进口原油采购输转全过程优化及思考

张德浩

(中国石油化工股份有限公司炼油事业部，北京 100728)

对于一般炼厂而言，原油采购成本通常占炼油成本的90%以上。随着炼油产业精细化发展以及国际原油市场变化，先进程度较高的炼厂逐渐开始重视原油优化采购管理工作，通过不断努力寻找性价比高的油种以获得更高的炼油利润。近年来，很多炼厂在生产经营活动中开始使用PIMS、RSIM等软件优选加工油种和安排生产计划。PIMS软件是美国ASPEN公司专门向炼化企业开发的计划优化管理系统，PIMS软件以线性规划、递归技术为依托，以生产利润最大化为最终目标，通过先进的线性规划求解器得出优化结果，在企业生产计划安排、物料流向优化、产品结构优化、原油采购方面发挥着重要重用。RSIM是英国KBC公司的产品，融合了炼油反应动力学包Profimatics以及大量的经验公式，可以实现全炼厂物料和能量平衡测算、物流组份性质预测、传递和调合，能够进行炼油厂全流程模拟计算。炼油厂利用RSIM模型可以结合炼油反应机理，通过优化装置原料构成和加工工艺，针对不同性质的炼油组分采用最合适的加工路线和操作参数，从而达到优化装置运行参数的目的。我们可以结合二者优势，通过更为精细和科学的计算获得更为优化的原油采购和生产计划，从而提高企业经济效益。

在实际生产经营活动中，我们经过一系列优化测算后，获得了较为优化的原油采购方案，但优化原油采购不仅仅需要考虑优化原油种类和数量，我们还要考虑能否与附近炼厂集中采购，实现海外原油运输拼装优化。除此之外，从原油采购到进入蒸馏装置加工之前我们必须考虑将所采购的进口原油利用现有储运设施输转入厂。下面就以A炼厂原油优化采购过程为例来说明。

1 企业概况

A企业为国内某油化一体企业，成立于上世纪60年代，经过几代建设者的不懈奋斗，A企业已发展成为具有千万吨炼油能力、80万吨乙烯生产能力的大型炼化一体化企业。目前拥有生产装置62套、辅助装置68套，可生产94个品种、431个牌号的石油化工产品。

A企业主要加工进口原油及部分国内原油，现有800万吨/年蒸馏装置加工高硫原油为主同时掺炼部分低硫重质原油，350万吨/年蒸馏装置加工低硫油为主。

A企业拥有140万吨/年延迟焦化装置以及加工总量280万吨/年催化装置，重质原油加工能力较强。焦化装置原料为高硫渣油、丙烷脱油沥青、催化油浆。催化裂化装置原料为加氢蜡油及低硫渣油。

2 应对国际油市变化，积极测算保效益

原油离岸价格(FOB)由基准价及贴水构成。不同原油会根据其性质去挂靠不同的基准油，如低硫原油基准价一般会挂靠布伦特原油价格作为其基准价，含硫及高硫原油基准价一般会挂靠迪拜原油或阿曼原油价格作为其基准价。基准价和贴水会根据市场供需关系的变化而变化。当国际原油市场供需关系发生变化时，不同基准原油之间的价差就会发生变化。同时，一般来说原油随着其密度、硫含量、酸含量的升高，其贴水也会越来越深。在种类繁多的原油中，我们就需要通过测算来选择性价比更高的原油。

2017年上半年，国际市场原油市场发生较大变化，在OPEC努力执行减产协议及美国、利比亚、尼日利亚等国家增产原油等因素的影响下，高低硫原油价差不断缩窄乃至倒挂。同时，南美重质原油贴水较深，对重质原油加工能力富裕的企业而言，具有一定性价比。

在这种背景下，A企业使用PIMS软件及时进行测算，测算所使用的原油价格包含基准价、贴水、海外运费、国内运杂费。

在PIMS模型中更新原油价格及对应的产品价格后，设定原油加工总量为75万吨左右，产品结构满足成品油配置计划及化工互供料需求，其他测算条件不做严格约束，通过测算，原油加工方案如下:

测算结果中包含卡斯蒂利亚原油8万吨左右。表明在高低硫价差缩窄、重质油贴水加深的时候，增加布伦特计价的卡斯蒂利亚原油能够提高A炼厂效益。

3 研究劣质原油加工方案，提高企业盈利能力

卡斯蒂利亚原油产自南美国家哥伦比亚，鉴于其贴水较深，还有很多重油处理能力富裕的企业愿意加工，以降低原油成本，提高经济效益。

表1 PIMS初步测算结果

卡斯蒂利亚原油属含硫中间基重质含油，金属含量、残碳均较高，且渣油收率高，渣油一般作为焦化装置原料。但卡斯蒂利亚原油渣油中沥青质含量高、胶质含量低、胶体在加热炉中破坏后就容易形成弹丸焦。A炼厂曾经试炼过卡斯蒂利亚原油，当掺炼比例超过15%之后，焦化装置出现弹丸焦，影响焦化装置安全平稳操作，也影响石油焦产品质量。所以，生产部门要求控制卡斯蒂利亚原油在蒸馏装置的加工比例不超过15%。

表2 卡斯蒂利亚原油基本性质

4 调研厂外储运设施，充分利用现有条件调和原油

A炼厂采购的进口原油在到港后卸货后，会暂时存放在码头油罐，待商检、法检等计量工作之后，将该批原油输转至中转油库。随后通过长距离管输设施将原油输送至厂内原油罐，经过简单混合后，供蒸馏装置加工。

A炼厂进口原油采用一程海运至T港口或C港口，卸至T港口或C港口罐区，再输送至T中转罐区，然后长输进厂，进厂后经过简单调和作为4#蒸馏装置原料。

然而，经过研究厂内调和设施条件，如果卡斯蒂利亚原油卸港后，不在厂外做任何调和，经过长输管道顺序输送直接进入A炼厂原油罐区，罐区原油泵将因流量最小流量限制，无法满足进蒸馏装置卡斯蒂利亚原油比例低于15%的要求。所以，必须依托厂外调和设施进行初步调和，才有可能满足装置加工需求。

经过研究，具体方案如图所示，当T中转罐区A罐在输油时，还剩下其他原油约3万吨时，向A罐混入卡斯蒂利亚原油3万吨，将卡斯蒂利亚原油比例降至50%，然后通过T罐区精密配输设备将A罐与B罐原油进行1:3调和，这样卡斯蒂利亚原油比例就会下降到15%以下。若在加工过程中，出现加工性能不佳时，再由C罐补充部分性质较好的备用原油，这样，就能确保进入蒸馏装置加工的卡斯蒂利亚原油比例低于15%。

表3 卡斯蒂利亚原油掺混方案 %

图1 卡斯蒂利亚原油掺混方案流程

上述方案与管道公司等相关单位交流之后，一致认为该方案可行。在确保蒸馏及焦化装置平稳运行，产品质量合格的前提下，探索出了一条加工劣质原油的新路线。

5 结合区域拼装，满足运输费用最低

除了解决好原油采购优化和调和输转问题，我们还要考虑如何用最经济的手段将原油运回国内。由于世界石油资源分布不均及主要产地与主要消费地不一致，需要依靠大型运输工具将原油从产地运送至消费地区。目前国际上主要使用大型油轮作为原油运输工具。当前石油海上运输船只一般使用VLCC、SUEZMAX、AFRAMAX等船型。

表4 常见大型油轮船型及载重吨位

若在同航线条件下，一般来说，使用VLCC油轮比SUEZMAX油轮能够节约运费0.2–0.3美元/桶。如果使用1艘VLCC运输200万桶原油比用2艘SUEZMAX船型能够节约运费50万美元左右。同时，一港卸货较多港卸货在WS点数为60的情况下，一般能节约0.2美元/桶运费。

考虑到远距离海上运输的规模经济效应，中东及西非、南美原油普遍采用VLCC作为其运输工具，一般1到2个油种拼装，每个油种约13万吨，运输总质量在26万吨左右。一般来说，对于产量较大的油种，如巴士拉轻原油，货量可达26万吨，但对于产量较小的原油，如西非原油，基本上货量为13万吨，无法装满整条VLCC型油轮。为避免产生更多的装港等待费用，一般采取两个油种拼装一艘VLCC型油轮。若通过优化能够实现一港卸货，将大大降低原油单桶运费。

从节约海外运费与降低原油采购成本考虑，有必要与附近炼厂所采原油拼装。A企业恰好与附近另一炼厂B每月加工卡斯蒂利亚原油约20万吨，B炼厂之前一直与其他企业使用一艘VLCC油轮拼装，两港卸货。现改为和A炼厂拼装，实现一港卸货。

A企业最终的原油优化采购及运输方案如下表:

表5 进口原油远洋运输方案 万吨

此次全过程优化，一是挖掘了A企业重油加工潜力，提高了A企业经济效益；二是实现了与附近炼厂运输优化降本的双赢结果；三是充分利用了厂外原油储运输转设施，通过调混，满足装置安全平稳运行，产品质量合格。

6 结论

1)积极应对市场变化，及时优化测算

国际原油市场从未停止过变化，只有不断关注市场变化，把握油价变化趋势，积极调整采购策略，才能在竞争激烈的市场中占据主动。同时，世界上没有哪一种原油能长时间保持较高的性价比，随着其需求不断增长，其性价比必定降低，所以要不断寻找性价比高的油种，积极尝试加工新油种，总结加工经验，提高适应性，应对国际原油价格波动。

2)从效益最大出发，与生产部门充分沟通

原油计划采购是炼化企业生产经营重要的一部分，原油采购水平高低，直接决定企业的盈利能力。炼油装置平稳运行，才能创造最大的经济效益，所以原油优化采购方案必须与生产技术部门积极沟通，充分听取他们的意见。每个炼厂对原油都有自己的要求，比如对原油中硫、酸的设防值，对石脑油、渣油消化能力，以及环保排放限制等。采购原油的优化工作也是在这个范围内进行的，切不可随意超出这些红线，必须在保证装置安全平稳运行的基础上进行优化方案的实施。当然，由于计划部门和生产部门的出发点不同，必然会产生一些分歧，在保证了装置安全平稳运行的基础上，也不能一味的听从生产部门的意见，采购性质较好而价格偏高的原油，过分降低装置运行苛刻度，将影响全厂经济效益。

3)充分利用厂内外储运调和设施，提高原油调和效率

原油的国内输转过程本身就是一个多种原油掺混的过程。不同原油掺混，混油性质就会变得模糊，提高了加工难度，但从另外一个角度看，劣质原油经过掺混之后，削弱了劣质原油的性质差的影响，降低了蒸馏装置的加工难度，在满足蒸馏装置适应性的前提下，是一个提高经济效益的途径。

随着国内原油储运、输转设施逐步升级完善，诸如精密配输等设施会越来越多，这就要求我们充分利用好这些条件，弥补炼厂内部原油储运、掺混调和设施的不足，提高了调和效率，实现通过掺炼性价比较高的劣质原油来提高炼油效益。

4)海外拼装优化，降低海外运费

经过优化测算，我们已经初步获得加工效益最好的原油采购方案，但我们同时也需要考虑将所采购的原油以最为经济的手段运输至码头。远洋运输大型化和实现一港卸货是最为有效的手段。所以，我们应当积极与周围企业沟通，最好形成区域优化采购小组，在优化本炼厂的同时，也能兼顾附近其他炼厂原油采购，最终降低整个炼厂群的海外运费。