基于ERP与APS集成模型的协同供应链计划研究
许茜+孙鹏涛
摘 要：该文运用APS（生产计划优化系统），在现有工艺流程及生产操作条件下，对中间物料蜡油的流向进行优化。在目前的加工量下，两套常减压装置生产的蜡油馏分无法满足三套蜡油加工装置同时开工所需的处理量，因此，优化蜡油加工装置的开工及蜡油流向，有助于優化炼油厂产品结构，提高全厂经济效益。通过经济效益测算，重催装置和加氢裂化装置开工的效益最优。
关键词：蜡油系统 优化 物料流向
中图分类号：TE624.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（b）-0095-02
蜡油是炼油厂加工的主要中间物料之一，在原油中占13%～29%，在其他主要炼油装置的产品分布中也有相当大的比例，占14%～23%[1]，蜡油的加工方案会影响炼油厂的产品结构、产品产量、高附加值产品收率等技术经济指标，最终影响炼油厂全厂经济效益。乌石化炼油厂具有四套蜡油生产装置，分别为两套常减压蒸馏装置、二套延迟焦化装置，蜡油种类分为常减压直馏蜡油和焦化蜡油两种；拥有三套蜡油加工装置，包括100万t/年蜡油催化裂化装置、150万t/年重油催化裂化装置以及100万t/年加氢裂化装置。三套加工装置除加工能力不同外，其产品结构和收率均有一定的差异。重催主要产品收率为：汽油44.2%，柴油28.0%，油浆5.5%；蜡催主要产品收率为：汽油43.5%，柴油37.4%；加氢裂化主要产品收率为：轻石脑油10.0%，重石脑油38.5%，柴油46.0%。
2016年乌石化公司炼油厂安排加工原油690万t，可生产蜡油约220万t，无法满足三套蜡油装置全部满负荷开工，优化蜡油加工装置的开工及蜡油流向，有助于优化炼油厂产品结构，提高全厂经济效益。根据生产安排的需要，借助于中石油规划研究院开发和推广的APS系统，建立一套从原油采购、装置加工到产品销售全过程的数学模型，利用线性规划的方法优化蜡油加工方案[2]。
1 蜡油加工流程介绍
两套常减压装置在设计上存在差异，而蜡油上游馏出口以及蜡油加工装置的原料性质控制指标不同，因此在安排蜡油生产及加工流程时有一定的限制。
一套常减压装置（简称Ⅰ常）主要加工北疆油、西北局原油等低硫高酸、金属含量高的重质原油，其常三线和减二线为轻蜡油，其他蜡油称为重蜡油；二套常减压装置（简称Ⅱ常）主要加工东疆原油、进口原油以及春光原油等高硫低酸度、金属含量低的轻质原油，其常四线、减二线和减三线为轻蜡油，其他蜡油称为重蜡油。而两套延迟焦化装置的蜡油则主要作为重催装置的原料，蜡催装置可少量掺炼，若掺炼比例过高会造成催化剂活性降低较快，需大量补充新催化剂，增加辅助材料的消耗[3]。重催对进料性质的主要要求为：混合残炭≯7% m/m，蜡催的要求则为：≯1.2% m/m。加氢裂化装置对进料性质的主要要求为：混合残炭≯7% m/m，密度≯910 kg/cm3，铁≯1.5 μg/g，氮≯2 000 μg/g，终馏点≯560 ℃。
由于三套蜡油加工装置对进料的要求不同，相对优质的蜡油由加氢裂化装置加工，蜡催设计主要原料为直馏减压柴油和少量焦化蜡油，重催装置同时担负蜡油和重油的平衡，对原料的要求较低，可加工直馏减压柴油和几乎全部焦化蜡油。
2 优化测算的条件设置
原油月加工负荷50万t，原油和产品价格按2016年10月不含税价格计算，各装置负荷根据设计负荷设置上限，根据设计负荷的60%设置下限，汽油、煤油、柴油等主要配置成品油根据实际配置要求量固定上下限。由于在该加工负荷下无法满足三套蜡油加工装置同时开工，因此，设定三个方案进行比较，分别为：方案1-蜡催与重催（掺渣40%）开工，方案2-蜡催与加氢裂化装置开工，方案3-重催（掺渣40%）与加氢裂化装置开工。通过对以上三个方案计算结果中影子价格及经济效益进行对比，找出蜡油量不足情况下整体优化的方向。
在此需要对影子价格给出定义：影子价格是指在线性规划模型中，当某个约束达到边界值时，在该约束条件的右端项增加一个单位时目标函数的变化。如果影子价格为负数，表示该变量在此条件下增加上限量，会增加整体效益；如果影子价格为正数，则表示该变量在此条件下增加上限量，会减少整体效益。无约束时影子价格为0。该信息可用于判断物料最有效益的走向，为石化企业提高效益提供依据。
3 方案测算及对比
方案1：蜡催与重催（掺渣40%）开工，在此情况下，两套催化裂化的汽油经醚化装置切割后，重汽油无法全部由60万t汽油改质装置加工，需增开烃重组装置。各装置加工负荷及影子价格如表1所示。
从上表可以看出，方案1中蜡催、烃重组以及加氢裂化装置影子价格均为负值，即增加这些装置的加工量可增加经济效益，特别是加氢裂化装置影子价格的绝对值远高于蜡催装置，若蜡油量增加则应首先由加氢裂化装置加工，效益最优。
方案2：蜡催与加氢裂化装置开工，如表2所示，在此情况下，焦化蜡油需全部由蜡催装置加工，会增加新催化剂用量。
方案3：重催（掺渣40%）与加氢裂化装置开工，加氢裂化满负荷运行，而重催装置负荷为77%，如表3所示。在蜡油量不足的前提下，首先确保加氢裂化装置满负荷运转对整体效益是有益的。
方案3经济效益比方案1高6 208万元，而方案2经济效益比方案1高5 829万元，方案3经济效益比方案2高379万元，因此方案排序为：方案3>方案2>方案1，蜡油满足2套蜡油加工装置情况下，选择重催和加氢裂化装置开工经济效益最好。
4 结语
为了有效发挥各蜡油加工装置的作用，根据蜡油性质合理分配有效的资源，以达到炼油厂整体效益最大化的目标，利用APS数学模型对三种装置开工方案测算，对比结果表明，在蜡油满足两套蜡油加工装置情况下，选择重催和加氢裂化装置开工经济效益最优，并且由于目前芳烃装置产品石油苯和对二甲苯的价格较高，远高于汽柴油价格，而加氢裂化装置生产的重石脑油是芳烃装置原料之一，应确保加氢裂化装置满负荷运行。
重催可掺炼减压渣油，产品轻质油收率较延迟焦化装置高，因此，虽然重催装置单位加工费高于蜡催装置，但从整体经济效益角度来看，仍较蜡催装置好。
另外，重油催化裂化和加氢裂化装置加工负荷相互影响，今后需根据原油及产品价格变化情况，不断优化重催装置和加氢裂化装置的加工负荷。
参考文献
[1] 费德亮.炼油厂蜡油系统的运行及节能优化[J].石油炼制与化工，2011，42（5）：85-88.
[2] 张清华，张卫华.RPMS优化软件在炼厂应用[J].广东化工，2009，36（11）：162-163.
[3] 邱宏亚.延迟焦化装置掺炼扬子蜡油的技术分析[J].南炼科技，1997，7（4）：10-12.
