Оптимизация приготовления многокомпонентных смесей нефтепродуктов на НПЗ повышает эффективность использования их составных компонентов

Аллисон МакНалти, Руководитель отдела поставок нефти, AspenTech

Спецификации качества на готовые нефтепродукты продолжают становиться все более строгими, а также усложняются включаемые в них требования. На многих НПЗ сегодня все еще применяют электронные таблицы для расчета рецептур смесей нефтепродуктов, зачастую без проведения оптимизации. При использовании электронных таблиц почти полностью отсутствует возможность определения того, каким образом, скорее всего, изменится качество компонентов смеси за определенный планируемый промежуток времени в результате изменений в качестве поступающего сырья или режиме работы перерабатывающего комплекса. В результате такого подхода возможны потери по избыточным качественным показателям и недополучение прибыли, часто возникающая необходимость повторного смешивания и вызванные этим задержки по отгрузке готовых продуктов и соответствующие затраты.

Существенное место в работе НПЗ занимает трехстадийный процесс. Первая стадия включает прибытие морского нефтеналивного танкера, выгрузка сырой нефти в резервуары хранения и последующее ее смешивание в расходных резервуарах перед подачей на установки первичной переработки нефти. Вторая стадия включает работу всех производственных установок на НПЗ, от первичной переработки до хранения промежуточных продуктов. Третья стадия включает работу установок, в которых производится смешивание промежуточных компонентов и подготовка конечных продуктов (по объемам и качественным показателям), которые будут отгружаться в соответствующие пункты назначения. На этой стадии оптимизация многокомпонентных смесей является расширенной функцией оптимизации однокомпонентных смесей, и в результате получаются оптимизированные рецептуры, а также выделяется необходимое гидравлическое оборудование (насосы) для первой смеси и последующих. Оптимальная схема помогает операторам правильно использовать запасы исходного сырья в долгосрочном плане, зачастую – до 2 - 4 недель, и получать выгоду от ценовой разницы между закупкой и продажей промежуточных и конечных продуктов. Такая схема работы является типовой для многих НПЗ, включая предприятия Восточной Европы и Азии, а также НПЗ в США, смешивающих солярку с мазутом.

На сегодняшний день многие компании уже внедрили программное обеспечение для нефтеперерабатывающего сектора, позволяющего автоматизировать оптимизацию рецептур в зависимости от наличия отдельных компонентов смесей и их свойств. Инструмент для оптимизации смесей тесно интегрирован в систему планирования работы НПЗ и позволяет обеспечить минимизацию затрат на подготовку смесей и своевременную отгрузку нефтепродуктов. AspenTech’s Multi-Blend Optimizer (MBO) представляет собой мощное средство оптимизации планирования приготовления смесей, основанное на той же базе данных, которая используется для планировщика Aspen Petroleum Scheduler. С помощью МВО пользователи могут быстро визуализировать информацию по запасам продуктов, запланированным смесям, рецептурам и отгрузкам. Одним нажатием клавиши МВО произведет оптимизацию рецептур, объемов и связей между всеми смесями в производственном процессе. Благодаря быстрой и эффективной оптимизации МВО позволяет уменьшить сложность приготовления смесей и дает планировщикам НПЗ возможность сосредоточить внимание на увеличении объемов имеющей сбыт товарной продукции и повышении прибыльности.

Являясь частью нового программного комплекса aspenONE V8, новый инструмент МВО компании AspenTech расширяет возможности стандартного резервуара хранения нефтепродуктов и повышает гибкость производственного процесса приготовления смесей в условиях ограниченного объема хранения резервуарного парка. Используя эти новые функции МВО может оптимизировать рецептуры, время наступления событий и последовательность для смесей, используя информацию о текущих выходных потоках с установок. Планирование смешивания выходных потоков с установок в МВО теперь значительно упрощает использование смешиваемых компонентов. Планировщик приготовления смесей может создавать обоснованные и оптимизированные графики вместо того, чтобы жонглировать смешиваемыми компонентами, используя резервуары промежуточного хранения. Теперь инженеры-планировщики могут использовать компоненты непрерывно при смешивании непосредственно в другой резервуар. Также, они могут обеспечить соблюдение всех ограничений по имеющимся объемам резервуаров и запасам, и, одновременно, обеспечить соответствие требованиям к конечным нефтепродуктам.

Инструмент для оптимизации многокомпонентных смесей позволяет нефтепереработчикам должным образом произвести первое смешивание, уменьшая потери по избыточным качественным показателям и плату за простои, упрощая адаптацию к неожиданным событиям и ускоряя создание графика приготовления экономически целесообразных смесей. В частности, Aspen Refinery Multi-Blend Optimizer в сочетании со смешиванием выходных потоков с установок, обеспечивает экономически обоснованное принятие решений и разработку оптимизированного графика, повышая прибыльность отгружаемых смесей.

Основной целью процесса смешивания нефтепродуктов на НПЗ является обеспечение соответствия всем обязательствам по срокам и качеству отгружаемых продуктов, учитывая ограничения по объемам резервуарного хранения, как для смешиваемых компонентов, так и для смешанных нефтепродуктов. Таким образом, НПЗ сегодня стремятся максимизировать прибыльность от имеющихся выходных потоков, использующихся в качестве компонентов смесей нефтепродуктов, и одновременно, обеспечить соответствие качества товарных продуктов требованиям рынка и нормативных актов. Спецификации конечных продуктов, включая смеси этанола с бензином, приобретают все более сложных характер. Новые разработки ПО для моделирования и применения методов оптимизации позволяет использовать сложные технологии нелинейного оптимизирующего моделирования для удовлетворения спроса на конечные продукты и минимизации потерь по избыточным качественным показателям. ПО для нефтеперерабатывающей отрасли является в значительной степени интуитивно понятным и удобным в использовании, имеет превосходную функциональность по сравнению с традиционно применяемыми в отрасли методиками, зачастую базирующимися на методе проб и ошибок с использованием электронных таблиц или экспериментальных инструментов.

Оптимальное смешивание продуктов нефтепереработки является сложным процессом, от которого напрямую зависит прибыльность НПЗ. Применение программных инструментов способствует повышению взаимодействия между плановиками и диспетчерами благодаря более эффективной интеграции и взаимодействию с отделом сбыта, за счет предоставления более значимой и детальной информации по состоянию запасов и требуемым компонентам. Передовые программные продукты теперь дают возможность нефтепереработчикам использовать многопериодную систему моделирования многокомпонентных смесей для различных условий, формирующую оптимизированные краткосрочные и долгосрочные графики приготовления смесей. Нажатием всего нескольких клавиш плановики могут существенно повысить прибыльность НПЗ за счет использования оптимального сочетания статических и динамических компонентов для создания смесей нефтепродуктов.