汽油在线质量调和可行性分析

品是进人成品油罐还是返回不合格油品罐以便重
新调和。
汽油在线质量调和的原则控制流程见图 ２ ０ 由于烷基化装置未开工， 烷基化油现阶段无 法作为汽油组分之一。烷基化油调人汽油中可以 起到提高辛烷值、 降低烯烃和芳烃含量、 提高氧含 量的作用。随着世界燃料规范 ＨＩ Ｍ类汽油标准 执行 日 期的临近， 燕山炼油厂将适时启动烷基化 装置， 故本文提出的原则流程中预留了烷基化油
５ ０ ｘ ０ ０ ０ ０ ＝ ０ ０ ６ ３ ５ ０ ｘ ０ ０ ０ ０ ＝１ ０ ０ ２
５ ０ ｘ ＝１ ０ ０ ０ ０ ２ ０ ０
各组分油和添加剂按一定比例同时送人油品总管 ３ ０ ｘ ＝１ ０ ０ ０ ０ ６ ８ ０ 内， 经过管道静态混合器使油品充分混合均匀， 以 ３ ０ ｘ ＝ ０ ０ ０ ２ ６ ０ ０ 达到调和目的。在各组分油支线上设有数据采集 ２ ０ ｘ ＝ ０ ０ ０ ２ ４ ０ ０ 点， 由近红外分析仪对在线采集的数据进行实时 １ ０ ｘ ＝ ０ ０ ０ ２ ２ ０ ０ ２＃ ３ ２ 一２ ＃ ５０ ００ 分析， 并将各组分油的辛烷值、 密度等数据送往 ３＃ ０ 总容积 ＤＳ Ｃ 系统，Ｃ 系统根据实时数据及相关质量控 ＤＳ 制程序进行计算以得出最佳调和方案， 并控制各 作 者 简 介 组分油和添加剂支线上的调节阀， 控制组分油及 张 ， 工程师，９９ １８ 年毕业于石油大学机械系石油储运专业， 添加剂的加入量， 使油品质量稳定并尽量减少辛 １ ０ ９８ ９ 一１９ 年从事储运工程设计工作， ９ 现从事设计管理工作。 烷值冗余， 提高经济效益。
， 急量
１４ ． ２２７
８ ２． ２ ３
１９ 年， ９９ 中国石油化工股份有限公司燕山分 公司炼油厂共加工原油 ６５ ． ｔ生产汽油 ６３ ５ ， ｋ １４． ｋ， ２２７ 汽油组分主要有催化汽油、 ｔ 重整汽油、
１ 燕山炼油厂汽油调和的现状
１６ ． ４２ ０ ５３０ ５ ．
１３ ． ６００
（） 视平稳操作。 ４能够实 ４２ 优化模型 ． （） １质量调和的目 标函数 Ｍ Ｘ Ｓ） 一ｌ Ｔｘ做 ） Ａ （１ ＝ＪｘＷ （ ｉ 式中：１ 成品汽油利润； Ｓ—
Ｊ — 成品汽油价格；
Ｋ（Ｏ ＝凡‘ Ｋ （ Ｏ ｘ ｉ Ｎ） ； Ｒ Ｎ） ｘ Ｒ ｍ Ｋ（ Ｎ） ＝ Ｎ） ｉ ＭＯ ＝劲、 Ｋ （ ｘ ＭＯ ｘ ｍ 式中： Ｒ Ｎ） Ｋ（ Ｏ — 成品汽油研究法 目标辛烷
ｉ ｉ 组分油价格； — ＷＺ 组分油流量； — Ｗ— 组分油总流量（ ＝， ） Ｗ Ｚ ｏ 礁
此目 标函数的意义是使成品汽油的利润达最 大值。一般情况下， 汽油的生产成本与辛烷值成 正比。所以上述 目标函数的意义可理解为在调和 成品汽油的过程中， 在满足成品汽油质量标准的 情况下， 多用低辛烷值组分， 少用高辛烷值组分。 （） ２质量一辛烷值约束
３ 汽油在线质，调和方案的选定
汽油在线质量调和系统主要包括数据采集、 数据处理和优化控制三个部分， 其系统构成简图
见图 ｔ ｏ
优化调和模型
（ ８０ｍ－２０ｎ 不同波长吸收强度的不 波长 ０ｎ － ０ｍ） ５ 同， 对光谱进行计算机分析， 得到油品的辛烷值数
据。近红外分析仪系统包括分析仪本身、 采样器、 控制系统、 安全系统等。这种仪表系统相对于传 统的发动机法 的现场采集仪表系统有如下优点 ： ａ测定数据较快， ） 且可同时测定多种油品性质（ 如
组分及成品油管线 ｝
！ 控制来自百度文库分流量调和成品油
图 １ 汽油在线质Ａ调和系统示意
由图 １ 在线调和工艺最为关键的是在 可见，
线仪表的选择及控制方案的确定。
３１ 在线质，仪表的选择 ． 目前在线质量测量仪表主要有马达辛烷值分 析仪 （ Ｄ Ｌ Ａ Ｙ Ｅ 和近 红 外 分析 仪 ＭＯ Ｅ Ａ Ｌ Ｚ Ｒ） Ｎ （ Ｅ ＲＩＦ Ａ Ｅ ） Ｎ Ａ Ｎ Ｒ Ｒ Ｄ 两种。 （） １马达辛烷值分析仪 该分析仪利用马达机配上相应的设备和软件 直接测出油品的辛烷值（ 马达法和研究法均可） 。 马达分析仪在工业生产上最早应用于美国， 其后 应用于欧洲， 已有十几年历史。亚洲 １９ 年以后 ９２ 应用此项技术。镇海炼油厂也采用了该分析仪，
｛ １２ ） ｝ ３ １ ７（ ．普 ８ ．
｝介 质 ｝
成品油
｝
谁
３ ０ ０．
２ 汽油在线质ｆ调和的技术特点
汽油在线质量调和工艺是近十多年来发展较 快的新的油品调和工艺。其核心是数据采集、 数
据处理和实时控制。其调和过程可以描述为 ： 将
表 ２ 燕山炼油厂汽油储雄容积
罐 号 ２＃ ９ ４ 一２ ＃
系统、 油样回收系统和安全系统， 其主要特点为： ａ测定数值准确。因为该分析仪采用的分析方法 ） ・ 为Ａ Ｔ 的标准方法， Ａ Ｔ 所认可， ＳＭ 为 ＳＭ 其测定 的数据就是认可的辛烷值；） ｂ 稳定性好。该分析
一条添加剂管线和两条成品油管线组成（０ 一 ９＃ 条， ＃ ＃ ９ ， 共用一条） 于添加剂的质量比 ３ ７ ９ 。由 较
号增多与汽油罐容紧张的矛盾。
仪有一套自 我校正系统， 定时自 动校正；） 。不受油
品组成变化影响， 外界干扰因素小；） ｄ维修及操作 简单；） ｅ无测试期， 安装完毕即可投用；） ｆ其缺点
为费用较高， 且只能测辛烷值。 （） ２近红外分析仪
近红外光谱分析仪的原理是利用不同油品的 各官能团（ 如烷烃、 烯烃、 芳香烃） 对近红外光波
对便宜， 一般少于 ４ 万美元。 ０ 该系统有如下缺点 ： 近红外光谱分析仪是一 种分析仪表。对每一种组分事先需提供有足够代 表性的样品（ 不少于 ５ 个）作出由发动机法所得 ０ ， 到的辛烷值和同一种油品光谱吸收特性之间的回 归方程， 并作出校验公式。故此种分析仪需要一 段时间校验方可投人实用， 国外一般需一年时间。 当组分性质变化较大或管线中组分变化时， 还必 须重新作出回归方程和校验公式。另外， 此系统 的测定结果也没有发动机法准确。
投产几年来效果 良好。 该分析仪包括马达机、 标准样系统、 快速采样
３２ 汽油在线质ｆ测，方案的选择 ． 根据以上分析和节省投资的要求， 本文选用 近红外分析仪和马达机各一台， 由近红外分析仪
测定组分油和成品油各项质量参数， 其辛烷值数 值由马达机校对。此方案投资适中， 能够完成生 产所要求的所有参数的测定， 缺点是需要一定的 后期校正工作。
稳定， 在添加剂管线上可不设质量数据采集点， 只 设流量控制点。在五条组分油管线上分别设质量
石化技术 ２０ 年第 ８ ０１ 卷第 １ 期
数据采集点和流量控制点， 质量数据送人近红外 分析仪进行分析并经马达机校正辛烷值后将分析 结果送人 Ｄ Ｓ系统计算机， Ｃ 由计算机根据油品质 量控制模型进行计算并根据计算结果通过流量控 制阀控制组分油流量。各组分油流经总管可进人 两成品油管线上的静态混合器， 经充分混合后 ， 其 质量数据被送人近红外分析仪分析并经马达机校 正辛烷值， 辛烷值数据再被送人 Ｄ Ｓ系统计算 Ｃ 机，Ｃ Ｄ Ｓ系统根据油品质量是否合格 自动决定油
９＃ ０ 普通
２００ ０． ３００ ６． ２００ ０．
８００ ４ ．
９＃ ０ 新标准 ９＃ ３ 普通 ９＃ ３ 新标准 ９＃ ７ 新标准
２ ６４ ２ ．
４ ３． ０ ２
１９ ９ ５．
４４６ ８ ．
罐容之间的矛盾 日趋尖锐。 鉴于此， 改燕山炼油厂汽油罐一罐调和工艺 为在线质量调和工艺， 极为迫切。
７５ 一７６ １＃ １＃ ３＃ ６ １ 一３ ＃ ８＃ ４ ３ 一８ ＃ ２＃ １ ０ 一２ ＃
８＃ ６ ５ 一８＃
成品油 成品油 成品油 成品油 组分油 组分油 组分油
张雷 ． 山炼油厂汽油在线质量调和可行性分析 燕
汽油在线质量调和的主要优点：１各组分油 （） 能够最合理地使用， 即尽量少用高辛烷值组分， 以 降低成本， 提高经济效益；２可以利用节省下来 （） 的高辛烷值组分多生产高标号汽油；３减少中间 （） 分析过程， 节省人力、 物力， 降低能耗、 物耗； ） （减 ４ 少调和时间， 尽量少用或不用组分油罐， 使有限的 汽油罐容发挥更大的作用， 缓解汽油产量上升、 牌
冗余， 降低产品成本， 并有效缓解炼油厂汽油储运系统堪容紧张的矛盾。
关健词 ： 汽油 在线质，调和
燕山炼油厂汽油调和工艺现仍为罐一罐调 已有三十余年历史。此种工艺的缺点主要有： 重芳烃以及来自 化工系统的ｑ 和ｑ、 Ｔ Ｅ等。 和， ＭＢ （） １成品汽油质量波动较大， 辛烷值平均超标 ０ ５ ． ２０ 年汽油产量为 １６ ｋ，０ １ ００ ４２ ２０ 年预计为 １３ ｔ ６０ ．， ．， ｋ（ １。汽油产品现有五个牌号， ｔ 见表 ） 分别为ｇ＃ 一１５抗爆指数平均超标 ０５造成较大质量浪 ｏ 经济效益损失较大；２调和时间长， （） 物耗高， 普 油、 ＃ 通汽 ９ 新标准汽油、 ＃ ０ ９ 普通汽油、 ＃ ３ ９ 新 费， ３ 劳动强度大； ） （ 化验分析工作量大；４ 占用组分 ３ （） 标准汽油、７ 新标准汽油。燕山炼油厂现有汽 ９＃ 罐多， 使成品油罐容相对减少。根据石化企业储 油储罐总容积 ８００ （ ２ ， ５０ 衬 见表 ）汽油调和工艺 运系统罐区设计规范， 成品汽油储存时间应以 １ ５ 为罐一罐调和， 需占用大量组分油罐， 汽油产量与 天为宜， 而燕山炼油厂成品汽油储存时间只有 ６ 组分、 成品库容之间的矛盾十分突出。 － ７ 在无法建设新 表 １ 燕山炼油厂汽油产ｆ ｋ 天。随着汽油产量逐年上升， ｔ 的成品油罐区的情况下， 成品汽油出厂量与汽油 年 份 １９ ９９年 ２０ ００年 ２０ 年（ ０１ 预计）
控 制 系 统
声些 登矍 些 赓笠」｛ 垦
马达辛烷值仪表及近红外仪 ｝ ｝气 动 调 节 阀
汽油辛烷值、 密度、 蒸汽压等） 和多个物流；） ｂ测量 范围不受限制， 响应时间短， 一般在十几秒之内， 便于过程控制；） ｃ设备相对简单， 易于维修；） ｄ分 析仪可离开现场， 不采样， 不处理样品；） ｅ价格相
Ｋ（ Ｎ） — ＭＯ 成品汽油马达法 目标辛烷
值；
值；
Ｋ （Ｏ — ｚ Ｎ） Ｒ
组分油研究法辛烷值；
张雷 ． 燕山炼油厂汽油在线质量调和可行性分析
组分管线 。
图 ２ 汽油在线质ｔ调和原则流程
４ 汽油在线质ｆ调和的优化控制模型
４１ 优化控制模型的主要任务 ． （） １控制调和产品的辛烷值满足目 标辛烷值 的同时使冗余辛烷值减少到最低；
（） ２调和过程中能够进行组分优化， 尽量多用 低辛烷值组分， 节省高辛烷值组分， 以降低成本； （） ３产品辛烷值必需能够满足相应质量要求， 各组分油的用量 比例必须满足相关产品的配方要 求；
目 燕山炼油厂汽油产品以９＃ ３ 新 前， ０ 和９＃ 标准汽油为主， 长远来看， ＃ ９ 汽油产量将有所减 ０
少， ＃ ９＃ ９ 及 ７ 汽油产量将有所上升。燕山炼油 ３ 厂汽油调和组分主要有催化汽油、 重整汽油、 ｑ 和马， Ｂ ＭＴ Ｅ及添加剂等（ 将来还可能有烷基化
油） 。故汽油在线质量调和可由五条组分油管线、
工业 ・ 生产
石化技术 ， ０ ，（）１一１ ２ １８１ ： ０ ４ ８
燕山炼油厂汽油在线质量调和可行性分析
张 雷
（ 中国石油化工股份有限公司燕山分公司炼油厂， ２０ ） １ ５３ ０
中石化股份公司燕山分公司炼抽厂汽油调和目 前仍为嫩一雌调和， 造成成品汽油质量冗余大， 成品油堆容紧张。 汽油管道调和是一项成熟技术， 在炼油厂轻油暇区实施后， 将能够在保证汽油质量的基础上尽最大可能减少汽油质量