煉油廠生產管理自動化信息系統應用
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摘要：現代煉油生產調度和操作管理流程必須建立在完整的自動信息系統上，以便及時收集和處理每個生產設施的運營數據，為現代煉油廠的生產管理和運營計劃提供了良好的保障。跟蹤石油產品和設備的運行，定期監視、收集、分析和匯總生產過程的質量指標，并根據這些可靠的數據，隨時調整生產過程是現代化石油化工企業的生存之本。
引言
為工廠戰略目標、形成結構和生產流程提供技術支持是煉油企業信息化建設的目的。工廠設立戰略目標是為了實現工廠效益的最大化。隨著信息技術的高速發展，工廠的發展需要融入信息技術，提升工廠的綜合運行效率，完善生產技術流程，為煉油廠的高速發展提供技術保障。
1近現代煉油廠的主要生產過程
現代煉油廠通常采用精煉技術需要科技手段給予幫助，同時成本也是精練過程中至關重要的因素。舉個例子，延安石化公司的2500萬噸-1煉油廠，整個過程采用短流程和線性設計，這樣的設計使整個過程簡潔化。通過消除不必要的中間環節，該公司節省了不必要的生產成本并大大降低了生產風險。中國石油某2500萬噸*A-1煉油廠的生產過程使用2500萬噸A-1的常壓和真空設備進行原油的初始分餾。直餾原油進入石腦油進行氫化，直餾汽油進入汽油加氫精制，柴油進入加氫裂化裝置生產高級汽油柴油。類似地，將通過常壓分餾和減壓分餾獲得的殘余油通過催化進一步處理。蠟油分為兩部分，一部分被催化原料催化，另一部分被蠟油氫化，以生產汽油和柴油。噴氣燃料的組分可以通過蠟油的氫化和分餾，或通過常壓和真空裝置的直接蒸餾而獲得。兩種噴氣燃料都可以參與噴氣燃料的混合生產。其中，蒸汽由催化裝置和動力裝置平衡，氫氣主要由制氫裝置，電解制氫裝置，重整裝置和PSA裝置平衡。通過撬起PSA分解氣，切割回收氣和氣化混合C4氣化爐，來平衡氣體。
2現代煉油廠的運行管理特點
隨著信息化水平的逐漸提升，現階段自動化信息系統已經在監控煉油廠的日常運行管理工作中得以廣泛推廣雖然我國煉油廠自動化信息管理系統的興起時間相對來說較短，但是在近幾年整體呈現出較好的發展態勢，已經初步具備科技化、精細化以及經濟化特點。就現階段煉油廠的自動化信息系統運行管理特點來說，直線型煉油工藝和短流程煉油工藝是應用頻率最高的設計形式，其省略了不必要的煉油中間環節，所以更方便生產管理人員對投入成本進行控制，實現生產風險規避。比如說，部分煉油廠企業會使用常減壓設備分餾原油，分離出柴油、汽油以及石腦油等物質。其后，則會運用輕精制設備或者輕液化設備直接加工直餾油，產出汽油和柴油。除此以外，由于在煉油廠生產工作過程中會涉及到多項相互關聯設置的應用，必須保障整套裝置的聯系運轉才能順利產油。所以，煉油廠方面，不僅要考慮到高效率的生產調度和運行管理問題，還要對煉油廠生產系統的工作時間、循環方式等方面進行統籌管理，保障現代煉油廠運行管理的可靠性和穩定性。
3現代煉油廠的自動化信息系統運行現狀
煉油和化工企業屬于生產加工行業，多套設備相互連接是其重要特點。每套設備的產品可以是最終產品，也可以是其他設備的原材料，叫做中間產物。整個物料在常減壓、催化，氫化，重整，芳烴萃取等裝置之間流動，需要一直運轉，不可中途終止操作。設備之間不僅存在物料平衡還存在能量平衡。原始原油、原料在在各個容器內進行經過多次試驗，在多次物理、化學反應之后得出相應的商品油。市場對石油商品的要求在不斷提高，煉油廠在進行石油生產的過程中，技術人員應重視控制施工工藝。生產經營調度作為煉油時的核心，生產管理具有重要的意義，良好的生產管理可以提升石油綜合質量。所以，將自動信息系統應用于現代煉油廠的生產調度中是非常必要的。在出廠之前，對每個設備的中間鏈接的控制以及成品油的質量分析都需要自動化信息系統的支持，減少生產環節的失誤。
4在實際生產中全自動信息系統的運行調度
4.1DCS系統的引進
DCS(分布式控制系統)是DistributedControlSystem的縮寫，在我國通常被稱為分布式控制系統。它的本質是一個多層計算機系統，這個系統是由是一個程控制系統和過程監控系統所組成的。他在互聯網上傳遞設備所獲取的信息，4C技術就是因此而集成的，這項技術分別由計算機、通信、顯示和控制所構成。這項技術的主要活動有分散到不同的電子設備進行控制控制，集中到主要計算機進行簡單操作，分出數個層次進行管理，它們的特點就是有靈活性和便攜性。同時，主機可以集中各個設備的信息進行處理。它們的特點就是有靈活性和便攜性。同時，主機可以集中各個設備的信息進行處理。它靈活，可靠，開放，可控且易于維護，并能夠完美完成一個工作。部分先進發達國家已經研發成功了一些新的信息控制系統，這對煉油廠生產質量的提高十分顯著。這種新型的信息控制系統使用現代、有效和適當的專業計算技術，以實現整個煉油廠和工廠實時生產過程之間的信息共同通、信息監管和信息調度。
4.2LIMS系統的引進
LIMS系統為實驗室信息管理系統的簡稱。其構成部分為計算機硬件以及相應的計算機應用軟件。此系統可以快速完成數據的收集、分析以及管理。LIMS系統基于信息技術的發展，結合實驗室的總體環境以及總體水平，建成的集信息收集、信息軟件處理以及數據庫信息整合為一體的信息系統。其工作原理為以實驗室為基礎，通過信息技術將業務流程、實驗方案、圖書材料等完美地粘合在一起，從而形成一種現代化，信息化管理系統。LIMS管理系統在現代煉油廠生產的應用在實際生產上有利于改善產品質量，大大提高數據分析的綜合效率，提高信息整合的速度，技術人員可以依托此技術進行數據的深入分析。
4.3原油調和、倒罐批量下單系統的引進
由于某石化2500萬t*A-1煉油工廠可以系統加工品種多樣、性質不一海外原油的特點，煉油廠引進石油原油調和優化系統。，根據該系統，可以快速的實現遠程訂購、線上指揮、網絡監控，時間成本，經濟成本就是通過這樣的線上作業減少的，并能提高作業效率。廣西石化總公司的生產戰略目標可以根據原油調和優化系統查詢儲油罐的運行情況、檢查原油庫存容量、終端油的排放情況和船艙卸油操作。還有常減壓油的供應情況以儲油碼頭工廠的各種運轉原油、成品油的方法。倉庫和廠內的操作員可以根據生產和業務計劃的工作要求逐步實現設備的集油、注油、調和等操作。特別是在原油調和操作中，可以為組分罐檢查，單罐組分追蹤，摻和罐組分追蹤，摻和目標罐追蹤以及摻和質量狀態跟蹤提供可靠的數據。
5自動化信息系統功能的實現
在煉油廠的日常生產作業中，自動化信息系統的主要功能要通過圖形建模和優化求解等來實現，由此需要相關技術人員特別注意對子模塊和數據庫的明確。
5.1決策推理子模塊
在煉油廠方面使用信息系統實現最優化求解的過程中，技術人員必須認識到決策推理子模塊所發揮的不可或缺的作用，以專家系統的推理準則作為基礎依據，分析生產線中原油的供應量以及成品油的品質情況。如此一來，自動化信息系統的子模塊就會自動調度公用工程、協調生產調度情況。而在人員在信息系統實現優化求解時，需要考慮到包括加工費用、生產材料以及側線性質等諸多約束因素。
5.2模型概述
在煉油廠自動化信息系統發揮作用的過程中，相關部門的人員要通過對子模塊的最優求解來實現經濟效益的最大化。所以，這也就需要相關人員借住，決策推理子模塊中輸出的數學模型和流程圖對子模塊的運行狀況進行分析，并將由此推斷出的生產調度管理信息和運行管理信息重新反饋給決策推理子模塊。在這一過程中負責人員應該高度注重對數學模型中約束性條件的檢查，判斷其中是否具有明顯的矛盾性約束條件。此后，要借助分析推理的結果以及生產調度周期信息重新進行數學建模，結合煉油廠的實際生產情況，采用更加科學的生產調度約束方式。比如說，如果煉油廠方面對生產線中調度成品油局部傳遞的油制品有所需求，那么可能最終所選取的生產調度約束方式就是非線性或雙線性。最后，用戶通過求解器對數學模型進行優化求解。
5.3圖形建模子模塊
用戶可以利用視圖庫以及控件來開發圖形建模子模塊，并編輯圖形相應的信息。與此同時，需要注意將信息錄入到操作界面中并完成全流程的模型建構工作。除此以外，煉油廠的相關技術人員應該負責通過子模塊建模來架構煉油廠生產調度和運行管理流程圖，保障流程圖的精準性與可靠性，達到簡化運行管理流程的效果。
5.4數據庫
借助現代化信息化手段，用戶可以在數據庫中通過便捷的操作完成數據維護、數據編輯或者數據查詢等基礎業務。在這一過程中，煉油廠的相關人員應該借助這些功能對存儲流程圖，數據庫信息以及歷史數據信息進行優化求解，保障傳遞的模塊數據和決策推理中產生的數據準確無誤，實現對物料信息調度和存儲，制定更加科學合理的油品生產計劃和運營管理計劃。
6運行調度管理伴隨自動化信息發展成果的展望
對于煉油工廠，尤其是中國石油、中國石化等大型企業化工廠而言，原油經過不管是催化、裂化、重整，還是加氫、芳烴萃取等過程形成不同的成品油，從而達到增值產品的目的，離不開精心的組織，完備周密的計劃，規范、細心操作，嚴格把控生產環節，為周邊的環境安全提供保障。在煉油的生產過程中，系統會記錄大量的數據，在自動化信息技術的后臺被收集，自動化信息技術在對生產模型進行專業處理之后，與管理層和控制層進行雙向通訊，進而優化整合技術生產環節。現代煉油廠重視信息技術系統的合理調節，通過研發高質量的自動化信息系統，提高生產的綜合質量，其可以對流程圖進行快速繪制，對設備的各方面報表進行快速閱讀，還能在各個設備之間建立一個中間服務器，對各個設備進行數據共享。
7結語
隨著社會經濟水平的不斷提高，我國對石油資源的依賴會日益增加。研究學者曾經說過”現代大型煉油企業的建設和發展是一國經濟發展的重要組成部分”。現代煉油廠的生產核心部分是企業的生產調度，工廠經濟效益是否能夠穩步提高與生產經營調度的水平高低有著密切的關系。現代煉油廠重視信息技術的研發創新，通過科學的理論依據，來提升煉油生產的綜合質量。由此可見，自動化信息信息系統的研發與應用是現代石油生產的必經之路。
作者：薛永旭 單位：中國石油四川石化有限責任公司