RPMS在煉化企業(yè)中的應(yīng)用

1、RPMS在煉化企業(yè)中的應(yīng)用隨著原油資源的緊缺、 國(guó)際市場(chǎng)原油價(jià)格高企， 中國(guó)加入WTO 對(duì)石化行業(yè)的沖擊，石化行業(yè)將面臨越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。近年來(lái)，我國(guó)沿海石化企業(yè)加工的進(jìn)口原油數(shù)量、品種不斷增加，以前只加工大慶、 勝利原油的品種單一局面已不復(fù)存在， 因此只憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行原油計(jì)劃與調(diào)度的優(yōu)化顯得越來(lái)越力不從心。 隨著信息化產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展， 信息化產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合已成為一種必然趨勢(shì)。 由于信息化產(chǎn)業(yè)的融入， 傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也得到了提升。 目前世界上已有160 多家煉化企業(yè)使用先進(jìn)優(yōu)化排產(chǎn)工具軟件 (如 Honeywell RPMS、ASPENPIMS及 PROS煉油廠圖形建模計(jì)劃優(yōu)化軟件等 )

2、，RPMS 是Refinery and Petrochemical Modeling System的縮寫，即煉油和石油化工建模系統(tǒng)，由 Honeywell HiShspec 開(kāi)發(fā)的一個(gè)線性規(guī)劃軟件。RPMS是煉廠和石油化工企業(yè)中建立和維護(hù)計(jì)劃模型的程序、數(shù)據(jù)庫(kù)和接口的綜合體。 所采用的優(yōu)化技術(shù)， 是通過(guò)對(duì)非線性工藝組合的優(yōu)化，用于決策支持的一系列連續(xù)線性規(guī)劃。 RPMS模型的主要功能有原油選擇、產(chǎn)品數(shù)量?jī)?yōu)化、 產(chǎn)品性質(zhì)傳遞等，最終以經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)調(diào)整各產(chǎn)品分布獲得效益最大化。 RPMS模型可用于煉化企業(yè)排產(chǎn)，原油采購(gòu)指導(dǎo)， 確定煉化企業(yè)合理的原油加工量，煉化企業(yè)的效益測(cè)算以及煉化企業(yè)

3、動(dòng)態(tài)硫分布的測(cè)算等。 1 RPMS模型的開(kāi)發(fā)為了合理利用原油資源和裝置能力，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低庫(kù)存，提高管理水平，取得最大經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，需要解決以下問(wèn)題： 原油及中間物料如何選購(gòu) ? 采用何種加工方案 ? 生產(chǎn)什么產(chǎn)品? 如何優(yōu)化調(diào)度 ? 如何尋找最佳操作點(diǎn) ? 如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化? 儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)如何合理調(diào)配 ?根據(jù)以上問(wèn)題，結(jié)合原油數(shù)據(jù)庫(kù)、過(guò)程模擬、線性規(guī)劃等技術(shù)，建立開(kāi)發(fā) RPMS模型，其中包括： 開(kāi)發(fā)帶有 AGO和石腦油 PONA值分析數(shù)據(jù)的原油數(shù)據(jù)庫(kù)，研究原油混煉對(duì)煉油化工一體化裝置的影響。 建立開(kāi)發(fā)生產(chǎn)裝置物料與產(chǎn)品收率模型，研究物料性質(zhì)變化對(duì)產(chǎn)品收率的影響。 在生

4、產(chǎn)計(jì)劃層建立開(kāi)發(fā)煉化企業(yè) If 模型，利用原油數(shù)據(jù)庫(kù)、裝置數(shù)據(jù)模型，考慮各裝置約束、公司指令性計(jì)劃、政策約束，考慮原料和產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格， 以煉化企業(yè)總體經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)為目標(biāo)函數(shù)， 作出全流程(包括煉油、芳烴、乙烯三線 )的最佳生產(chǎn)運(yùn)行計(jì)劃方案。 開(kāi)發(fā)油品優(yōu)化調(diào)和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)罐的合理調(diào)配。 針對(duì)主要裝置，建立裝置動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)學(xué)模型，用以預(yù)測(cè)原料變化、操作條件改變、生產(chǎn)工藝改變對(duì)產(chǎn)品收率的影響，研究裝置性能，優(yōu)化操作。RPMS模型以 Business.FLEX中的高級(jí)計(jì)劃調(diào)度優(yōu)化為主體，與原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合以企業(yè)利潤(rùn)為目標(biāo)函數(shù)， 采用線性規(guī)劃技術(shù)， 使用先進(jìn)的優(yōu)化器 (柏林大學(xué)開(kāi)發(fā)的 MOPS優(yōu)化器和

5、Dash協(xié)會(huì)的 XPRESS優(yōu)化器)對(duì) RPMS 的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行尋優(yōu)求解，從而解決煉化企業(yè)的計(jì)劃與調(diào)度的優(yōu)化問(wèn)題。 線性規(guī)劃技術(shù)中的分布式遞歸能自動(dòng)將物料性質(zhì)傳遞到下游裝置， 使 RPMS將原料性質(zhì)的變化與產(chǎn)品性質(zhì)的變化聯(lián)系起來(lái)。RPMS模型為處理非線性問(wèn)題和其他難于收斂的模型，提供了一種專門的遞歸技術(shù)，這種專門的遞歸技術(shù)稱作 “連續(xù)的線性規(guī)劃”(SL。P)RPMS模型還使用混合整數(shù)規(guī)劃， 可以輕松地建立任何時(shí)間段的決策程序。 混合整數(shù)規(guī)劃是一種允許決定某原料必須最小量買入，或者一點(diǎn)也不購(gòu)買的處理技術(shù)， 它的另一個(gè)流行的用法是決定過(guò)程單元處理量的最小縮減率。2 RPMS模型在煉化企業(yè)排產(chǎn)中的應(yīng)

6、用煉化企業(yè)的排產(chǎn)非常重要， 它直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 煉化企業(yè)的排產(chǎn)要考慮企業(yè)各裝置的加工能力、裝置性能及狀況 (適合加工低硫原油或含硫原油 )、原油價(jià)格、產(chǎn)品價(jià)格、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等許多因素。2006 年初，中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司煉化部 (以下簡(jiǎn)稱煉化部)在 RPMS 模型上對(duì)沙輕、阿曼、沙超輕、罕戈、馬西拉、惠州、文昌、番禹、西江、尼羅河、韋杜里、辛塔、卡賓達(dá)、杰諾、黑獅等二十幾種原油進(jìn)行年度排產(chǎn)方案的效益測(cè)算， 篩選出 4 種優(yōu)化加工方案，效益對(duì)比情況見(jiàn)表 1。從表 1 可以看出，其中的 “方案 3”效益最好。本次測(cè)算的最優(yōu)加工方案得到了中國(guó)石化專家組的肯定，同時(shí)也成為上海石化 2006 年度的原油加工排產(chǎn)方案。3 RPMS模型在原油采購(gòu)中的應(yīng)用煉化企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃排定以后， 接下來(lái)就要采購(gòu)原油。 由于原油市場(chǎng)瞬息萬(wàn)變， 原來(lái)計(jì)劃購(gòu)買的原油可能在市場(chǎng)上已采購(gòu)不到， 這時(shí)就要根據(jù)原油市場(chǎng)動(dòng)態(tài)狀況臨時(shí)改變?cè)筒少?gòu)計(jì)劃。比如，在煉