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        進(jìn)口原油采購輸轉(zhuǎn)全過程優(yōu)化及思考

        2018-08-02 01:44:22張德浩
        當(dāng)代石油石化 2018年7期
        關(guān)鍵詞:煉廠調(diào)和原油

        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。

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