油品调合系统在华北石化公司的应用

闫宗磊

摘 要：该文根据华北石化公司油品调合的现状，利用霍尼韦尔公司的调合软件进行在线优化，根据产品的质量指标计算调合性质，用非线性的计算方法及变模型优化控制技术，结合DCS和近红外分析仪，开发实施了在线优化调合控制系统，油品在线自动调合可以较好的解决汽油质量指标问题 ，取得了明显的经济效益和社会效益，并节约了成本。

关键词：在线调合;优化调合;霍尼韦尔

1 概述

1.1 油品调合系统发展历史

汽油调合是炼厂利用生产的多种汽油组份，按某种比例配方和添加剂均匀混合得到符合质量标准的汽油产品的过程，是汽油成品出厂的最后一道工序，也是保证汽油质量指标满足环保和使用要求的重要手段。近年来，随着我国环保部门对汽油排放指标限制越来越严格，除辛烷值的要求外，对烯烃、芳烃、苯和硫含量等都有严格的限制指标，这使汽油调合工艺的优化生产更加复杂;加之我国炼厂所加工的原油种类变化频繁以及加工方案的不同，造成了催化裂化稳定汽油等主要调合组分的性质如烯烃和辛烷值变化也相对较大，汽油调合的难度明显加大。

纵观汽油在线调合技术的发展，从上世纪80年代开始，汽油在线调合和移动自动化技术应运而生，并于90年代初在国外各大炼油厂大规模实施，经过20多年的不断完善，该技术已经非常成熟。

1.2 油品调合在华北石化目前的现状

华北石化的汽油在线调合系统采用装置来油先进罐，然后经过调合泵打入集合管参与调合的工艺流程方案。汽油调合部分沿用现用罐调流程设计方案，并加入对于装置来组分油直接参与调合的方案设计，既可支持原罐调流程方式，又可支持多路组分油直调方式。华北石化的汽油在线调合系统设置两个调合头，调合方式采用在线管道自动调合。1#调合头和2#调合头均有7种进料：2#重整汽油、3#重整汽油、S-ZORB汽油、轻石脑油、MTBE、抽余油、烷基化油;目前调合组分都是从组分罐来，经过相应调合泵进入调合头。调合成品油品种：国VI92#汽油、国VI95#汽油、92#国VI乙醇组分油、95#国VI乙醇组分油等。调合组分及产品设在线近红外分析仪，用于监控组分油及产品油质量。调合头由PBM系统进行控制，通过调节组分油的流量，以确保产品的质量指标合格。

2 油品调合控制系统结构和功能

2.1 油品调合系统的基本结构

油品调合系统包含调合订单管理（BI）、调合比例控制（PBC）和调合优化控制（PBO）三部分。其中，调合订单管理和调合优化控制安裝在优化控制服务器（PBOServer）上。调合比例控制逻辑控制程序以控制块的形式在艾默生DCS的控制器上运行，调合比例控制操作界面部分安装在调合比例及优化操作站上。优化控制服务器通过交换机与艾默生一台作为OPC服务器的Base站进行OPC通讯，实现调合系统与DCS系统的数据通讯。

2.2 油品调合的基本功能

2.2.1 调合订单管理（BI）

调合订单管理软件管理所有的调合订单，包括操作员根据下达的调度指令手动建立的调合订单以及从调度系统下达的调合订单。

2.2.2 调合比例控制（PBC）

2.2.2.1 PBC实现在线调合控制功能

调合设定和配方校验;流量比率控制，计算组分和添加剂的流量及体积;调合的初始化、启动和停止;调合的重新启动和调合头流量调整;监测组分产生的Pace条件;具有调合紧急停车功能;调合监视、监测设备状态

2.2.2.2 在线分析仪接口

PBC的另一个主要功能是提供与在线分析仪的接口，包括下面的功能：可读取在线分析仪的数据;可进行在线分析仪的模型切换在比例控制模式下，在线分析仪数据可帮助操作员了解各组分及成品油的性质变化，手动调整调合配方;在优化控制模式下，在线分析仪数据提供优化控制的基础数据，优化软件。调合头在线分析仪模型共有92#、95#等多种型号。操作员可以在PBC画面切换分析仪的模型，以保证分析仪测量值的准确性。

2.2.3 调合优化控制（PBO）

PBO可以在炼油厂汽油、柴油或其他燃料油调合中，通过优化单个组分配方的设定值来提供复杂的质量控制。PBO同调合比例控制（PBC）紧密工作，共同完成基础的组分配方控制和高级质量控制。PBO使用NOVA优化器，并通过来自在线分析仪的质量测量值和调合模型来确定最佳的组分配方变化。除了质量控制，PBO能提供调合优化报告。

3 实施效果

3.1 汽油在线调合

减少质量过剩，优化调合组分的使用，降低产品和组分的库存，提高了一次调合合格率，减少由于不合格而进行的重调，使产品的调合更均匀，减少了调合时间。

3.2 效益

华北石化公司自油品在线调合系统投用以来，带来巨大经济效益：辛烷值过剩平均降低0.1，全年节省资金约两千万元。另外一次调合合格率提高了约10%，提高至95%，从而比避免了二次调合，节省了大量人力物力。

4 总结

汽油在线调合系统自投用以来运行稳定，成品汽油质量的稳定性得到了提升。该系统的成功投用，一方面大大提高了汽油调合的一次调合合格率;另一方面加深了企业对储运系统先进管理概念的理解，加强了生产过程的管理和监控，提高了生产的灵活性。随着汽油在线调合系统使用水平的提高，在线分析仪模型精度的不断提高，系统的投用效果和效益将更为显著和持久。