supBlend油品在线优化调合解决方案

目前中国新建炼厂的全部汽油和部分柴油生产已经采用了“油品在线优化调合”技术;在已建炼厂中,有近30%完成了“油品在线优化调合”技术升级。基于在线质量分析和先进过程控制的“油品在线优化调合”技术,已经成为炼厂建设或升级的必要技术途径,同时也是企业节能降耗以及经济效益提升的重要手段。 本方案也同时适用于石化企业原料(如原油)及中间原料(如乙烯料)的在线调合,为装置的平稳运行及物料平衡提供保障。

客户挑战

Customer pain point

随着国家对石油产品(汽油、柴油以及燃料油)质量升级的逐步推进,石化企业传统的油品调合生产方式已经难以适应日益严苛的质量要求。传统调和作业方式存在组分罐多、调合时间长、调合过程复杂、油品损耗大、能源消耗大、调合作业必须分批进行、调合比不精确、质量过剩较大、一次调合成功率较低、加剂量控制不准确等诸多缺点,技术升级迫在眉睫。

方案详情

Solution details

软件整体架构
supBlend油品在线优化调合软件包是石油产品供应链(PSC-Petroleum Supply Chain)解决方案的组成部分。它由PSC-BOM、PSC-BPC和PSC-BRC三个子模块构成,分别位于管理层、优化层及DCS层。以上三者通过OPC实现数据交互,分别完成调合配方管理、调合在线优化控制以及调合在线比例控制等功能。

 

 

典型硬件结构

硬件系统包括PSC-BOM客户端、调合服务器(PSC-BOM/PSC-BPC)以及OPC服务器。PSC-BRC由DCS行业专用模块实现。分析仪系统将组分油及产品在线分析结果通过Modbus实时传送到DCS。调合过程的工艺操作界面借助于DCS操作站实现。

 

PSC-BPC控制原理 

调合质量优化控制软件PSC-BPC是基于Windows 的开放式系统,结合DCS平台,与在线分析仪配套,通过优化调合比率实现油品品质卡边控制。
PSC-BPC的本质是基于罐质量的优化控制(TQC),根据如下条件,计算产品罐待调合部分的质量要求,继而由PSC-BRC控制组分的调合比:

  • 产品罐目标质量
  • 当前罐质量预估TQE
  • 当前管道质量预估LQE
  • 当前组分油质量分析
  • 待调合量(剩余空间)

 

在满足产品质量卡边的前提下,PSC-BPC提供以下可选的优化目标:

 

PSC-BRC控制原理


基于DCS控制层的比例调合控制模块PSC-BRC,包括流量控制模块(BLDSET)和调合主控制模块(BLDMST)。它们协同完成对各路组分油的基于累积量的批量比例控制,同时具备完善的在线故障监测以及紧急停车的功能。

 

PSC-BOM功能

基于Web的PSC-BOM实现调合配方管理功能,包括配方及订单管理、账户管理、调合任务的远程监视以及调合批量报表的自动生成。PSC-BOM能够接收来自MES的生产任务以及来自LIMS的产品质量数据,通过分解重组形成具体的可执行的调合订单。
PSC-BOM提供基于组分油产能、品质、价格及库存,产品价格及销售计划等输入条件的全局配方优化功能。

 

 

基于DCS的操作界面优势

  • 基于DCS的调合比例控制及人机界面的设计,使得:
  • 在线比例控制采用DCS层行业控制模块实现,随DCS投用而投用,
  • 在DCS操作站实现批量比例控制及在线优化调合的全程操作,
  • 以上不限于中控DCS,适用于其它DCS或PLC系统。

 

自主核心优化控制技术优势:

  • PSC-BPC调合优化控制器基于中控多年自主研发的APC核心控制算法打造,技术成熟、性能稳定、功能灵活实用:
  • 最大支持16个调合组分线以及3个加剂线的控制,
  • 支持多个组分在线同时直接在线调合,
  • 支持调合过程中对任意组分在线添加及切除,
  • 支持罐底油质量补偿以及管道油质量跟踪与补偿,
  • 支持多个质量目标同时卡边控制,
  • 支持调合过程中产品目标质量离线校正控制(未配置在线分析仪时适用),
  • 内嵌适用于国内组分油特点的调合规则,减少上线调试时间,
  • 支持平衡优化、经济优化以及产能优化多个优化目标,
  • 支持多系列产品全局配方规划。

 

工程实施优势:

  • 调合组态软件对业务逻辑及控制算法的复杂性做了技术性封装,易学好用。它全部采用中文界面,结构简洁,功能直观,工程调试方便。能够根据调合工艺的变化:
  • 在线更新系统参数配置并下载生效,
  • 重新配置(增加或者删除)调合组分,
  • 增加新的调合头或重新配置调合头,
  • 最终用户在技术培训后,可完全具备以上工程能力。


某石化公司年产250万吨国V汽油在线调合设施,按照7种组分油,

单调合头工艺流程设计,产品以国V-92/95车用汽油为主,部分生

国V-92乙醇汽油组分油以及少量的国V-98车用汽油。

 

 

 

 

 

优化控制操作界面

 

比例控制操作界面

 

应用效果

 

实现的综合指标

  • 成品汽油辛烷值过剩不超过+0.2
  • 在线一次调合成功率大于98%
  • 系统投用率大于99%

 

实现的效益分析

该厂实际生产92系列及95系列汽油产品总量:203万吨/年,
人工操作调合产品比例:92#:95# = 182.6wt : 20.4 wt
在线优化调合产品比例:92#:95# = 172.4wt : 30.6 wt

92系列汽油与95系列汽油的税前价差:100-200元/吨 ,按均价150元/吨计,
年经济效益: (30.6-20.4)万吨 x 150元/吨= 1530万元

 

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