(jié)加工經(jīng)驗，提高適應(yīng)性，應(yīng)對國際原油價格波動。

2)從效益最大出發(fā)，與生產(chǎn)部門充分溝通

原油計劃采購是煉化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營重要的一部分，原油采購水平高低，直接決定企業(yè)的盈利能力。煉油裝置平穩(wěn)運行，才能創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，所以原油優(yōu)化采購方案必須與生產(chǎn)技術(shù)部門積極溝通，充分聽取他們的意見。每個煉廠對原油都有自己的要求，比如對原油中硫、酸的設(shè)防值，對石腦油、渣油消化能力，以及環(huán)保排放限制等。采購原油的優(yōu)化工作也是在這個范圍內(nèi)進(jìn)行的，切不可隨意超出這些紅線，必須在保證裝置安全平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化方案的實施。當(dāng)然，由于計劃部門和生產(chǎn)部門的出發(fā)點不同，必然會產(chǎn)生一些分歧，在保證了裝置安全平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)上，也不能一味的聽從生產(chǎn)部門的意見，采購性質(zhì)較好而價格偏高的原油，過分降低裝置運行苛刻度，將影響全廠經(jīng)濟(jì)效益。

3)充分利用廠內(nèi)外儲運調(diào)和設(shè)施，提高原油調(diào)和效率

原油的國內(nèi)輸轉(zhuǎn)過程本身就是一個多種原油摻混的過程。不同原油摻混，混油性質(zhì)就會變得模糊，提高了加工難度，但從另外一個角度看，劣質(zhì)原油經(jīng)過摻混之后，削弱了劣質(zhì)原油的性質(zhì)差的影響，降低了蒸餾裝置的加工難度，在滿足蒸餾裝置適應(yīng)性的前提下，是一個提高經(jīng)濟(jì)效益的途徑。

隨著國內(nèi)原油儲運、輸轉(zhuǎn)設(shè)施逐步升級完善，諸如精密配輸?shù)仍O(shè)施會越來越多，這就要求我們充分利用好這些條件，彌補煉廠內(nèi)部原油儲運、摻混調(diào)和設(shè)施的不足，提高了調(diào)和效率，實現(xiàn)通過摻煉性價比較高的劣質(zhì)原油來提高煉油效益。

4)海外拼裝優(yōu)化，降低海外運費

經(jīng)過優(yōu)化測算，我們已經(jīng)初步獲得加工效益最好的原油采購方案，但我們同時也需要考慮將所采購的原油以最為經(jīng)濟(jì)的手段運輸至碼頭。遠(yuǎn)洋運輸大型化和實現(xiàn)一港卸貨是最為有效的手段。所以，我們應(yīng)當(dāng)積極與周圍企業(yè)溝通，最好形成區(qū)域優(yōu)化采購小組，在優(yōu)化本煉廠的同時，也能兼顧附近其他煉廠原油采購，最終降低整個煉廠群的海外運費。