93号车用汽油调合硫含量卡边控制预测模型的建立

梁成龙 黄玮玮(中国石油集团兰州石化分公司油品储运厂油品调合车间，甘肃 兰州 730060)

93号车用汽油调合硫含量卡边控制预测模型的建立

梁成龙 黄玮玮(中国石油集团兰州石化分公司油品储运厂油品调合车间，甘肃 兰州 730060)

随着社会的不断发展进步，燃料清洁化的概念正在逐步深入人心，人们对环境的保护也越来越重视，对汽油中硫含量的限制也越来越严格。

汽油调合；硫含量；卡边控制；93号车用汽油

1 调合背景

油品储运厂现在所采用的是在线控制比例和罐式循环相结合的调合方式，主要生产93号、97号、98号三种牌号的车用汽油，为有效利用现有的组份，提高一次调合的合格率，增加高附加值产品的产出，达到国V质量标准中硫含量指标小于等于10ppm的要求，本文以93号车用汽油的调合生产过程作为研究对象，建立93号车用汽油硫含量的预测模型，力求探索车用汽油调合硫含量卡边生产的规律。

2 现状分析

根据2016年1至4月份的调合情况统计可知，93号车用汽油的调合中，硫含量较高的组份有加氢汽油、催化汽油、醚化汽油以及车用生成油；其次，自3月中下旬开始，催化汽油开始大量掺与该厂93号车用汽油的调合，但催化汽油的硫含量数值偏高且不稳定，容易造成成品油硫含量数值的大幅度波动，也会造成一次调合合格率降低、调合成本增加等问题。

3 解决方案

3.1 机理分析

因目前无法对各种调合组份的硫含量进行实时检测，因此，本文采用软测量的基本思想，即把自动控制与生产工艺过程有机结合起来，对于一些难于测量或者暂时不能测量的重要变量（称之为主导变量），这里即为成品硫含量，选择另外一些容易测量的变量（称之为辅助变量），即调合组份C5、MTBE、乙苯、二甲苯、加氢汽油、车用异辛烷、重芳烃、甲苯、醚化汽油以及催化汽油的掺调比例等可知值，通过构成某种数学关系来对其进行推断和估计。

3.2 数据采集和处理

3.2.1 数据采集和剔除

统计3月中下旬催化汽油开始大量掺调至4月底的93号车用汽油组份的调合数据，即辅助变量的测量数据，以及93号车用汽油成品罐的检验分析数据，即主导变量的测量数据作为初始数据，根据拉依达准则，剔除数据组中偏差大于3σ的数值以及异常数据，最终得到有效数据群86组。

3.2.2 建立测量模型

通过对2016年1至4月份的各组份调合比例和成品硫含量的分析可知，成品的硫含量的值是由组份的硫含量值以某种特定的比例经过线性叠加所得到的，因此，假设有因变量Y和m个自变量X1，X2，…，Xm，建立一个从m个不相关变量Xi到估计量Y的线性映射：

其中，Y——硫含量值；X1——C5调合比；

X2——MTBE调合比；

X3——乙苯调合比；

X4——二甲苯调合比

X5——加氢汽油调合比；

X6——车用异辛烷调合比；

X7——重芳烃调合比；

X8——甲苯调合比；

X9——醚化汽油调合比；

X10——催化汽油调合比。

用矩阵可以表示为：

其中，X=[X1，X2，…，Xm]即为n×m维过程输入数据，即掺调组份的比例数据矩阵（n——统计次数；m——自变量数）；

Y=[y1，y2，…，yn]T即为n×1维的过程输出数据，即硫含量的检验值数据矩阵；

A-[A1，A2，…，Am]即为m×1维系数矩阵。

求解系数矩阵，计算可得，

因此，可以得到最终的硫含量线性模型为：

4 模型检验

为了校验上述模型的准确程度和可运行程度，本文将该厂5月93号车用汽油的成品硫含量的测量值与通过模型计算出的预测值进行了对比，可得两者之间偏差平均数为1.68，相对较小，因此，排除测量时的人为检验误差以及调合时组份比例控制误差，该模型在汽油调合时对硫含量值的预测上具有一定的可行性。

5 结语

第一，该预测模型对93号车用汽油的调合具有一定的指导意义；通过对硫含量的预测，可以在开始调合之前对各调合组份的所占比例进行更精确化的范围规定，在一定程度上避免了因为经验主义而造成的调合成品硫含量值富余过大，从而能提高了一次调合的合格率。

第二，该模型也为其余牌号的车用汽油，如97号、98号车用汽油调合的硫含量的卡边控制提供了相应的借鉴方法，同时，该模型的建立过程，也为其余汽油调合的生产模型，如辛烷值模型等的建立提供了一定的思路与方法。

[1]李建雄.基于DCS控制的汽油在线管道优化调合系统的研究与实现，2006.

[2]郑卫东.基于精益生产的汽油在线调合优化系统研究，2009.

[3]王妍，朱文娟，李建雄.兰州石化汽油在线管道调合的应用.甘肃科技，2009.

[4]冯作文，李叶.兰州石化自主开发汽油在线优化调合技术.中国石油报，2009.

梁成龙（1978-）男，汉族，甘肃定西人，工程师，主要从事石油炼制工作.

汽油调合作为汽油生产过程中的最后一环，将直接影响到汽油产品的质量。因此，如何控制好汽油调合时各组份的比例，做到调合过程硫含量质量指标的卡边生产，是保证高附加值汽油产品有效产出的基本前提。