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摘 要：详述了天津分公司汽油在线优化调合的工艺原理、工艺流程及控制过程，通过总结6个批次的生产调合过程，验证其运行状况。
关键词：在线调合 近红外分析仪 组分油
汽油调合是炼厂利用生产的多种汽油组分，按照某种比例配方和添加剂均匀混合得到符合质量标准的汽油产品的过程，是汽油成品出厂的最后一道工序，也是保证汽油质量指标满足环保和使用要求的重要手段，中国石化天津分公司为了进一步提高技术水平，加大新技术含量、减少质量过剩，提高一次调合成功率，创造较大的经济效益，与北京中科诚毅自动化技术有限公司一起合作，建立汽油在线优化调合系统。
一、调合组分
参与调合的中间组分油为催化汽油、重整汽油、MTBE、MMT等四种，催化汽油从装置馏出口出来经过精制参与调合，其他中间组分油从组分罐中出来参与调合，经过汽油在线调合，调合出成品汽油，包过93#、97#汽油。
二、 结构组成
汽油在线优化调合系统由调合控制系统和在线分析系统组成。
主要有先进的质量控制与优化（APC）、基本调合控制（BBC）、在线近红外分析仪（NIR）反馈控制系统。在线NIR具有分析速度快、精度高的特点，采样周期3min/次，分析计算每一组分的参数，并与目标给定值比较，反馈系统对偏差进行调节，使精确度大大提高。通过质量控制和优化可在保证成品油品质的基础上，达到成本最优化。
三、工艺技术探讨
1.优化调合数据
优化调合是在保证成品汽油的品质上，成本最小为目标函数J，J=M1×A1+M2×A2+…+Mn×An（最小值）。
其中，M1…Mn——各组分油质量流量；
A1…An——各组分油价格。
催汽的质量流量计显示的是装置来的瞬时值，优化调合计算是算出各组分对催汽的流量比值、MMT添加量；质量控制的优化输出变量与催汽的流量的乘积即为基本调合控制中比值控制器的设定值，并且全部都适应品质指标及工艺设备的约束条件，质量控制为操作员提供修改约束条件的数据输入点以及人工比值设定。但是质量控制提供的约束条件是经过工艺物料平衡计算及大量调合经验数据筛选的结果，在正常情况下可以作为静态优化计算约束条件的缺省值。
2.在线近红外分析仪反馈
在线近红外分析技术，其基本原理是物质分子在近红外线的照射下会发生震动能级的跳跃，并发生衍射，对衍射光波进行快速扫描能得到各种光谱，与标准谱图库进行比较就能得出各种物质的比例并计算出相应的值。
四、工艺技术方案
向调合软件中输入汽油出厂标准，之后在每批次调合前，只需输入以下要求：汽油牌号、调合数量。由于各中间组分管线的探头可自动检测各种参数，优化软件据此自动计算出调合配方并下载到控制软件。
系统启动后，控制软件先小量调合并校验分析仪等设备是否进入稳定工作状态，然后才将调合量按配方限定各组分流量增长速度至正常值，在显示器上可以看到各组分的瞬时流量、累积流量、各组分的比率、辛烷值、烯烃、芳烃、苯和硫含量等，以及控制棒图和阀门的开度等有关参数。
在临近达到本次调合总量时，控制软件会控制系统降低流量并进行最后修正以确保“卡边”合格。
五、在线优化调合系统的应用情况
我公司升级改造的汽油在线优化调合系统能满足约130万吨/年的汽油调合量，系统采用在线优化调合技术以提高汽油调合精确度，减少质量过剩。系统以控制辛烷值为主，做到汽油辛烷值富余量不超过0.3个单位；硫含量在线检测误差小于2%（硫含量在150ppm以下时，测量误差小于±3ppm）；在线检测指标控制在出厂标准内，一次调合指标合格率100%，一次调合成功率≥95%。调合系统的在线控制和检测指标为：辛烷值（RON）、烯烃、芳烃、苯、硫含量和蒸汽压，其中烯烃、芳烃和苯含量的在线检测满足国家标准的再现性要求，蒸汽压做在线观测。
第一批次（罐）
成品罐号：203 京标IV 97#汽油
调合总量：2500吨
初始调合比例：催化：重整：MTBE=1400：800：300
（比例配方1：0.571：0.25）
调合设定值按内控标准设定：RON≥97.3，烯烃≤25，烯烃+芳烃≤58，苯≤0.9，硫含量≤45PPM。
调合启动把催化汽油流程引进203罐，并启动重整和MTBE的调合泵，系统自动进入比例调合状态。在线测量RON在97.9～98.1之间波动。系统投指标控制后，重整和MTBE流量自动减小，RON随之变小，先是97.5，然后达到97.3的设定值目标。本罐汽油最终RON为97.5，富余量控制在0.2以内。最终各组分调合量（流量计累积值）：
催化：重整：MTBE=1400：783：293
节约了部分重整汽油和MTBE。
第二批次（罐）
成品罐号：201 国标III 97#汽油调合总量：2450吨
初始调合比例：催化：重整：MTBE=1520：650：280
（比例配方1：0.428：0.184）
调合设定值按内控标准设定：RON≥97.3，烯烃≤28%，芳烃≤40%，苯≤0.9%，硫含量≤130PPM。由于加锰，调合头RON≥96.3。
调合投指标控制，调合软件跟踪调合头工作正常。
本罐汽油最终RON为97.4，富余量控制在0.1以内。最终各组分调合量（流量计累积值）：
催化：重整：MTBE=1540：652：213
节约了部分MTBE。
第三批次（罐）
成品罐号：206 国标III 93#汽油调合总量：2050吨
初始调合比例：催化：重整：MTBE=1400：400：250
（比例配方1：0.286：0.179）
调合设定值按内控标准设定：RON≥93.7，烯烃≤28%，芳烃≤38%，苯≤0.9%，硫含量≤130PPM。
调合投指标控制，调合软件跟踪调合头工作正常。本罐汽油最终RON为93.8，富余量控制在0.1以内。最终各组分调合量（流量计累积值）：
催化：重整：MTBE=1402：376：251
节约了部分重整汽油。
六、结束语
通过3个批次的试运行，可以证明在线调合技术具有以下优点：1）、能够满足生产的需要。我公司成品油罐较少，为了能够满足储存、调合、出厂等正常生产作业的需要，有必要实现并完善在线优化调合系统，该系统缩短了调合、倒罐周期，有效利用现有罐区库存。2）节约了调合组分，汽油成品能够实现质量“卡边”合格，从而优化调合方案，合理匹配资源，节约优先的调合组分，降低调合成本，从而取得较大的经济效益。3）系统操作简单，连续运行稳定可靠。
参考文献
[1] 伍锦荣.汽油调合自动控制系统综述[J].广石化科技，2004.
[2] 袁洪福，褚小立，陆婉珍.发展适合我国炼厂的汽油自动调合成套工艺技术[J].炼油技术与工程，2004.
关键词：在线调合 近红外分析仪 组分油
汽油调合是炼厂利用生产的多种汽油组分，按照某种比例配方和添加剂均匀混合得到符合质量标准的汽油产品的过程，是汽油成品出厂的最后一道工序，也是保证汽油质量指标满足环保和使用要求的重要手段，中国石化天津分公司为了进一步提高技术水平，加大新技术含量、减少质量过剩，提高一次调合成功率，创造较大的经济效益，与北京中科诚毅自动化技术有限公司一起合作，建立汽油在线优化调合系统。
一、调合组分
参与调合的中间组分油为催化汽油、重整汽油、MTBE、MMT等四种，催化汽油从装置馏出口出来经过精制参与调合，其他中间组分油从组分罐中出来参与调合，经过汽油在线调合，调合出成品汽油，包过93#、97#汽油。
二、 结构组成
汽油在线优化调合系统由调合控制系统和在线分析系统组成。
主要有先进的质量控制与优化（APC）、基本调合控制（BBC）、在线近红外分析仪（NIR）反馈控制系统。在线NIR具有分析速度快、精度高的特点，采样周期3min/次，分析计算每一组分的参数，并与目标给定值比较，反馈系统对偏差进行调节，使精确度大大提高。通过质量控制和优化可在保证成品油品质的基础上，达到成本最优化。
三、工艺技术探讨
1.优化调合数据
优化调合是在保证成品汽油的品质上，成本最小为目标函数J，J=M1×A1+M2×A2+…+Mn×An（最小值）。
其中，M1…Mn——各组分油质量流量；
A1…An——各组分油价格。
催汽的质量流量计显示的是装置来的瞬时值，优化调合计算是算出各组分对催汽的流量比值、MMT添加量；质量控制的优化输出变量与催汽的流量的乘积即为基本调合控制中比值控制器的设定值，并且全部都适应品质指标及工艺设备的约束条件，质量控制为操作员提供修改约束条件的数据输入点以及人工比值设定。但是质量控制提供的约束条件是经过工艺物料平衡计算及大量调合经验数据筛选的结果，在正常情况下可以作为静态优化计算约束条件的缺省值。
2.在线近红外分析仪反馈
在线近红外分析技术，其基本原理是物质分子在近红外线的照射下会发生震动能级的跳跃，并发生衍射，对衍射光波进行快速扫描能得到各种光谱，与标准谱图库进行比较就能得出各种物质的比例并计算出相应的值。
四、工艺技术方案
向调合软件中输入汽油出厂标准，之后在每批次调合前，只需输入以下要求：汽油牌号、调合数量。由于各中间组分管线的探头可自动检测各种参数，优化软件据此自动计算出调合配方并下载到控制软件。
系统启动后，控制软件先小量调合并校验分析仪等设备是否进入稳定工作状态，然后才将调合量按配方限定各组分流量增长速度至正常值，在显示器上可以看到各组分的瞬时流量、累积流量、各组分的比率、辛烷值、烯烃、芳烃、苯和硫含量等，以及控制棒图和阀门的开度等有关参数。
在临近达到本次调合总量时，控制软件会控制系统降低流量并进行最后修正以确保“卡边”合格。
五、在线优化调合系统的应用情况
我公司升级改造的汽油在线优化调合系统能满足约130万吨/年的汽油调合量，系统采用在线优化调合技术以提高汽油调合精确度，减少质量过剩。系统以控制辛烷值为主，做到汽油辛烷值富余量不超过0.3个单位；硫含量在线检测误差小于2%（硫含量在150ppm以下时，测量误差小于±3ppm）；在线检测指标控制在出厂标准内，一次调合指标合格率100%，一次调合成功率≥95%。调合系统的在线控制和检测指标为：辛烷值（RON）、烯烃、芳烃、苯、硫含量和蒸汽压，其中烯烃、芳烃和苯含量的在线检测满足国家标准的再现性要求，蒸汽压做在线观测。
第一批次（罐）
成品罐号：203 京标IV 97#汽油
调合总量：2500吨
初始调合比例：催化：重整：MTBE=1400：800：300
（比例配方1：0.571：0.25）
调合设定值按内控标准设定：RON≥97.3，烯烃≤25，烯烃+芳烃≤58，苯≤0.9，硫含量≤45PPM。
调合启动把催化汽油流程引进203罐，并启动重整和MTBE的调合泵，系统自动进入比例调合状态。在线测量RON在97.9～98.1之间波动。系统投指标控制后，重整和MTBE流量自动减小，RON随之变小，先是97.5，然后达到97.3的设定值目标。本罐汽油最终RON为97.5，富余量控制在0.2以内。最终各组分调合量（流量计累积值）：
催化：重整：MTBE=1400：783：293
节约了部分重整汽油和MTBE。
第二批次（罐）
成品罐号：201 国标III 97#汽油调合总量：2450吨
初始调合比例：催化：重整：MTBE=1520：650：280
（比例配方1：0.428：0.184）
调合设定值按内控标准设定：RON≥97.3，烯烃≤28%，芳烃≤40%，苯≤0.9%，硫含量≤130PPM。由于加锰，调合头RON≥96.3。
调合投指标控制，调合软件跟踪调合头工作正常。
本罐汽油最终RON为97.4，富余量控制在0.1以内。最终各组分调合量（流量计累积值）：
催化：重整：MTBE=1540：652：213
节约了部分MTBE。
第三批次（罐）
成品罐号：206 国标III 93#汽油调合总量：2050吨
初始调合比例：催化：重整：MTBE=1400：400：250
（比例配方1：0.286：0.179）
调合设定值按内控标准设定：RON≥93.7，烯烃≤28%，芳烃≤38%，苯≤0.9%，硫含量≤130PPM。
调合投指标控制，调合软件跟踪调合头工作正常。本罐汽油最终RON为93.8，富余量控制在0.1以内。最终各组分调合量（流量计累积值）：
催化：重整：MTBE=1402：376：251
节约了部分重整汽油。
六、结束语
通过3个批次的试运行，可以证明在线调合技术具有以下优点：1）、能够满足生产的需要。我公司成品油罐较少，为了能够满足储存、调合、出厂等正常生产作业的需要，有必要实现并完善在线优化调合系统，该系统缩短了调合、倒罐周期，有效利用现有罐区库存。2）节约了调合组分，汽油成品能够实现质量“卡边”合格，从而优化调合方案，合理匹配资源，节约优先的调合组分，降低调合成本，从而取得较大的经济效益。3）系统操作简单，连续运行稳定可靠。
参考文献
[1] 伍锦荣.汽油调合自动控制系统综述[J].广石化科技，2004.
[2] 袁洪福，褚小立，陆婉珍.发展适合我国炼厂的汽油自动调合成套工艺技术[J].炼油技术与工程，2004.