企業(yè)研究論文-RPMS在煉化企業(yè)中的應(yīng)用.doc

企業(yè)研究論文-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HoneywellRPMS、ASPENPIMS及PROS煉油廠圖形建模計(jì)劃優(yōu)化軟件等)，RPMS是RefineryandPetrochemicalModelingSystem的縮寫，即煉油和石油化工建模系統(tǒng)，由HoneywellHiShspec開發(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)動(dòng)態(tài)硫分布的測(cè)算等。1RPMS模型的開發(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)，建立開發(fā)RPMS模型，其中包括：開發(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。在生產(chǎn)計(jì)劃層建立開發(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)開發(fā)的MOPS優(yōu)化器和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”(SLP)。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。2RPMS模型在煉化企業(yè)排產(chǎn)中的應(yīng)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。3RPMS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，在煉化部2005年第2季度計(jì)劃中，6月份準(zhǔn)備采購(gòu)74kt尼羅河原油，但在4月底時(shí)卻發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上已很難采購(gòu)到尼羅河原油。于是在RPMS模型上對(duì)尼羅河原油以各種原油進(jìn)行替代，具體數(shù)據(jù)見表2。比較說(shuō)明：基準(zhǔn)工況月度計(jì)算效益為3.8531億元。方案1(74kt番禹原油替代尼羅河原油)比基準(zhǔn)工況減少利潤(rùn)82萬(wàn)元。方案2(20kt卡賓達(dá)，54kt番禹原油替代尼羅河)比基準(zhǔn)工況減少利潤(rùn)269萬(wàn)元。方案3(74kt杰諾替代尼羅河)比基準(zhǔn)工況減少利潤(rùn)524萬(wàn)元。方案4(20kt卡賓達(dá)，54kt杰諾替代尼羅河)比基準(zhǔn)工況減少利潤(rùn)553萬(wàn)元。方案5(24kt卡賓達(dá)，50kt辛塔替代尼羅河)比基準(zhǔn)工況減少利潤(rùn)1124萬(wàn)元?？梢钥闯?，方案1(74kt番禹原油替代尼羅河原油)效益相對(duì)最好，方案2(卡賓達(dá)20h、番禹54kt替代尼羅河原油)效益次之(各方案效益沒(méi)有扣除固定費(fèi)用，但不影響各方案比較結(jié)果)。從上述RPMS模型計(jì)算結(jié)果得出，在當(dāng)時(shí)的原油價(jià)格、產(chǎn)品價(jià)格體系下，番禹原油最合適替代尼羅河原油，即當(dāng)原油市場(chǎng)上采購(gòu)不到尼羅河原油時(shí)，可以采購(gòu)?fù)葦?shù)量的番禹原油頂替。4RPMS模型在煉化企業(yè)效益測(cè)算中的應(yīng)用RPMS模型除了在煉化企業(yè)的排產(chǎn)、原油采購(gòu)中發(fā)揮重要作用之外，還可以進(jìn)行煉化企業(yè)的效益測(cè)算。RPMS模型中的效益是根據(jù)銷售總額減去原油成本以及公用工程等費(fèi)用而得出，并沒(méi)有考慮到固定費(fèi)用的發(fā)生。煉化部的固定費(fèi)用平均每月大約為1.2億元，即當(dāng)RPMS模型的月度計(jì)算效益為1.2億元時(shí)，實(shí)際上就是利潤(rùn)為零。2005年第1季度，煉化部取得了相當(dāng)好的經(jīng)濟(jì)效益，2005年4月煉化部的效益出現(xiàn)了下降，2005年5月初乙烯等化工產(chǎn)品價(jià)格大幅下跌。在這種情況下，煉化部技術(shù)處組織力量進(jìn)行了零利潤(rùn)原油價(jià)格測(cè)算。首先選定兩種低硫原油和兩種含硫原油作為基礎(chǔ)原油(數(shù)量、比例按以往典型工況)，在RPMS模型中運(yùn)轉(zhuǎn)，估算出零利潤(rùn)時(shí)各基礎(chǔ)原油的價(jià)格，再將其他原油逐個(gè)