青岛炼化汽油调和系统投用分析.doc

青岛炼化汽油调和系统投用分析中国石化青岛炼油化工有限责任公司 张峰杰作者简介：张峰杰（1978-），男，本科，工程师，主要从事油气储运， 15866887375，vh1978@，zfj@地址：青岛市经济技术开发区海河路195号 邮编：266500摘要：本文介绍了YOKOGAWA汽油管道调合系统在青岛炼化公司的应用情况，对应用过程中遇到问题提出了改进建议关键词：YOKOGAWA 汽油调合 应用Investigation on application of YOKOGAWA’s blending gasoline pipeline systemZhang feng-jie SINOPEC Qingdao Refining& Chemical Co., Ltd.Abstract: Investigation on application of YOKOGAWA’s blending gasoline pipeline system in Qingdao refinery is carried out. The running problems are summarized, and improvement suggestions of this system are gived.Key words: YOKOGAWA gasoline blending application1、前言 全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会在2006年12月6日发布实施新的汽油标准GB17930-2006，与老标准汽油有90#、93#、95#和97#四个牌号相比，新标准汽油仅有90#、93#和97#三个牌号。

此外，新标准汽油的硫、苯、烯烃、芳烃及重金属含量大幅降低，同时还增加了氧、甲醇、锰、铁含量的控制指标，这对炼油企业汽油的生产、出厂也提出了更高的要求汽油调和是炼油企业汽油出厂的最后一道工序，是油品储运专业的一项重要技术工作，国内很多炼厂都是把不同组分的汽油输入罐内进行调和，并通过采样化验检测调和质量，工作既繁琐，效率也比较低，这种油罐调和已经不能满足现代化炼油企业的生产需要【1】近几年来，不同的汽油优化调和系统在各个炼油厂得到应用，如大连石化2003年实施的“汽油调和及移动自动化应用开发”项目；大庆石化2006年采用了中科院自动化研究所研发的“汽油调和系统改造项目”；燕山石化2007年采用的中科院“汽油油品优化调和技术”；海南炼化2007年投用的霍尼韦尔汽油调合系统，都收到很好的经济效益【2】青岛炼化在建厂设计之初，就计划采用汽油优化调和工艺，经多次论证，最终决定采用YOKOGAWA汽油调合技术方案，采用先进的近红外管道油品调合技术，设置一个调合头，完成汽油的3种牌号顺序调合2、青岛炼化YOKOGAWA汽油调和系统组成系统硬件方面主要由BPC/BOM服务器、BOM操作站和NR800型傅立叶变换近红外分析仪、质量流量计、气动薄膜调节阀、管道式静态混合器等现场测量、控制仪表及罐区设备组成。

系统软件使用的是日本YOKOGAWA公司的调合系统，其包括调合订单管理模块BOM、调合优化控制模块(BPC，包括ExaSMOC 先进控制软件包和ExaRQE 质量预估软件包)、调合控制模块Blend【3】3、汽油调合工艺青岛炼化汽油调和组分有5种，分别是催化汽油、重整汽油（重整C7、C9＋异戊烷油）、重整抽余油、MTBE、改质汽油，催化汽油是主调和组分，从装置直接进入调和系统，其他四个组分由组分罐经调和泵进入调和系统，调合产品经静态混合器充分混合后输出到产品罐储存【4】所有组份油的流量检测信号及成品油的总流量信号，将被送到DCS系统，同时近红外光谱分析仪对催化汽油、重整汽油、重整抽余油、改质汽油及产品汽油的性质实时检测(包括辛烷值、硫、苯、芳烃、烯烃、氧、铁、锰等参数)，油品性质分析数据也被送到DCS调合比例控制器Blend按照调合配方，调节各组份的流量同时，反馈数据给调合优化控制器，Blend将根据实际组份性质和可用性，以及成品油性质，目标储罐的状态，优化调节控制配方【5】MotorControllersDCS控制总线-Flowrate--Ratios-Set Flow-PLAS (Process Level Application Station)-BOM: Blend Order Manager-OPM: Blend Optimizer-TQI: Tank Qualities Integrator分析仪LIMSFCS0207CS3000SLQ: Sequence Controller/SEBOLDatabaseUnit InstrumentOn Line AnalyzerRMC: Ratio and 合同信息来自BOMFlowControllersLevel 2以太网forLIMS/ENRAF()流量控制阀主调合控制器 调和头马达控制器泵阀-流量-批量设定-比率-设定流量- 测量.优化控制系统-BOM: 调合合同/配方管理OPM: 调合优化控制TQI: 罐区质量集成--SQL:顺序逻辑控制数据存储通讯单元RMC: 比率调合模块控制储罐性能数据 优化比率来自 OPM 罐区计量罐区数据OPC 服务器DCS流量控制器分析仪图1 调合质量控制原理图LIMS4、青岛炼化YOKOGAWA汽油调和系统投用运行情况青岛炼化自2008年5月开工至当年9月，储运单元主要采用管道比例调合与罐内调合相结合的工艺（为汽油优化调合积累数据），加之开工初期，装置生产工艺多次调整，产品性质不稳定，往往不能一次调合就达到要求，需要再进行第二次、第三次调和，而且调和产品质量往往过剩，效率较低、能耗较大【4】。

2008年10月以后，逐渐投用汽油调和质量优化系统，实时检测调和头出口油品质量，根据检测结果及时调整调和比例，收到了很好的效果进入2009年1月，汽油调和共进行了22个批次，有20批次一次调和成功，一次调和成功率90.9%，缩短了产品的出厂周期，降低了能耗，为公司带来了可观的经济效益青岛炼化投用汽油调和质量优化系统已有4个月了，取得一定成绩的同时也暴露出来的一些问题： ⑴原油性质变化影响汽油调和效果由于原料市场的变化，及经济效益的需要，公司加工的原油由沙特中质原油、沙特重质原油、伊朗重油及索鲁士原油组成，原油加工的品种和比例发生变化时，会影响汽油调和各组分的组成，造成近红外光谱分析仪的测量偏差，进而影响汽油调和的产品质量⑵汽油生产工艺的调整对汽油调和的影响近期世界经济动荡，生产根据市场调整，最直接的体现就是重整汽油和催化汽油组份的变化其中重整汽油因是否拔出苯、混二甲苯、重芳烃作产品销售,是否生产抽余油，造成调合组份中的重整汽油性质差别巨大（辛烷值88～110，芳烃40～65%，苯0～6%）催化因是否回炼重整C5也会造成催化汽油性质差别较大（辛烷值90～93）这不仅造成了近红外光谱分析仪的测量偏差，还造成汽油指标辛烷值、芳烃、苯等参数不达标，汽油调和产品不合格。

⑶检验中心辛烷值分析仪对辛烷值≥100、≤90汽油组分测定不够准确，造成近红外光谱分析系统对其检测时无法校对，造成一定的偏差，影响汽油调和的精度⑷汽油调合系统中流量计的量程对汽油调和的影响汽油调和系统流量计的量程会限制某个汽油组分的加入比例特别是抽余油组分（0～35 t/h），改质汽油组分（0～50 t/h），在催化汽油全部进调和的情况下限制了抽余油、改制汽油调和比例的提高，会造成调和产品的质量过剩青岛炼化调合系统中流量计的量程如下）组分名称调节阀位号量程（t/h）重整汽油FIC013010～400重整抽余油FIC013020～35改质汽油FIC013030～50MTBEFIC013040～50催化汽油FIC013050～400成品汽油0～435⑸催化汽油流量波动对汽油调和稳定性的影响催化汽油流量波动频繁，且波动幅度较大，有时在100t/h～190t/h范围内由于催化汽油是汽油调和系统的主调和组分，这就造成了其他参与汽油调和各组分流量的波动，这对汽油调和各组分泵、分析仪等都会造成冲击，会对设备的稳定运行、产品性质造成影响⑹催化汽油外送时携带催化剂、碱液影响近红外光谱分析仪的测量，催化剂和碱液结晶堵塞近红外光谱分析仪的采样系统，造成分析仪无法采集催化汽油、产品汽油的样品，引起催化汽油、产品汽油的测量结果偏差，造成汽油调和失败。

5、改进措施针对汽油调和系统运行过程中出现的问题，采取了以下几方面措施来消除外部因素对调和系统的影响，提高汽油调和的精度和效果 ⑴针对近期由于原料变化、工艺调整引起的红外光谱分析仪测量不准确的问题，增加了汽油组分与产品的化验分析频次，化验结果与光谱分析仪进行比对、校准，大大减小了红外光谱分析仪的测量误差，提高了汽油调和的成功率随着汽油调和使用时间的加长，近红外光谱分析仪数据模型的数据库不断得到扩充（每周对汽油组分、产品化验分析），分析仪的测量精度逐渐得到提高，汽油调和系统对产品性质的控制将更加精确⑵对于辛烷值≥100、≤90汽油组分，发现近红外光谱分析仪测量偏差大时，将汽油组分参数调整到化验室输入模式，手动调整组分参数，有时采用经验值，可避免较大的偏差，较小对汽油调和的影响⑶对于抽余油、改质汽油组分流量计量程小的问题，解决方案是让部分催化汽油进入缓冲罐，在满足抽余油、改质汽油调和比例的前提下，流量不超量程这要求操作员合理控制催化汽油进入缓冲罐的流量，过多将降低调和系统的效率，过少则降低了抽余油、改质汽油调和比例，将造成产品质量过剩⑷对于催化汽油流量波动问题，是由于催化汽油脱硫脱硫醇装置PID控制器参数设置不合理造成的，经过协调，当催化汽油流量变化大时，装置由自动改为手动控制催化汽油出装置量，减小对汽油调和的冲击。

⑸对于近红外光谱分析仪采样系统堵塞问题，主要采取两方面措施，一是加强对调和分析小屋的巡检，发现样品采集流量小于5L/h，及时联系保运人员处理，二是内操加强对光谱分析仪测量参数历史趋势的检查，发现异常及时联系相关人员现场检查6、小结青岛炼化汽油调和优化系统投用以来，收到了很好的效果，提高了汽油调和的一次成功率，避免了质量过剩，缩短了汽油的出厂周期，降低了能耗，给公司带来了可观的经济效益从运行过程来看，近红外光谱分析仪测量结果的准确性直接关系到汽油调和的成败，为保证近红外光谱分析仪准确好用，一是需要不断扩充红外光谱分析仪数据模型的数据库，提高光谱与测量参数的对应关系；二是实时监控红外光谱分析仪的运行状态，备品备件齐全，出现问题及时发现处理，保证分析仪长周期稳定运转青岛炼化公司YOKOGAWA汽油调和系统的成功应用，将为其他炼油企业采用汽油调和系统提供很好的借鉴参考文献： [1]《油品调和技术》2008年,中国石化出版社,蔡智、黄维秋等 [2]《大庆石化汽油调和项目启动》，2006年，石油商报，谢文艳 [3]《YOKOGAWA调合系统技术协议》，2007年，上海横河石化自控有限公。