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、國際市場原油價格高企，中國加入WTO對石化行業(yè)的沖擊，石化行業(yè)將面臨越來越激烈的市場競爭。近年來，我國沿海石化企業(yè)加工的進口原油數(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)驗進行原油計劃與調(diào)度的優(yōu)化顯得越來越力不從心。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。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)使用先進優(yōu)化排產(chǎn)工具軟件(如HoneywellRPMS、ASPENPIMS及PROS煉油廠圖形建模計劃優(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)中建立和維護計劃模型的程序、數(shù)據(jù)庫和接口的綜合體。所采用的優(yōu)化技術(shù)，是通過對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)量優(yōu)化、產(chǎn)品性質(zhì)傳遞等，最終以經(jīng)濟效益為目標函數(shù)，通過調(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)的效益測算以及煉化企業(yè)動態(tài)硫分布的測算等。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)，降低庫存，提高管理水平，取得最大經(jīng)濟利潤，需要解決以下問題：原油及中間物料如何選購?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?如何實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化?儲運系統(tǒng)如何合理調(diào)配?根據(jù)以上問題，結(jié)合原油數(shù)據(jù)庫、過程模擬、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，研究原油混煉對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)變化對產(chǎn)品收率的影響。在生產(chǎn)計劃層建立開發(fā)煉化企業(yè)If模型，利用原油數(shù)據(jù)庫、裝置數(shù)據(jù)模型，考慮各裝置約束、公司指令性計劃、政策約束，考慮原料和產(chǎn)品市場價格，以煉化企業(yè)總體經(jīng)濟效益最優(yōu)為目標函數(shù)，作出全流程(包括煉油、芳烴、乙烯三線)的最佳生產(chǎn)運行計劃方案。開發(fā)油品優(yōu)化調(diào)和系統(tǒng)，實現(xiàn)罐的合理調(diào)配。針對主要裝置，建立裝置動態(tài)過程數(shù)學(xué)模型，用以預(yù)測原料變化、操作條件改變、生產(chǎn)工藝改變對產(chǎn)品收率的影響，研究裝置性能，優(yōu)化操作。RPMS模型以Business.FLEX中的高級計劃調(diào)度優(yōu)化為主體，與原油評價數(shù)據(jù)庫相結(jié)合以企業(yè)利潤為目標函數(shù)，采用線性規(guī)劃技術(shù)，使用先進的優(yōu)化器(柏林大學(xué)開發(fā)的MOPS優(yōu)化器和Dash協(xié)會的XPRESS優(yōu)化器)對RPMS的數(shù)學(xué)模型進行尋優(yōu)求解，從而解決煉化企業(yè)的計劃與調(diào)度的優(yōu)化問題。線性規(guī)劃技術(shù)中的分布式遞歸能自動將物料性質(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。RPMS模型為處理非線性問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，或者一點也不購買的處理技術(shù)，它的另一個流行的用法是決定過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)、原油價格、產(chǎn)品價格、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等許多因素。2006年初，中國石化上海石油化工股份有限公司煉化部(以下簡稱煉化部)在RPMS模型上對沙輕、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、杰諾、黑獅等二十幾種原油進行年度排產(chǎn)方案的效益測算，篩選出4種優(yōu)化加工方案，效益對比情況見表1。從表1可以看出，其中的“方案3”效益最好。本次測算的最優(yōu)加工方案得到了中國石化專家組的肯定，同時也成為上海石化2006年度的原油加工排產(chǎn)方案。3RPMS模型在原油采購中的應(yīng)用煉化企業(yè)生產(chǎn)計劃排定以后，接下來就要采購原油。由于原油市場瞬息萬變，原來計劃購買的原油可能在市場上已采購不到，這時就要根據(jù)原油市場動態(tài)狀況臨時改變原油采購計劃。比如，在煉化部2005年第2季度計劃中，6月份準備采購74kt尼羅河原油，但在4月底時卻發(fā)現(xiàn)市場上已很難采購到尼羅河原油。于是在RPMS模型上對尼羅河原油以各種原油進行替代，具體數(shù)據(jù)見表2。比較說明：基準工況月度計算效益為3.8531億元。方案1(74kt番禹原油替代尼羅河原油)比基準工況減少利潤82萬元。方案2(20kt卡賓達，54kt番禹原油替代尼羅河)比基準工況減少利潤269萬元。方案3(74kt杰諾替代尼羅河)比基準工況減少利潤524萬元。方案4(20kt卡賓達，54kt杰諾替代尼羅河)比基準工況減少利潤553萬元。方案5(24kt卡賓達，50kt辛塔替代尼羅河)比基準工況減少利潤1124萬元。可以看出，方案1(74kt番禹原油替代尼羅河原油)效益相對最好，方案2(卡賓達20h、番禹54kt替代尼羅河原油)效益次之(各方案效益沒有扣除固定費用，但不影響各方案比較結(jié)果)。從上述RPMS模型計算結(jié)果得出，在當時的原油價格、產(chǎn)品價格體系下，番禹原油最合適替代尼羅河原油，即當原油市場上采購不到尼羅河原油時，可以采購?fù)葦?shù)量的番禹原油頂替。4RPMS模型在煉化企業(yè)效益測算中的應(yīng)用RPMS模型除了在煉化企業(yè)的排產(chǎn)、原油采購中發(fā)揮重要作用之外，還可以進行煉化企業(yè)的效益測算。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用而得出，并沒有考慮到固定費用的發(fā)生。煉化部的固定費用平均每月大約為1.2億元，即當RPMS模型的月度計算效益為1.2億元時，實際上就是利潤為零。2005年第1季度，煉化部取得了相當好的經(jīng)濟效益，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)品價格大幅下跌。在這種情況下，煉化部技術(shù)處組織力量進行了零利潤原油價格測算。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模型中運轉(zhuǎn)，估算出零利潤時各基礎(chǔ)原油的價格，再將其他原油逐個