Оптимизация выбора исходного сырья обеспечит повышение рентабельности

Применение передовой технологии для определения основных характеристик и анализа данных по компонентному составу сырой нефти

Авторы:

Рон Бек, Директор по проектированию, AspenTech

Калей Холден и Винс Ие, Менеджеры по выпуску новых продуктов для предприятий нефтепереработки, AspenTech

В последние годы работа предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической отрасли по всему миру становится все более сложной. Учитывая постоянно возрастающую диверсификацию источников сырья, возможность быстрой оценки и моделирования последствий выбора сырья того или иного состава является существенно важным для достижения таких преимуществ, как повышение конкурентоспособности и снижение затрат. За последнее время значительно изменилась динамика рынка. Продолжается расширение и перераспределение в географическом плане мировых источников исходного сырья и нефтеперерабатывающих мощностей, что повышает ответственность в принятии решений по закупке исходного сырья и готовых нефтепродуктов. Слияния и разделения НПЗ в различных регионах мира, в частности, в США, Европе, Японии и Австралии, создают возможности для гибких и быстро реагирующих организаций. Обеспечение поставки исходного сырья соответствующего качества на соответствующий НПЗ является жизненно важным для конвертации вышеуказанных возможностей в прибыль. Используя программные модели, должным образом откалиброванные для обеспечения необходимой точности, аналитики могут предоставить инструменты для принятия решений в режиме реального времени трейдером, инженером и плановиком НПЗ, с подтверждением возможности своевременной поставки конечного продукта с ожидаемым уровнем качества, и с максимально возможным уровнем прибыли, что в свою очередь обеспечит необходимую поддержку для принятия бизнес решений. Учитывая растущую год от года конкуренцию, у многих НПЗ остается не так много времени для защиты своего уровня рентабельности и пересмотра процесса, включая выбор исходного сырья, с тем, чтобы добиться извлечения максимально возможной прибыли в результате своей деятельности.

Внедрение передовых программных продуктов обеспечивает широкую доступность точного и тщательного моделирования процессов нефтепереработки для все большего числа НПЗ, с использованием наглядных и простых инструментов визуализации, способствующих пониманию результатов моделирования. Это помогает лидерам отрасли принимать требующие учета многих факторов бизнес решения по наилучшему построению производственного процесса, более точному прогнозированию и пониманию результатов. Изолированные сферы деятельности инженеров, плановиков, диспетчеров и трейдеров НПЗ теперь могут быть совмещены до такого уровня сотрудничества, который позволяет эффективно оптимизировать всю работу НПЗ. Возможно поддержание в актуальном состоянии и повышение точности моделей планирования и диспетчеризации за счет простого и мгновенного доступа к результатам инженерного моделирования, настроенным в соответствии с текущими производственными результатами. Это повышает уверенность в том, что текущий план более точно соответствует фактическому состоянию производства и позволяет осуществлять более эффективное принятие текущих производственных решений. Кроме того, возможность проводить инженерные исследования одновременно для нескольких установок обеспечивает поддержку и конфигурацию имеющихся нефтеперерабатывающих установок для исходного сырья со сложным составом, такого, как тяжелая или загрязненная нефть. В целом, программный продукт для комплексного проектирования производственных процессов обеспечивает более быстрый, точный и регулярный анализ для достижения необходимого уровня прибыльности НПЗ.

Переход от грубых расчетов к анализу и точному прогнозированию

Компонентный состав сырой нефти, представленный в лабораторном отчете о свойствах нефти, рассматриваемой в качестве кандидата на исходное сырье, является ее уникальным идентификатором и фундаментальной основой для понимания того, как это исходное сырье впишется в конфигурацию НПЗ. Данные по компонентному составу помогут инженерам и плановикам НПЗ определить конкретные виды сырой нефти (или, правильнее, смесей сырой нефти), совместимость этого исходного сырья с конкретной технологической линией нефтепереработки или возможность возникновения проблем в результате использования этой нефти в качестве сырья, которые приведут к падению объемов производства нефтепродуктов и снижению их качества, или ограничат возможность гибкого смешивания продуктов на этом производственном комплексе.

Нефтепереработчики постоянно стремятся ускорить и сделать более эффективным принятие решений о закупке исходного сырья за счет использования новых методик и технологий быстрого анализа существующих вариантов сырья, для более оперативной выдачи инструкций трейдерам. Несмотря на слабый спрос на конечные нефтепродукты в некоторых регионах мира, мировые цены на сырую нефть остаются на высоком уровне, оказывая негативное влияние на прибыльность НПЗ. И если доступная для закупки под исходное сырье нефть является более тяжелой, это ставит трудные технологические и экологические задачи перед нефтепереработчиками. Учитывая снижение уровней добычи нефти в крупнейших нефтегазовых регионах мира, как, например, Северное море, нефтепереработчики теперь вынуждены рассматривать новые источники поставки сырья из регионов, где в последние годы были открыты крупные залежи нефти, для замены ими нынешних источников, объемы поставок которых снижаются. Со временем, большинство нефтепереработчиков должны расширить ассортимент закупаемых нефтей для снижения средней стоимости закупаемого сырья.

Сегодня на рынке наблюдаются изменения в компонентном составе поступающей сырой нефти, что одновременно ставит трудные задачи перед отраслью и создает новые возможности. Для нефтехимических производств Ближнего Востока стратегические приоритеты изменяются по мере роста внутреннего потребления региональной нефти в качестве исходного сырья для НПЗ. Поэтому четкой бизнес-стратегией для них стало производство высокоприбыльных продуктов. По мере того, как эти предприятия интегрируют свои производства, обеспечивая себе подъем на более высокий уровень в производственно-сбытовой кооперации, принимать производственные решения становится все сложнее на фоне неустойчивости рынка меняющихся источников сырья. Также, учитывая рост поставок сланцевого газа и, в связи с этим, низкие цены на газ в Северной Америке, американские нефтехимические предприятия получают конкурентное преимущество на глобальном рынке, изменяя стратегии закупок и сбыта. Компании по всему миру вступили в новую эру расширения ассортимента исходного сырья и коммерциализации на рынке нефтехимического производства.

Автоматизация контроля ассортимента исходного сырья позволяет добиться повышения эффективности

Существуют несколько ключевых тенденций в применении программных инструментов для моделирования в создавшихся новых условиях. Во-первых, тщательно разработанные инженерные модели являются чрезвычайно важными для понимания того, каким образом оптимизировать управление НПЗ или нефтехимическим предприятием, чтобы добиться повышения эффективности по таким параметрам, как гибкость, объем выпуска и качество продукции, а также энергоэффективность. Компании все чаще применяют инженерные модели, настроенные в соответствии с текущими условиями предприятия, для анализа, принятия решения и оценки исходного сырья и вариантов готовых нефтепродуктов. В то же время, программное обеспечение для планирования все чаще начинает применяться для более быстрой оценки исходного сырья для НПЗ и нефтехимических предприятий. Обладающие этими программными инструментами для моделирования ведущие игроки отрасли стали с успехом использовать такие инженерные модели для регулярного уточнения и актуализации моделей планирования, и повышения их точности и детальности. Модели зависят от точности характеристики углеводородов, поэтому компаниям необходимы мощные программные инструменты для проектирования технологических процессов, способные определять характеристики нефтей, анализировать исходное сырье из различных источников, отслеживать свойства нефтей и выбросы углерода, и привлекать энергоэффективность и экономические факторы для оптимизации производства и получения максимальной прибыли. Преимущество в виде возможности получения точных характеристик нефтей из ограниченных данных по их компонентному составу является одной из самых важных областей инновации программного продукта.

Доступное сегодня новейшее программное обеспечение позволяет легко актуализировать планирование и диспетчеризацию на НПЗ. Aspen HYSYS^® Petroleum Refining (ведущая система технологического моделирования) включает инструменты для удобного импорта и экспорта данных по параметрам нефтей из и в Aspen PIMS (самая широко используемая система планирования работы НПЗ) с помощью нового приложения Aspen Assay Management. Компании могут также автоматизировать экспорт детальных моделей химических реакторов в Aspen PIMS (ПО для линейного программирования). Такая поддержка обеспечивает повышенную точность ПО для планирования, позволяя оптимизировать выбор исходного сырья для НПЗ, обеспечивающего повышение прибыльности.

Мощные функции Aspen HYSYS Petroleum Refining используются при моделировании технологического процесса в Aspen HYSYS для упрощения и повышения эффективности моделирования для НПЗ. Поступающая на переработку нефть имеет компонентный состав, обеспечивающий сырью широкий набор характеристик. Можно быстро сконфигурировать комплексное моделирование для нескольких установок, включив основные установки для каталитического крекинга, такие, как УФКК и сопутствующие установки фракционирования. Прорывные инновации помогают инженерам НПЗ оптимизировать производство и обеспечивать поддержку планирования. Aspen Assay Management в Aspen HYSYS Petroleum Refining позволяет получить точные характеристики исходного сырья, включая тяжелые нефти, для более эффективного выбора этого сырья и оптимизации технологического процесса. Эта новая возможность обеспечивает использование в Aspen HYSYS Petroleum Refining той же системы управления поступающим сырьем в зависимости от его качества, которая доступна в Aspen PIMS.

Автоматизируя импорт данных по сырой нефти из Aspen Assay Management в Aspen HYSYS Petroleum Refining, пользователи устраняют необходимость ручного ввода сотен единиц данных по нефти для того, чтобы обеспечить точное моделирование ассортимента нефтей. Кроме того, Aspen HYSYS теперь включает модели для установок висбрейкинга и замедленного коксования, необходимых для переработки тяжелых нефтей. Теперь компании могут легко оценивать и моделировать эффект от выбора того или иного ассортимента исходного сырья на технологический процесс НПЗ с помощью Aspen Assay Management в программе Aspen HYSYS Petroleum Refining. Огромные преимущества обеспечивает доступ к сотням типов нефтей из самых разных регионов мира, находящихся в базе данных библиотеки нефтей, с возможностью использования их при моделировании.

Ключевые преимущества применения программных инструментов для отработки технологического процесса:

· Более быстрый и эффективный выбор исходного нефтяного сырья благодаря совместному использованию моделей планирования и проектирования технологического процесса

· Оптимизация технологического процесса благодаря более точным моделям диспетчеризации

· Более эффективный анализ работоспособности, основанный на тщательно сконфигурированных технологических моделях, для подтверждения технологической пригодности, безопасности и надежности потенциальных смесей нефти

· Возможность повышения уровня рентабельности установки благодаря технологическому анализу (например, оптимизация границ разделения фракций, выбора катализатора, мониторинга работы теплообменника), что позволяет повысить энергоэффективность и ограничить выбросы

· Повышение прибыльности завода за счет повторной оценки маршрутов сырья при конфигурациях с использованием нескольких установок различного типа

Многие компании видят значительные преимущества во внедрении программного комплекса для моделирования технологического процесса. Компании получают возможность увеличить прибыли за счет оптимизации выбора исходного сырья, использования достоверных и полных данных по ассортименту нефтей на таких кросс-платформах, как Aspen HYSYS и Aspen PIMS. Кроме того, они могут оптимизировать технологический процесс для работы с вязкими нефтями, за счет получения более точных характеристик более вязких и сложных по составу нефтей. Например, подразделение саудовской компании Aramco повысило фактическую производительность НПЗ на 3 - 8%, снизило затраты времени на планирование на 50 - 70%, уменьшило складские запасы на 15 - 35% и добилось повышения энергоэффекивности на 3 - 5% за счет интеграции Aspen HYSYS и Aspen PIMS на всех крупных наземных производственных объектах. Компания S-Oil добилась снижения энергопотребления на 100 МВт в год, сэкономив свыше $39 миллионов. Компания SABIC также успешно применила программные инструменты для планирования, традиционно используемые в нефтепереработке, на своем британском предприятии по производству сыпучих химреагентов.

Пора повышать рентабельность

Информация по ассортименту и свойствам исходного сырья является важным инструментом в организации технологического процесса на НПЗ. И здесь встает вопрос о привлекательности некоторых типов исходного сырья. Жидкое исходное сырье будет зависеть от будущих цен на нефть, будут изучаться и оцениваться другие источники поставки по своим технологическим и экологическим параметрам, а также по экономической целесообразности их использования. Меняющийся ассортимент исходного сырья усложняет отрасли жизнь и одновременно создает новые возможности. Перед компаниями стоят сложные задачи выживания в условиях разнонаправленных процессов в глобальной экономике, динамично меняющихся рыночных условиях, и они испытывают необходимость ускорения вывода своих продуктов на рынок. Внедряя передовое программное обеспечение, НПЗ и нефтехимические предприятия смогут сделать более эффективным выбор исходного сырья, а пользователи получат возможность интегрировать библиотеки нефтей и ссылки на программные инструменты планирования для оптимизации выбора сырой нефти, планирования и диспетчеризации технологического процесса - и все это для максимизации показателей работы завода и достижения максимального уровня прибыльности. Информированные организации смогут воспользоваться этими инструментами для более быстрого принятия решений, получения выгоды от использования существующих возможностей по закупке и сбыту, снижения экономической неопределенности и получения конкурентного преимущества.