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)精細化發(fā)展以及國際原油市場變化，先進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，從原油采購到進入蒸餾裝置加工之前我們必須考慮將所采購的進口原油利用現(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)，然后長輸進廠，進廠后經(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。

考慮到遠距離海上運輸?shù)囊?guī)模經(jīng)濟效應(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 進口原油遠洋運輸方案 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)濟的手段運輸至碼頭。遠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。