Sử dụng quy hoạch tuyến tính để tính toán tổn thất kinh tế khi xảy ra sự cố dừng hoạt động các phân xưởng công nghệ trong nhà máy lọc dầu

Nguyễn Thanh Sang, Đặng Thị Tuyết Mai, Trương Như Tùng Nguyễn Hữu Lương, Châu Khiếu Hân, Trần Vĩnh Lộc Viện Dầu khí Việt Nam Email: bem2vnn@gmail.com

Tóm tắt

Bài báo ra mắt chiêu thức giám sát tổn thất và đề xuất kiến nghị giải pháp quản lý và vận hành tối ưu dựa trên quy mô quy hoạch tuyến tính ( Linear Programming Technique – LP ) được tăng trưởng bởi Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Chế biến Dầu khí, Viện Dầu khí Nước Ta trong một số ít ngữ cảnh dừng hoạt động giải trí 1 số ít phân xưởng công nghệ tiên tiến của một xí nghiệp sản xuất lọc dầu nổi bật.

1. Giới thiệu

Quy hoạch tuyến tính là công cụ toán học dùng trong điều tra và nghiên cứu chiêu thức tìm giá trị nhỏ nhất hoặc lớn nhất của một hàm tuyến tính theo một số ít biến, thỏa mãn nhu cầu một số ít hữu hạn ràng buộc được màn biểu diễn bằng hệ phương trình và bất phương trình tuyến tính. Các ứng dụng được thiết kế xây dựng dựa trên công cụ quy hoạch tuyến tính tương hỗ việc thiết lập quy mô quy hoạch tuyến tính trong nhà máy sản xuất lọc dầu, đồng thời giải bài toán quy hoạch tuyến tính để đưa ra hiệu quả là cơ cấu tổ chức những dòng mẫu sản phẩm trong xí nghiệp sản xuất [ 1 ]. Phương trình tổng quát cho một bài toán với số ràng buộc m và số biến n được miêu tả như sau [ 2 ] : Hàm tối đa

Hàm tối thiểu

Hiện nay, chương trình quy hoạch tuyến tính chuyên sử dụng cho ngành công nghiệp lọc hóa dầu được cung ứng bởi : Honeywell Hi-Spec Solutions ( RPMS – Refinery và Petrochemical Modeling System ), Aspentech ( PIMS – Process Industry Modeling System ), Haverly ( GRMPTS ), Schneider Electric ( Spiral Suite ) và Princeps ( PrincepsLP ). Trong đó, hơn 75 % nhà máy sản xuất lọc dầu trên quốc tế sử dụng ứng dụng PIMS để tương hỗ điều hành quản lý hoạt động giải trí của nhà máy sản xuất [ 3 ]. LP được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau [ 2 ] : – Tính toán thành phần kim loại tổng hợp trong công nghiệp luyện kim ; – Tối ưu tỷ suất phối trộn trong công nghiệp thực phẩm, ví dụ sản xuất thức ăn chăn nuôi từ một số ít thành phần với giá nguyên vật liệu khác nhau, đồng thời bảo vệ nhu yếu chất lượng ( giá trị dinh dưỡng ) ; – Tối ưu hóa nguyên vật liệu thô trong công nghiệp xi-măng ; – Cập nhật kế hoạch trách nhiệm đội bay cho những công ty hàng không ; – Tối ưu hóa sản xuất trong công nghiệp xe hơi. Trong công nghiệp dầu khí, quy mô quy hoạch tuyến tính được ứng dụng để tối ưu hóa hoạt động giải trí xí nghiệp sản xuất lọc dầu đã được trong thực tiễn chứng tỏ là đem lại quyền lợi kinh tế tài chính cao và được sử dụng thoáng đãng trên quốc tế. Một số nghành quan trọng trong công nghiệp lọc dầu vận dụng quy mô quy hoạch tuyến tính [ 4, 5 ] : Thiết kế thông số kỹ thuật nhà máy sản xuất lọc dầu ; lựa chọn và nhìn nhận nguyên vật liệu dầu thô ; lập kế hoạch quản lý và vận hành thời gian ngắn và dài hạn ; nhìn nhận, thẩm tra dự án Bất Động Sản góp vốn đầu tư nhà máy sản xuất lọc dầu ; nhìn nhận, thẩm tra những thỏa thuận hợp tác khi chế biến và những hợp đồng đổi khác cơ cấu tổ chức loại sản phẩm ; nhìn nhận, thẩm tra công nghệ tiên tiến mới ; tinh chỉnh và điều khiển, tối ưu hóa hoạt động giải trí của nhà máy sản xuất ; phối trộn loại sản phẩm ; quản trị tồn trữ sản phẩm & hàng hóa ; tối ưu hóa quy trình phân phối nguyên vật liệu, sản xuất và luân chuyển trong công nghiệp lọc dầu. Ở Nước Ta, khi dừng quản lý và vận hành phân xưởng hay nhà máy sản xuất, việc giám sát tổn thất khi có sự cố thường được triển khai dựa trên chiêu thức thống kê và đo lường và thống kê chênh lệch lượng sản xuất ở cuối tháng có sự cố so với tháng trước đó hoặc so với kế hoạch đề ra từ đầu tháng. Như vậy, chỉ huy của nhà máy sản xuất / công ty chỉ biết được tổn thất vào cuối chu kỳ luân hồi báo cáo giải trình do vậy gây ra sự chậm trễ nhất định trong công tác làm việc quản lý và điều hành và quản lý và vận hành xí nghiệp sản xuất. Trong khoanh vùng phạm vi điều tra và nghiên cứu, nhóm tác giả ứng dụng quy mô quy hoạch tuyến tính để tính tổn thất khi có sự cố dừng phân xưởng trong xí nghiệp sản xuất lọc dầu. Bằng cách thiết lập quy mô quy hoạch tuyến tính cho trường hợp cơ sở và những trường hợp dừng phân xưởng theo chu kỳ luân hồi báo cáo giải trình tháng, nhóm tác giả xác lập được chênh lệch về doanh thu giữa những trường hợp dừng hoạt động giải trí với trường hợp cơ sở và giá trị này được gọi là tổn thất của nhà máy sản xuất trong tháng xảy ra sự cố. Mô hình này được kiến thiết xây dựng dựa trên ứng dụng tự tăng trưởng của Viện Dầu khí Nước Ta. Quy hoạch tuyến tính, phân xưởng công nghệ tiên tiến, xí nghiệp sản xuất lọc dầu. Phương pháp được sử dụng để đo lường và thống kê tổn thất kinh tế là dựa trên quy mô kế hoạch tháng. Tuy nhiên, nhà máy sản xuất lọc dầu là một đối tượng người tiêu dùng động nên cần phải update liên tục để bảo vệ độ đúng mực của quy mô đã thiết lập nhằm mục đích phản ánh đúng nhất trong thực tiễn quản lý và vận hành nhà máy sản xuất [ 6, 7 ]. Mô hình kế hoạch hàng tháng là một công cụ phổ cập được cho phép một nhà máy sản xuất lọc dầu đưa ra những quyết định hành động quản lý và vận hành tương thích nhất và / hoặc những hành vi khắc phục những biến hóa trên thị trường một cách kịp thời. Trên quốc tế nói chung và châu Âu nói riêng, những nhà máy sản xuất lọc dầu đã sử dụng quy mô quy hoạch tuyến tính để thiết kế xây dựng kế hoạch quản lý và vận hành hàng tháng, nhìn nhận dầu thô, quản lý và vận hành và tối ưu hóa xí nghiệp sản xuất lọc dầu, quản trị tồn dư, quản trị và đo lường và thống kê tổn thất kinh tế trong những trường hợp dừng hoạt động giải trí để những cấp chỉ huy có những chỉ huy kịp thời nhằm mục đích tối đa doanh thu, giảm thiểu tổn thất cho nhà máy sản xuất [ 8 – 10 ]. Việc sử dụng quy mô tháng cũng giúp những nhà máy sản xuất lọc dầu phản ứng nhanh với những sự cố không bình thường khi dừng hoạt động giải trí khẩn cấp hay tương hỗ ra quyết định hành động so với hoạt động giải trí kinh doanh thương mại hằng ngày.

Hình 1. Phương pháp tính tổn thất khi dừng hoạt động nhà máy lọc dầu

Tính toán tối ưu bằng quy mô quy hoạch tuyến tính giúp những xí nghiệp sản xuất lọc dầu đưa ra những quyết định hành động kịp thời và thuyết phục nhằm mục đích giảm tổn thất cho xí nghiệp sản xuất khi xảy ra quy trình dừng hoạt động giải trí để xử lý sự cố phát sinh so với bất kể phân xưởng nào mà đơn cử là 3 phân xưởng chính CDU, RFCC và CCR. Mỗi nhà máy sản xuất có thông số kỹ thuật công nghệ tiên tiến riêng, tiêu chuẩn vận dụng cho những mẫu sản phẩm cũng không trọn vẹn giống nhau, do đó cần thiết kế xây dựng quy mô quy hoạch tuyến tính cho từng nhà máy sản xuất và dựa vào quy mô này để tính tổn thất và tối ưu cho xí nghiệp sản xuất. Phương pháp thống kê giám sát tổn thất kinh tế được diễn đạt tóm tắt trong Hình 1. Mô hình quy hoạch tuyến tính cho trường hợp cơ sở được kiến thiết xây dựng dựa trên tài liệu quản lý và vận hành thực tiễn và sẽ được hiệu chỉnh cho một số ít trường hợp dừng hoạt động giải trí. Chênh lệch doanh thu giữa những trường hợp dừng hoạt động giải trí những phân xưởng với trường hợp cơ sở được xem là tổn thất của xí nghiệp sản xuất.

2.1. Xây dựng mô hình quy hoạch tuyến tính cho trường hợp cơ sở

Các phân xưởng công nghệ tiên tiến chính của một xí nghiệp sản xuất lọc dầu nổi bật được xem xét trong nghiên cứu và điều tra này gồm có : CDU, NHT, CCR, KTU, RFCC, LTU, NTU, PRU, ISOM, LCO HDT. Sơ đồ công nghệ tiên tiến của xí nghiệp sản xuất lọc dầu được trình diễn trong Hình 2. Propylene sẽ làm nguyên vật liệu cho phân xưởng sản xuất polypropylene.

Hình 2. Sơ đồ công nghệ của một nhà máy lọc dầu điển hình

tin tức cơ sở để thiết kế xây dựng quy mô quy hoạch tuyến tính như sau : – Nguyên liệu của nhà máy sản xuất lọc dầu là hỗn hợp dầu thô có tỷ trọng 0,826. Công suất giải quyết và xử lý 4.708.409 thùng / tháng ( ~ 1.039 m3 / giờ ) : – Cân bằng vật chất tổng quát của quy trình được thiết lập dựa trên những tài liệu về đặc thù dầu thô và cân đối vật chất giám sát của những phân xưởng công nghệ tiên tiến do nhà phong cách thiết kế cung ứng. Cân bằng vật chất của quy trình trộn lẫn tạo mẫu sản phẩm cuối được đo lường và thống kê tối ưu hóa, thỏa mãn nhu cầu những pháp luật về chất lượng mẫu sản phẩm ; – Nhiên liệu sử dụng trong xí nghiệp sản xuất từ những nguồn : + Sản phẩm khí ( fuel gas ) sinh ra từ những phân xưởng trong nhà máy sản xuất ; + Dầu DCO từ RFCC, tiêu thụ khoảng chừng 50.313 thùng / tháng ( ~ 11,11 m3 / giờ ). – Các mẫu sản phẩm sản xuất đạt tiêu chuẩn chất lượng theo pháp luật hiện hành.

Bảng 1. Giá nguyên liệu và sản phẩm áp dụng cho mô hình

2.1.1. Hàm mục tiêu

Hàm mục tiêu được sử dụng là hàm tối đa doanh thu, trong đó : Lợi nhuận = ∑ ( giá mẫu sản phẩm ) × ( lượng loại sản phẩm ) – ∑ ( giá nguyên vật liệu ) × ( lượng nguyên vật liệu )

2.1.2. Các thông số và ràng buộc xây dựng mô hình

Mô hình quy hoạch tuyến tính được kiến thiết xây dựng : – Ràng buộc về cân đối vật chất mẫu sản phẩm trung gian qua những phân xưởng, gồm hiệu suất dòng mẫu sản phẩm và hiệu suất của thiết bị giải quyết và xử lý. Phương trình cân đối vật chất [ 4 ] : ( Lượng sản xuất + lượng tiêu thụ cho những phân xưởng ) – nguyên vật liệu = 0 – Sơ đồ phối trộn loại sản phẩm của xí nghiệp sản xuất lọc dầu biểu lộ trong Hình 3. – Các ràng buộc về chất lượng mẫu sản phẩm sẽ tuân theo những ràng buộc về chỉ tiêu chất lượng loại sản phẩm của nhà máy sản xuất ; – Ràng buộc về nhu yếu nguyên vật liệu cho xí nghiệp sản xuất : lượng DCO dùng làm nguyên vật liệu cho nhà máy sản xuất khoảng chừng 50.313 thùng / tháng ( ~ 11,11 m3 / giờ ) ; – Khi trộn lẫn những dòng loại sản phẩm trung gian, đặc thù của loại sản phẩm cuối thường có quan hệ theo quy luật tuyến tính với đặc thù giữa những dòng thành phần. Tuy nhiên, có những đặc thù không tuân theo quy luật này ( như RVP, độ nhớt … ) nên cần chuyển những đặc thù này sang chỉ số trộn lẫn để hoàn toàn có thể phối trộn theo những phương trình tuyến tính. Các chỉ số trộn lẫn của dòng thành phần và dòng loại sản phẩm sẽ tuân theo quy tắc trộn lẫn tuyến tính, trong đó lượng thành phần trộn lẫn và mẫu sản phẩm được tính theo thể tích. Các chỉ số trộn lẫn được giám sát trải qua công thức trộn lẫn sau :

Trong đó – Number : Giá trị của đặc thù ; – RefIndex, RefConst, RefNumber, γ : Các hằng số ( nhờ vào vào đặc thù ).

Hình 3. Sơ đồ phối trộn sản phẩm của nhà máy lọc dầu

2.1.3. Kết quả mô hình quy hoạch tuyến tính và thực tế

Cơ cấu mẫu sản phẩm giữa tác dụng giải quy mô quy hoạch tuyến tính được lập và số liệu trong thực tiễn nhà máy sản xuất biểu lộ trong Bảng 3. Sai số giữa tác dụng quy mô quy hoạch tuyến tính và số liệu thực tiễn nhà máy sản xuất < 1 % cho thấy quy mô quy hoạch tuyến tính phản ánh khá chính xác thực tế và đủ độ đáng tin cậy để làm cơ sở thực thi những nhìn nhận tiếp theo.

Bảng 2. Các thông số trong phương trình trộn lẫn [ 5 ]

Bảng 3. So sánh cơ cấu sản phẩm giữa kết quả giải mô hình và thực tế nhà máy [11]

Bảng 3. So sánh cơ cấu tổ chức loại sản phẩm giữa tác dụng giải quy mô và thực tiễn xí nghiệp sản xuất [ 11 ]

2.2. Xây dựng mô hình quy hoạch tuyến tính cho các trường hợp dừng hoạt động các phân xưởng công nghệ

Để nhìn nhận tổn thất kinh tế khi dừng hoạt động giải trí một phân xưởng công nghệ tiên tiến trong nhà máy sản xuất lọc dầu, quy mô quy hoạch tuyến tính cần phải được kiểm soát và điều chỉnh một số ít thông số kỹ thuật, đơn cử : – Chuyển đổi ràng buộc hiệu suất quản lý và vận hành tối đa của những phân xưởng từ chu kỳ luân hồi ngày sang chu kỳ luân hồi báo cáo giải trình theo tháng và giả sử 1 tháng sẽ tương ứng với 30 ngày ; – Phân xưởng X bất kể dừng hoạt động giải trí y ngày thì ràng buộc hiệu suất quản lý và vận hành ( tối đa ) được giám sát theo công thức :

Ràng buộc công suất vận hành

– Mô hình phải bảo vệ trộn lẫn hết những cấu tử. Trong trường hợp có dư những loại sản phẩm trung gian cần đưa những mẫu sản phẩm này về bồn chứa loại sản phẩm trung gian của nhà máy sản xuất. Theo số liệu phong cách thiết kế, bồn chứa loại sản phẩm trung gian đều được phong cách thiết kế cho 4 ngày quản lý và vận hành thông thường của nhà máy sản xuất. Do đó, trong trường hợp những phân xưởng dừng hoạt động giải trí dưới 4 ngày vẫn hoàn toàn có thể bảo vệ những phân xưởng khác hoạt động giải trí thông thường và mẫu sản phẩm trung gian hoàn toàn có thể sẽ được chứa trong những bồn chứa này ; – Kết quả từ quy mô quy hoạch tuyến tính gồm cơ cấu tổ chức loại sản phẩm, doanh thu, hiệu suất những phân xưởng sẽ được so sánh với trường hợp cơ sở nhằm mục đích tính được những tổn thất kinh tế trong trường hợp dừng phân xưởng. Trong những trường hợp nghiên cứu và điều tra, thời hạn ngừng máy được chọn là số ngày dài nhất mà những phân xưởng hoàn toàn có thể ngừng tối đa và hiệu suất CDU không bị mất mát nhiều. Đây là trách nhiệm của bộ phận điều độ sản xuất trong xí nghiệp sản xuất lọc dầu. Trong khi có sự cố, cần xem xét những bể chứa cấu tử trung gian cho nguyên vật liệu những phân xưởng RFCC, naphtha, cấu tử trung gian pha xăng … Trường hợp sự cố lê dài hơn, sử dụng quy mô quy hoạch tuyến tính để xác lập giải pháp tốt nhất để giảm thiểu tổn thất. Theo số liệu trong thực tiễn quản lý và vận hành tại nhà máy sản xuất lọc dầu trong nước, những phân xưởng hay xảy ra sự cố phải dừng hoạt động giải trí gồm CDU, CCR và RFCC. Thời gian dừng hoạt động giải trí trung bình 3 ngày / tháng. Riêng so với phân xưởng RFCC, do tính phức tạp về công nghệ tiên tiến và quản lý và vận hành nên mỗi lần dừng máy phải mất từ 3 đến 5 ngày để giải quyết và xử lý sự cố và chạy lại. Do đó, trong khoanh vùng phạm vi điều tra và nghiên cứu của đề tài, nhóm tác giả sẽ xem xét 3 trường hợp dừng phân xưởng : – Dừng hoạt động giải trí phân xưởng CDU 3 ngày / tháng ; – Dừng hoạt động giải trí phân xưởng CCR 3 ngày / tháng ; – Dừng hoạt động giải trí phân xưởng RFCC 5 ngày / tháng. Ứng với từng trường hợp đơn cử, quy mô sẽ đưa ra giải pháp tối ưu nhất, cũng là giải pháp ít tổn thất kinh tế nhất. Phương án này hoàn toàn có thể giúp giữ nguyên hiệu suất quản lý và vận hành của phân xưởng hiện tại và mẫu sản phẩm trung gian dư sẽ được chứa vào những bồn chứa trung gian hoặc sẽ giảm hiệu suất phân xưởng tương ứng. Các khai báo bổ trợ cho quy mô quy hoạch tuyến tính ứng với từng trường hợp phân xưởng dừng hoạt động giải trí, đơn cử : – Dừng hoạt động giải trí phân xưởng chưng cất khí quyển 3 ngày : + Ràng buộc hiệu suất phân xưởng CDU : 4.237.568 thùng / tháng – Đối với những trường hợp dừng máy của những phân xưởng khác ( CCR, RFCC ) quy mô quy hoạch tuyến tính sẽ chạy tối ưu và đưa ra quyết định hành động nên giữ nguyên hiệu suất quản lý và vận hành của CDU ( những loại sản phẩm trung gian sẽ được chứa trong những thùng chứa loại sản phẩm trung gian và đưa vào chế biến khi xí nghiệp sản xuất chạy lại ) hoặc giảm hiệu suất CDU tương ứng. Do đó ràng buộc về hiệu suất phân xưởng CDU trong quy mô LP sẽ nhỏ hơn hoặc bằng hiệu suất tối đa của phân xưởng ( ≤ 4.708.409 thùng / tháng ). Cụ thể : – Dừng hoạt động giải trí phân xưởng Reforming 3 ngày : • Ràng buộc hiệu suất phân xưởng CDU : ≤ 4.708.409 thùng / tháng ; • Ràng buộc hiệu suất phân xưởng Reforming : ≤ 529.446 thùng / tháng. – Dừng hoạt động giải trí phân xưởng cracking xúc tác 5 ngày : • Ràng buộc hiệu suất phân xưởng CDU : ≤ 4.708.409 thùng / tháng ; • Ràng buộc hiệu suất phân xưởng RFCC ≤ 1.742.404 thùng / tháng.

3. Kết quả tính toán

3.1. Dừng hoạt động phân xưởng CDU 3 ngày

Với những thiết lập bổ trợ ràng buộc khi dừng hoạt động giải trí phân xưởng CDU 3 ngày, quy mô quy hoạch tuyến tính giải bài toán tối đa doanh thu và đề xuất kiến nghị hiệu suất quản lý và vận hành của từng phân xưởng trong xí nghiệp sản xuất được biểu lộ trong Bảng 4. Việc dừng hoạt động giải trí phân xưởng CDU sẽ gây ra hiệu ứng domino dừng cả xí nghiệp sản xuất trong 3 ngày và kéo theo hiệu suất những phân xưởng giảm tương ứng 10 %, ngoại trừ phân xưởng NHT, CCR và ISOM ( hiệu suất giảm khoảng chừng 4 % ). Lý do là ở trường hợp cơ sở, lượng xăng thô làm nguyên vật liệu cho NHT dư do số lượng giới hạn hiệu suất của NHT, CCR và ISOM ( dư 51.169 thùng / tháng ). Lượng xăng này sẽ được đưa đi trộn lẫn xăng M92. Trong trường hợp giảm 10 % hiệu suất CDU ( CDU dừng hoạt động giải trí 3 ngày / tháng ) thì lượng xăng thô vẫn phân phối được gần 96 % hiệu suất của phân xưởng NHT. Công suất của những phân xưởng CCR và ISOM vì vậy cũng giảm đi tương ứng. Thành phần phối trộn xăng M92 biểu lộ trong Bảng 5. So sánh cơ cấu tổ chức loại sản phẩm và doanh thu của nhà máy sản xuất khi dừng hoạt động giải trí phân xưởng CDU 3 ngày với trường hợp cơ sở được trình diễn trong Bảng 6. Theo hiệu quả Bảng 6, khi dừng hoạt động giải trí phân xưởng CDU 3 ngày, hiệu suất của những phân xưởng đều giảm và gây thiệt hại cho xí nghiệp sản xuất khoảng chừng 5,3 triệu USD doanh thu trong tháng xảy ra sự cố, tương tự 1,77 triệu USD / ngày.

Bảng 4. Công suất của các phân xưởng trong trường hợp phân xưởng CDU dừng hoạt động 3 ngày/tháng so với trường hợp cơ sở

Bảng 5. Thành phần phối trộn xăng M92 trong trường hợp cơ sở và trường hợp phân xưởng CDU dừng hoạt động

Bảng 6. Cơ cấu sản phẩm và tổn thất kinh tế của nhà máy trong trường hợp phân xưởng CDU dừng hoạt động 3 ngày/tháng

Bảng 7. Công suất của các phân xưởng trong trường hợp phân xưởng CCR dừng hoạt động 3 ngày/tháng so với trường hợp cơ sở

Việc dừng hoạt động giải trí phân xưởng CDU 3 ngày như ngữ cảnh cũng làm cho sản lượng của những mẫu sản phẩm khác bị giảm, trừ xăng M95. Việc giảm hiệu suất CDU trong tháng làm giảm lượng xăng thô dùng để phối trộn xăng M92 ( trong trường hợp này lượng xăng thô sử dụng để phối trộn bằng 0 ) dẫn đến sản lượng M92 giảm và những cấu tử có chỉ số octane cao sẽ ưu tiên phối trộn M95 làm cho sản lượng M95 tăng lên.

3.2. Dừng hoạt động phân xưởng CCR 3 ngày

Tương tự như trường hợp dừng hoạt động giải trí phân xưởng CDU, ngữ cảnh dừng hoạt động giải trí phân xưởng Reforming ( CCR ) 3 ngày sẽ dẫn đến những phân xưởng NHT, ISOM và LCO HDT cũng dừng hoạt động giải trí do không có nguồn phân phối hydro. Với những ràng buộc bổ trợ, hiệu quả từ quy mô quy hoạch tuyến tính khi phân xưởng CCR dừng hoạt động giải trí 3 ngày / tháng ( tương tự với 27 ngày thao tác / tháng ) được biểu lộ trong Bảng 7. Trong trường hợp phân xưởng CDU giữ nguyên hiệu suất quản lý và vận hành, chỉ giảm hiệu suất của những phân xưởng NHT, CCR và ISOM tương ứng 10 % so với trường hợp cơ sở. Phân xưởng LCO HDT không giảm hiệu suất mặc dầu vẫn dừng quản lý và vận hành 3 ngày là do hiệu suất quản lý và vận hành thông thường chỉ khoảng chừng 60 % hiệu suất phong cách thiết kế nên vẫn còn đủ biên độ để bảo vệ hiệu suất giải quyết và xử lý dầu LCO từ kho chứa khi quản lý và vận hành trở lại. Cơ cấu loại sản phẩm và tổn thất kinh tế của nhà máy sản xuất trong trường hợp phân xưởng CCR dừng hoạt động giải trí bộc lộ trong Bảng 8. Trong trường hợp này, sản lượng của những loại sản phẩm như diesel, dầu đốt FO, nguyên vật liệu phản lực Jet A1 không đổi khác, chỉ có tổng sản lượng của xăng giảm do sản lượng của cấu tử trộn lẫn reformate và isomerate giảm. Sản lượng xăng M92 tăng đáng kể do tăng sản lượng của những cấu tử trộn lẫn xăng có chỉ số octane thấp mà đơn cử là lượng xăng thô ( whole naphtha ). Cơ cấu trộn lẫn xăng M92 của trường hợp cơ sở và ngữ cảnh dừng hoạt động giải trí phân xưởng CCR được bộc lộ trong Bảng 9.

Bảng 8. Cơ cấu sản phẩm và tổn thất của nhà máy trong trường hợp phân xưởng CCR dừng hoạt động 3 ngày/tháng

Bảng 9. Thành phần phối trộn xăng M92 trong trường hợp cơ sở và trường hợp dừng phân xưởng CCR

Trường hợp phân xưởng CCR dừng hoạt động giải trí, sản lượng xăng M92 tăng rất cao ( Bảng 8 ) và hoàn toàn có thể vượt quá nhu yếu tiêu thụ trong tháng hoặc những đơn đặt hàng đã có sẵn trước đó. Vì vậy, để bảo vệ giảm thiểu tổn thất trong trường hợp này, đội ngũ kinh doanh thương mại của nhà máy sản xuất phải tăng nhanh tiêu thụ xăng M92. Với việc điều độ tối ưu quản lý và vận hành của nhà máy sản xuất, phân xưởng CCR dừng hoạt động giải trí 3 ngày sẽ gây tổn thất cho xí nghiệp sản xuất khoảng chừng 1,34 triệu USD trong tháng xảy ra sự cố, tương tự 447 nghìn USD / ngày.

3.3. Dừng hoạt động phân xưởng RFCC 5 ngày

Phân xưởng RFCC có vai trò rất quan trọng, thế cho nên việc dừng hoạt động giải trí phân xưởng này gây ra tổn thất rất lớn cho xí nghiệp sản xuất lọc dầu. Khi phân xưởng RFCC dừng hoạt động giải trí 5 ngày / tháng, quy mô quy hoạch tuyến tính giải bài toán tối ưu và cho câu vấn đáp về hiệu suất quản lý và vận hành của những phân xưởng trong nhà máy sản xuất lọc dầu tương ứng ( Bảng 10 ). Như vậy việc dừng hoạt động giải trí phân xưởng RFCC có tác động ảnh hưởng lớn đến quản lý và vận hành xí nghiệp sản xuất. Công suất những phân xưởng giảm 11,32 – 16,67 % so với trường hợp cơ sở. Trong trường hợp này, cơ cấu tổ chức loại sản phẩm tối ưu khi dừng hoạt động giải trí phân xưởng RFCC 5 ngày biểu lộ trong Bảng 11. Trường hợp này, tương tự như như trường hợp giảm hiệu suất phân xưởng CDU và CCR, hiệu suất của những phân xưởng đều giảm dẫn đến sản lượng sản xuất những loại sản phẩm giảm đáng kể và gây tổn thất cho nhà máy sản xuất khoảng chừng 9,4 triệu USD / tháng, tương tự 1,88 triệu USD / ngày. Tuy nhiên, nếu trong trường hợp phân xưởng RFCC dừng hoạt động giải trí, lượng cặn chưng cất khí quyển ( là nguyên vật liệu cho RFCC ) được chứa trong bồn chứa cặn khí quyển hoặc bồn chứa dầu thô ( trong trường hợp cặn chưng cất khí quyển dư nhiều hơn hiệu suất chứa của bồn chứa cặn khí quyển ) thì tổn thất của nhà máy sản xuất sẽ giảm đáng kể. So sánh tổn thất trong những trường hợp dừng hoạt động giải trí những phân xưởng ( Hình 4 ) cho thấy trường hợp dừng hoạt động giải trí phân xưởng RFCC gây tổn thất nhiều nhất cho xí nghiệp sản xuất, sau đó là phân xưởng CDU và việc dừng hoạt động giải trí phân xưởng CCR gây ít tổn thất nhất.

Bảng 10. Công suất của các phân xưởng trong trường hợp phân xưởng RFCC dừng hoạt động 5 ngày/tháng so với trường hợp cơ sở

Bảng 11. Cơ cấu sản phẩm và tổn thất của nhà máy trong trường hợp phân xưởng RFCC dừng hoạt động 5 ngày/tháng

So sánh tổn thất trong các trường hợp dừng hoạt động các phân xưởng công nghệ của nhà máy lọc dầu

Mô hình quy hoạch tuyến tính đã thống kê giám sát giải pháp tối ưu nhằm mục đích giảm thiểu tổn thất trong những trường hợp dừng hoạt động giải trí những phân xưởng công nghệ tiên tiến của nhà máy sản xuất lọc dầu. Các giải pháp này gồm : giữ nguyên hiệu suất phân xưởng CDU và đưa loại sản phẩm trung gian vào những bồn chứa mẫu sản phẩm trung gian để chế biến tiếp sau khi nhà máy sản xuất quản lý và vận hành trở lại hoặc phải giảm hiệu suất phân xưởng CDU tương ứng. Tuy nhiên, tổn thất hoàn toàn có thể giảm hơn nữa nếu nhà máy sản xuất lọc dầu vận dụng những giải pháp để chẩn đoán sự cố nhanh nhất, đúng mực nhất ( ví dụ sử dụng quy mô CFD ) giúp giảm thời hạn dừng hoạt động giải trí.

4. Kết luận

Mô hình quy hoạch tuyến tính cho nhà máy sản xuất lọc dầu được thiết kế xây dựng để giám sát cân đối vật chất của những phân xưởng công nghệ tiên tiến và cân đối vật chất những dòng loại sản phẩm, tối ưu hóa quản lý và vận hành trong trong điều kiện kèm theo hoạt động giải trí thông thường và những trường hợp dừng hoạt động giải trí nhằm mục đích giảm tối thiểu tổn thất cho xí nghiệp sản xuất lọc dầu. Với những ngữ cảnh giả định, ngữ cảnh dừng hoạt động giải trí phân xưởng RFCC gây tổn thất nhiều nhất, tiếp theo là phân xưởng CDU và việc dừng hoạt động giải trí phân xưởng CCR gây ít tổn thất nhất cho nhà máy sản xuất lọc dầu. Mô hình quy hoạch tuyến tính do Viện Dầu khí Nước Ta kiến thiết xây dựng hoàn toàn có thể vận dụng để thống kê giám sát tổn thất cho những trường hợp dừng hoạt động giải trí những phân xưởng khác nhau trong xí nghiệp sản xuất lọc dầu ; là cơ sở để kiến thiết xây dựng giải pháp quản lý và vận hành tối ưu và giảm thiểu thiệt hại trong trường hợp xảy ra sự cố phải dừng hoạt động giải trí những phân xưởng công nghệ tiên tiến của nhà máy sản xuất lọc dầu.

Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Cảnh. Quy hoạch tuyến tính. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh. 2004. 2. Jean-Pierre Favennec. Refinery operation and management. Petroleum Refining. lnstitut Francais du Petrole Publications. 2001 ; 5. 3. Kunal Haridev Vanmali. Improving refinery productivity through better utilization of crude oil blending using linear programming. University of the Witwatersrand. năm trước. 4. Nguyễn Văn Trọng Luật. Nghiên cứu năng lực chế biến những loại dầu thô sửa chữa thay thế dầu thô Bạch Hổ của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. Viện Dầu khí Nước Ta. 2008. 5. Hoàng Mạnh Hùng. Xây dựng quy mô quy hoạch tuyến tính để tối ưu kế hoạch quản lý và vận hành cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. Giai đoạn 1 : Xây dựng quy mô quy hoạch tuyến tính tổng thể và toàn diện cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất và quy mô mô phỏng cụm công nghệ RFCC của nhà máy sản xuất. Viện Dầu khí Nước Ta. 2010. 6. John Stommel, Bob Snell. Consider better practices for refining operations. Hydrocarbon Processing. 2007 : p. 105 – 109. 7. Toshiya Ishizuka, Osamu Ueki, UmetaroOkamo. Improve refinery margins with integrated planning and scheduling systems. Hydrocarbon Processing. 2007 : p. 75 – 79. 8. Truong Nhu Tung. Howtomakerefineriesprofitable ? Kuala Lumpur. 2013. 9. Confidential Refinery in Germany. Monthly report. May 2017. 10. Sowmya Santhanam. Refinery Planning và Scheduling – Plan the Act. Act the Plan. Wipro Council for Industry Research. 2017. 11. Confidential Refinery in Vietnam. LP Report. 2017. USING LINEAR PROGRAMING TECHNIQUE TO CALCULATE MARGIN LOSS DURING UNIT SHUTDOWN IN REFINERIES Nguyen Thanh Sang, Dang Thi Tuyet Mai, Truong Nhu Tung Nguyen Huu Luong, Chau Khieu Han, Tran Vinh Loc Vietnam Petroleum Institute E-Mail : bem2vnn@gmail.com

Summary

Shutdown of a unit in the sự kiện of an accident is a common occurrence in the operation of any refinery in the world and normally causes a certain amount of damage or loss in margin aspects ( depending on technology configuration, shutdown unit, downtime and decisions made during the incident ). Calculation of margin loss and seeking the optimal solution to minimise its influences are, there – fore, very important. This paper presents the method of productivity loss calculation and proposes the optimal operation plans in some shutdown scenarios for a typical refinery based on the application of Linear Programming Technique ( LP ) developed by Petrovietnam Research and Development Centre for Petroleum Processing ( PVPro ) – Vietnam Petroleum Institute ( VPI ).

pvn.vn

Source: https://bem2.vn
Category: Ứng dụng hay