乙烯全流程优化汇报之模型优化课件.ppt

1、2014.12.8实践与探索用模型指导乙烯装置全流程优化烯烃厂乙烯车间如何做好装置全流程优化 p抓住两个重点 降本精打细算控制好装置生产成本 增效精益求精稳产多产高附加值产品 如何在原料和产品市场行情瞬息万变的情况下实现装置成本最低和效益最大化，需要借助优化工具模型模型p模型的作用：生产优化、方案测算、排产优化、装置经济性分析等p 第一步，找到装置流程上的关键单元（找关键）p 第二步，设定单元优化目标（设目标）p 第三步，收集建模所需数据库（收数据）p 第四步，选择合理的建模工具（选工具）p 第五步，构建单元特定的模型（建模型）p 第六步，用实际数据或开展试验校验模型（校模型）p 第七步，根据

2、条件变化持续完善和改进模型（完善和改进）如何构建装置模型七步法建模乙烯全流程优化系统模型1 1、吨乙烯原料成本优化模型、吨乙烯原料成本优化模型2 2、乙烯裂解炉效能排序模型、乙烯裂解炉效能排序模型3 3、乙烯裂解炉、乙烯裂解炉COTCOT优化模型优化模型4 4、碳二加氢反应器操作优化模型、碳二加氢反应器操作优化模型5 5、乙烯高附产品损失监控模型、乙烯高附产品损失监控模型6 6、乙烯装置投入产出模型、乙烯装置投入产出模型7 7、乙烯装置时效利润模型、乙烯装置时效利润模型优优化化模模型型监控模型监控模型测算模型测算模型1234567如何选原料，使原料成本最低？如何分配原料，使整体效能最高？如何选

3、择最佳裂解温度，使产品结构最优？如何优化C2反应器操作条件,使cat选择性最高？如何有效监控高附产品损失，使损失最低？如何对原料和产品优化进行测算分析？如何对装置的经济运行实时监控分析？碳二加氢反应器操作优化模型4乙烯裂解炉效能排序模型2乙烯裂解炉COT优化模型3乙烯高附产品损失监控模型5乙烯装置投入产出模型6乙烯装置时效利润模型7吨乙烯原料成本优化模型1乙烯装置生产成本构成成本项目金 额（万元）一、乙烯原料1059010 二、直接辅助材料 2372 三、直接燃料 58614 四、直接动力 52158 五、固定费用 23270 装置总生产成本 1195424 乙烯原料88.6%直接辅助材,0.

4、2%直接燃料4.9%直接动力,4.4%固定费用,1.9%2014年1-10月乙烯装置成本构成比例图降低吨乙烯原料成本是乙烯全流程优化的关键！乙烯原料来源情况原料名称2013年投料量/万吨 1、外购液化气2.78 2、直馏石脑油11.31 3、加氢石脑油40.35 4、LNAP36.36 5、吸附石脑油21.39 6、常压柴油16.94 7、高压加氢尾油47.47 8、外购丙烷2.02 9、拔头油14.71 10、炼厂丙烷1.33 11、液化气18.13 12、己烷混合液4.74 13、己烷抽余液3.72 14、芳烃干气3.80 15、富乙烯气-原料总量/万吨225.05 2440 2339 2

5、157 1906 1787 1593 1490 1465 1404 1386 05001000150020002500富乙烯气500#干气300#干气LNAP吸附NAP分离后LPGHVGO外购LPGAGO二常NAP2014年11月份各种吨原料边际利润，单位：元/吨吨乙烯原料成本优化模型 该模型以乙烯高附收率最大、吨原料成本最低或吨原料边际效益最大为目标，在公司内部和本区域内各种乙烯原料资源量调查和乙烯裂解炉消化各种原料能力统计的基础上，加上各种原料产品收率和裂解产品价格、燃动成本，测算出乙烯所需各种原料的需求量，为优化乙烯原料结构，降低吨乙烯原料成本提供了依据。优化效果-原料结构得到明显改善原

6、料结构得到明显改善NAP36.2%HVGO+AGO,28.6%LNAP,22.7%LPG12.5%2013年乙烯原料结构比例NAP27.8%HVGO+AGO39.8%LNAP,15.3%LPG16.8%富乙烯气0.4%2014年1-10月乙烯原料结构比例高价NAP原料比例下降8.4%，廉价轻烃比例上升4.7%2023-4-266优化成果-吨乙烯原料成本大幅下降吨乙烯原料成本大幅下降1-11月份，通过模型对乙烯原料持续优化，实际完成吨乙烯原料还原成本8378元/吨，较总部下达的指标8445元/吨低67元/吨，较2013年同一口径还原吨乙烯原料成本8552元/吨下降了174元/吨，1-11月共生产

7、当量乙烯139万吨，累计实现原料降本2.4亿元。10实际值 83908469832483978474826483718506829182978378预测值 842484158347833983658257833984478262825983782月3月4月5月6月7月8月9月10月11月累计预测81008150820082508300835084008450850085502014年2-11月份实际值与模型预测值对比，单位：元/吨还原值 8583 8390 8469 8324 8397 8474 8264 8371 8506 8291 8297 8378 84451月2月3月4月5月6月7月8

8、月9月10月 11月 累计指标810081508200825083008350840084508500855086001-11月份吨乙烯原料成本，单位：元/吨吨乙烯原料成本优化模型1碳二加氢反应器操作优化模型4乙烯裂解炉COT优化模型3乙烯高附产品损失监控模型5乙烯装置投入产出模型6乙烯装置时效利润模型7乙烯裂解炉效能排序模型2乙烯装置能耗构成燃料（裂解炉）73.6%蒸汽17.0%电3.1%循环水5.9%氮气0.4%乙烯装置的能耗构成比例图燃料（裂解炉）蒸汽电循环水氮气降低吨裂解炉能耗是降低乙烯燃动成本的关键！扬子乙烯裂解炉概况乙烯裂解炉效能排序模型 该模型以吨原料燃动成本最低和边际效益最大为

9、目标，通过计算出7种炉型在4种原料条件下的吨原料燃动成本与边际效益，测算出裂解炉最佳运行方式，为实时优化裂解炉排产、降低装置燃动成本提供了依据。模型测算优化案例裂解炉位号当前原料当前投料建议原料优化调整建议BA-102LNAP25.5LNAP保持BA-103HVGO22.0HVGO投料0.5t/hBA-104停 炉BA-105LPG20.0LPG投料1t/h BA-106LPG24.0LPG投料1t/hBA-110HVGO25.5HVGO保 持BA-111停 炉BA-1101LNAP45.0NAP变更原料43t/h BA-1102NAP43.0LNAP变更原料45t/h BA-1103HVGO

10、44.0HVGO保持BA-1104HVGO44.0停炉清焦BA-11050.0HVGO投料44t/h 3073133073113053053063373283073043113102802903003103203303402014年1月2014年2月2014年3月2014年4月2014年5月2014年6月2014年7月2014年8月2014年9月2014年10月2014年11月累计值2014年指标髙附能耗（kgEO/t.髙附）优化成果-乙烯高附能耗同比下降乙烯高附能耗同比下降受1#乙烯大修开停车影响318313310.63063083103123143163183202012年2013年201

11、4年1-11月累计乙烯髙附能耗（kgEO/t.髙附）吨乙烯原料成本优化模型1碳二加氢反应器操作优化模型4乙烯裂解炉效能排序模型2乙烯高附产品损失监控模型5乙烯装置投入产出模型6乙烯装置时效利润模型7乙烯裂解炉COT优化模型3乙烯裂解炉COT优化模型 该模型以吨原料边际效益最大为目标，利用SPYRO软件模拟计算出7种炉型在4种原料条件下COT与高附收率、COT与吨原料利润关系曲线，筛选出每种原料在不同裂解炉上的最佳裂解温度，为优化裂解炉操作，提高高附产品收率和装置效益提供了依据。模型测算结果与优化案例时 间2014年10月按吨原料边际效益最高COT最优值/炉 型位 号NAPLNAPHVGOLPG

12、SL-炉型(轻)BA-1102832840/SL-炉型(重)BA-1103/1104/1105832/808/样板炉BA-1101828836/GK-炉型BA-103/110836/808/CBL-炉型BA-102/104/105840848856CBL-R炉型BA-106/107/836/852SRT-炉型BA-111828800位 号当前原料当前投料当前COT建议COT/优化调整建议BA-102LNAP25.5838840COT2BA-104LNAP24.0838840COT2BA-105LPG20.0850856COT6BA-106LPG24.0850852COT2BA-110HVGO2

13、5.5805808COT3BA-111停 炉BA-1101LNAP45.0838832COT6BA-1102NAP42.0838836COT2BA-1103HVGO42.0802805COT3BA-1104HVGO停 炉BA-1105HVGO42.0802805COT3 2014年1-10月模型测算情况8208248208208168168208288328328008048008008008008008048088088328368288328248248328408408447958008058108158208258308358408458502013年11月2014年1月2014年3月

14、2014年4月2014年6月2014年7月2014年9月2014年11月最佳COT/2014年1-10月新区10万吨裂解炉最佳COT变化曲线NAP原料HVGO原料LNAP原料 1-11月份实际累计完成59.41%，2014年指标为59.0%，2013年完成58.63%，较去年提高0.78%。优化成果-乙烯高附产品收率提高乙烯高附产品收率提高高附收率（%）59.3%59.4%59.7%59.5%59.6%59.2%59.2%59.1%59.0%59.4%59.9%59.4%59.0%模型测算值（%）59.2%59.5%59.5%59.5%59.6%59.6%59.3%59.0%59.0%59.4

15、%59.7%2014年1月2014年2月2014年3月2014年4月2014年5月2014年6月2014年7月2014年8月2014年9月2014年10月2014年11月累计值2014年指标58.4%58.6%58.8%59.0%59.2%59.4%59.6%59.8%60.0%2014年1-11月份高附产品收率吨乙烯原料成本优化模型1乙烯裂解炉效能排序模型2乙烯裂解炉COT优化模型3乙烯高附产品损失监控模型5乙烯装置投入产出模型6乙烯装置时效利润模型7碳二加氢反应器操作优化模型4碳二加氢反应器操作优化模型建模背景模型优化结论 该模型以催化剂总选择最高为目标，使用神经网络建模工具，通过对2#乙

16、烯碳二加氢反应器一二段氢炔比、入口乙烯浓度等关键参数优化，测算出最优控制区间，作为反应器优化调整依据。优化成果-2#乙烯碳二催化剂保持了高选择性20.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.002014/7/202014/8/92014/8/292014/9/182014/10/82014/10/28 2014/11/172014/12/72#乙烯碳二加氢反应器操作优化前后对比/%优化后优化前通过优化，催化剂选择性提高10%，效益200万/年吨乙烯原料成本优化模型1碳二加氢反应器操作优化模型4乙烯裂解炉效能排序模型2乙烯裂解炉COT优化模型3乙烯装置投入产出模型6

17、乙烯装置时效利润模型7乙烯高附产品损失监控模型5乙烯高附产品损失监控模型产品质量过剩监控设计含量（V%）实际含量（V%）实际流量（t/h）损失量（kg/h）乙烯产品1#乙烯采出99.9599.9610 40.255 99.188 2#乙烯采出99.9599.9673 48.669 188.602 丙烯产品1#丙烯采出99.699.6490 19.156 140.173 2#丙烯采出99.699.6773 23.570 272.083 该模型以乙烯装置高附产品损失最低为目标，使用LIMS分析数据，用于日常监控甲烷、循环乙烷、丙烷、混合碳四、火炬气组分中超过设计值部分的髙附产品损失量，以及乙烯、丙

18、烯产品质量过剩损失，为优化单元操作和开展技术攻关提供依据。优化成果-髙附产品损失率下降髙附产品损失率下降乙烯损失部位设计含量/%V2013年均值/%V2014年1-10月均值/%V差值/%V1#低压甲烷1.041.36 1.32-0.04 1#高压甲烷0.140.45 0.42-0.02 2#低压甲烷0.661.18 0.25-0.93 2#高压甲烷0.12.87 0.27-2.60 1#乙烯精馏塔塔釜1.00.54 0.02-0.52 2#乙烯精馏塔塔釜0.50.35 0.31-0.05 01234562012/10/182013/1/262013/5/62013/8/142013/11/2

19、22014/3/22014/6/102014/9/18丙烯含量丙烯含量/%V1#乙烯乙烯DA-406N塔釜丙烯含量趋势曲线塔釜丙烯含量趋势曲线吨乙烯原料成本优化模型1碳二加氢反应器操作优化模型4乙烯裂解炉效能排序模型2乙烯裂解炉COT优化模型3乙烯高附产品损失监控模型5乙烯装置时效利润模型7乙烯装置投入产出模型6乙烯装置投入产出模型 该模型以SPYRO软件对现有各种乙烯原料模拟计算产品收率为基础，以乙烯实际投料、原料与产品价格体系以及装置燃动与辅材成本为模型输入条件，测算出装置各种产品产量、收率、吨乙烯原料成本等关键指标，用于优化乙烯原料和产品结构以及效益的综合分析测算。测算案例：10月份月份

20、COT优化调整前后效益测算优化调整前后效益测算原料投入(t/h)产品产出(t/h)髙附收率(%)原 料调整前调整后差 值产 品调整前调整后差 值高附值收率/%调整前调整后差 值富乙烯气3.163.160.00氢 气3.52 3.58 0.063 氢 气1.191.21 0.02 干气投入6.566.560.00乙 烯92.75 93.28 0.530 乙 烯31.331.57 0.28 液化气29.38 29.38 0.00丙 烯45.15 44.94-0.205 丙 烯15.2415.17-0.07 轻石脑油86.00 86.00 0.00甲 烷43.50 44.66 1.162 丁二烯4.

21、524.56 0.05 石脑油20.40 20.40 0.00混合C431.26 31.07-0.193 苯7.127.08-0.04 加氢尾油150.83 150.83 0.00裂解轻油56.23 55.58-0.654 合 计59.3659.59 0.23 循环乙烷19.02 19.02 0.00裂解中油8.58 7.99-0.596 吨乙烯原料成本6958.436948.23-10.20 循环丙烷4.67 4.67 0.00乙烯焦油14.42 14.31-0.108 吨原料边际利润1396.671405.27 8.59 投料合计296.33 296.33 0.00产出合计295.4 29

22、5.4 0.00当月效益：183.3万元测算案例：富乙烷气进乙烯装置效益测算富乙烷气进乙烯装置效益测算原料投入(t/h)产品产出(t/h)髙附收率(%)原 料基础工况富乙烷气差 值产 品基础工况富乙烷气差 值高附值收率/%基础工况富乙烷气差 值富乙烯气1.42 1.42 0.00 氢 气3.17 3.36 0.19 氢 气1.16 1.29 0.13 富乙烷气0.00 12.88 12.88 乙 烯86.29 86.290.00 乙 烯31.60 33.04 1.44 液化气50.01 50.01 0.00 丙 烯41.84 38.92-2.91 丙 烯15.32 14.91-0.42 轻石脑

23、油39.93 39.93 0.00 甲 烷43.14 42.12-1.03 丁二烯4.68 4.55-0.13 石脑油72.98 48.20-24.78 混合C426.94 25.03-1.90 苯6.65 6.30-0.35 加氢尾油108.70 108.70 0.00 裂解轻油51.50 46.22-5.28 合计59.41 60.08 0.67 循环乙烷16.79 18.84 2.05 裂解中油7.58 6.98-0.60 吨乙烯原料成本8224.10 8124.09-100.0 循环丙烷5.17 5.29 0.12 乙烯焦油11.47 10.87-0.60 吨原料边际利润884.72

24、935.19 50.47 合计273.04 261.14-11.90 产出合计271.92 259.78-12.14 年预计效益：-2121万元吨乙烯原料成本优化模型1碳二加氢反应器操作优化模型4乙烯裂解炉效能排序模型2乙烯裂解炉COT优化模型3乙烯高附产品损失监控模型5乙烯装置投入产出模型6乙烯装置时效利润模型7乙烯装置时效利润模型 该模型通过对装置小时边际利润的实时计算，综合反映装置物耗、能耗水平和综合效益变化情况，为提升装置整体平稳率、经济性和优化班组竞赛考核提供了重要的依据。1#乙烯大修前1#乙烯大修后统一按2014年7月份公司财务价格体系下一步计划p持续改进和完善现有7个乙烯全流程优

25、化模型，并定期测算，发布优化简报p继续扩展乙烯全流程优化模型，计划建立裂解炉运行周期预测、裂解气压缩机效率监控等模型p建立乙烯装置全流程模型优化与分析测算中心 打造公司全流程优化样板是乙烯车间的目标！2015年乙烯全流程模型优化目标乙烯全流程优化优化措施目标效益吨乙烯原料成本优化模型 通过持续优化排产计划，将吨乙烯原料成本在计划基础上再降低20元/吨5千万乙烯裂解炉效能排序模型 通过优化裂解炉运行模式，将吨原料燃动成本降低5元/吨1千万乙烯裂解炉COT优化模型 通过优化裂解炉操作温度，将吨原料边际利润提高10元/吨2千万碳二加氢反应器操作优化模型 通过优化碳二反应器操作条件，提高催化剂选择性2百万乙烯装置高附加值损失监控模型 通过优化分离单元操作和技术攻关，使高附产品损失达到设计指标5百万结 言 乙烯车间通过自主开发模型用于装置全流程优化，2014年在绩效与运营提升方面取得了明显的成效，各项经济技术指标与去年同期相比均有较大幅提高，虽然目前我们与同行先进水平相比仍有差距，但是随着公司1400万吨大炼油全面建成投产，大大拓宽了乙烯装置优化空间，我们坚信将乙烯全流程优化进行到底，一定能够成为乙烯行业的佼佼者！GBUTtem37Unit of measure谢 谢！