Планирование производства на нефтеперерабатывающем предприятии.

1. Особенности нефтеперерабатывающего предприятия учитываемые при разработке плана производства и реализации.

Разработка плана на НПЗ связана со следующими особенностями:

• Многопродуктовое предприятие (аналитические процессы);

• Производство проводится по переделам (сырье в полуфабрикаты и т.д. до готовой продукции) Причем, получаемый полуфабрикат может использоваться по-разному, следовательно, возникает проблема распределения полуфабрикатов;

• Сами технологические установки могут работать на разном сырье;

• Технологические установки могут работать на разных режимах (из последних трех пунктов вытекает большое количество вариантов расчета плана)

Порядок разработки плана производства:

1. Определение величины мощностей по установкам;

2. Определение норм расхода сырья, выхода продукции и потерь по каждой установке;

3. Определение объема производства по каждой установке и по процессу в целом;

4. Составление промежуточного баланса, разработка плана смешения;

5. Составление плана производства готовой продукции в натуральном выражении;

6. Расчет объема валовой, товарной и реализованной продукции в стоимостном выражении.

2. Методика расчета производственных мощностей.

Производственные мощности технологических установок рассчитываются по возможности переработки сырья. Мощности НПЗ определяется по сумме мощностей первичных установок. Но мощность нефтехимического предприятия определяется по конечной продукции.

Мощность, в философской ее трактовке переложенной на язык сухих математических формул и зависимостей есть функция:

Где:

- среднесуточная производительность;

- количество суток.

Мощность на конец года вычисляется как:

Где:

- мощность на начало года;

- мощность вводимая;

- мощность выводимая.

Среднегодовая мощность тогда вычисляется так:

Где:

- время до конца года.

Есть еще одна формула мощности:

Где:

- дни работы

Где:

- календарное время;

- коэффициент использования.

СП определяется проектом, либо вычисляется по предшествующему году.

3. Методика расчета плана продукции по технологической установке.

Методика расчета производственной программы по технологической установке:

• Рассчитываются производственные мощности;

• Рассчитывается наличие сырья;

• Рассчитывается выход продукции.

Объем переработки сырья считается по формуле:

СП определяется из анализа работы в предшествующем году как среднеарифметическая. Затем, определяется среднепрогрессирующая СП: Из 12 (по месяцам) величин выбирается 3 лучших идущих подряд, и рассматривают СП как комбинацию из 20-25 лучших величин:

(в знаменателе то число, сколько значений взяли, в числителе сумма этих значений.)

вычисляется исходя из анализа прошлого года. По положению о планово предупредительном ремонте определяется:

• длительность ремонта;

• пробег между ремонтами

На основе этих данных составляется график работы установки (выглядит он примерно так):

Вообще график этот составляется на год, здесь вертикальные линии обозначают конец/начало месяца. Соответственно на этом графике изображен период времени с января по май. Пунктиром изображены периоды ремонта, соответственно более длинный пунктир – капитальный ремонт, более короткий – текущий, обычно указываются даты начала и конца каждого ремонта и число суток продолжительности, сплошная линия – пробег между ремонтами.

Для вычисления объема продукции, объем переработки каждой установки умножается на выход в процентах:

Где:

- выход [%]

Выход определяется на основе анализа выхода прошлого года, который проводится вместе с анализом СП.

Исходя из вышеперечисленных данных, составляется план в виде балансов с поквартальной разбивкой:

Наименование сырья и нефтепродуктов	Выход; %	Выработка, тыс.т.
		Предшествующий год	Планируемые год	I кв	II кв	III кв	IV кв
1	2	3	4	5	6	7	8
Взято нефти обессоленной, тыс.т.	100	1600	1800	Рассчитываются поквартально
Итого	100	1600	1800
Получено
Компонент бензина	20	320	300
Компонент керосина	10	160	180
Компонент ДТ	20	320	360
Итого светлых	50	800	900
Газойль	20	320	360
Полугудрон	29	464	522
Потери	1	16	18
Всего	100	1600	1800

Столбец 3 служит исходными данными для расчета столбца 2, на основе которого и данных о количестве взятой нефти (1800) рассчитывается столбец 4. Изменение режимов работы приводит к изменению материальных балансов.

4. Планирование производства продукции по предприятию в целом (план смешения и промежуточный баланс).

Это пункт включает в себя план расхода коммерческой продукции и полуфабрикатов. Это план составляется по полуфабрикатам. Ибо продукт одной установки может быть сырьем для нескольких последующих установок, это связано с особенностями использования полуфабрикатов:

Наименование	Предыдущий год	Планируемый год	Определение мощности установок
1	2	3	4
Компоненты:
АВТ№1	950	1200
АВТ№2	600	600
АВТ№3	600	600
Всего	2150	2400
Использование П/Ф:
на ароматику	300	300	300
на бензин	1500	1450	1500
на смешение	100	100
на нефтехимию	250	550
Всего	2150	2400

Распределение полуфабрикатов идет по приоритетности и исходя из производственных мощностей:

Предположим что поступил госзаказ на П/Ф для нефтехимии на 550 тыс.т. и для смешения на 100 тыс.т. и завод имеет соответствующие мощности. Вопрос состоит в том, куда пустить остальные 2400-550-100=1750 тыс.т. (2400 планируемый объем выпуска П/Ф всего по заводу). Завод имеет в своем распоряжении также следующие мощности 300 и 1500 на ароматику и бензин соответственно. Возникает дельта в 50 тыс.т. Исходя из того что ароматика является более дорогой чем бензин, решаем отправить 300 тыс.т. на ароматику и 1750-300=1450 тыс.т. на бензин, т.е. мощности для бензина останутся недозагруженными.

Затем производится разработка плана смешения:

Существует 2 методики разработки плана смешения:

1. по четкому рецепту – рецепт для каждого вида продукции уже есть (т.е. разработан кем-то типа НИИ). Форма расчета представляется в виде баланса:

Компоненты	Состав %	Количество, тыс.т	Количество с потерями
1	2	3	4
Масло остаточное	40	120	122,4
Масло дистилятное	60	180	182,6
I погона	50	150	153
II погона	10	30	30,6
Итого	100	300	306
потери	2	6	6

Предположим, что поступил заказ на масло в количестве 300 тыс.т. (состав придуман в том самом НИИ и прописан в столбце 2). Начинаем расчет необходимого количества ингредиентов в столбце 3 согласно рецепту и успешно его выполняем, но тут выясняется, что на наших установках имеются потери в размере 2% от выпуска, т.е. закачав туда сырья для трехсот тыс.т. получим на 2% меньше, т.е. заказ не будет выполнен. Вооружившись этим знанием, вычисляем количество тонн ингредиентов для производства трехсот тыс.т. нашего масла и получаем, что их должно быть 306 тыс.т. В столбце 4 пересчитываем баланс.

2. По свободному рецепту. Осуществляется на основе собственных расчетов, осуществляемым по качественным характеристикам компонентов на основе закона адитивности (предполагается, что сумма качественных характеристик компонентов и готовой продукции едина). К примеру, октановое число бензина является средневзвешенным числом октановых характеристик компонентов: .

Лекция 4 (01,03,07)

Таким образом, чтобы составить план смешения нужно знать качество и количество компонентов, а также требуемое качество и количество топлива.

Пример:

Необходимо произвести два вида бензина: А-92 (АИ-96) и А-76 (АИ-80). Расчет компонентов удобно представить в виде таблицы:

Компоненты	Количество тыс.т.	Октановое число	Октанотонны	Обозначения
1	2	3	4	5
Ароматические углеводороды	120	100	120000	X1, X2
Компонент бензина с каталитического риформинга	230	85	19500	X3, X4
Компонент бензина с каталитического крекинга	300	80	24000	X5, X6
Компонент бензина гидроочистки	80	50	4000	X7, X8
Итого	730	81,5	59500

Столбцы 2 и 3 являются исходными данными, на их основе рассчитывается столбец 4, путем перемножения (столбец2*столбец3), полученные значения октанотонн, суммируются, и на основе этой суммы вычисляется итоговое октановое число компонентов, путем деления на итоговое количество компонентов.

Введем еще одно условие: бензина А-92 (АИ-96) нужно выпустить не менее 200 тыс.т.

Обозначим требуемые количества бензинов как: А-92 – Y1, а А-76 – Y2, затем обозначим количество компонентов входящий в каждый бензин как:

Y1 – X1, X3, X5, X7 (нумерация в порядке следования компонентов в таблице);

Y2 – X2, X4, X6, X8 (нумерация в порядке следования компонентов в таблице).

Имеем 10 неизвестных, следовательно нужно составить систему уравнений для их нахождения. Условно, все уравнения входящие в данную систему можно разделить на следующие группы:

• Уравнения, составляемые на основе закона адитивности:

1. 100X1+85X3+80X5+50X7=92(X1+X3+X5+X7)

или (100-92)X1+(85-92)X3+(80-92)X5+(50-92)X7=0

2. (100-76)X2+(85-76)X4+(80-76)X6+(50-76)X8=0

   • Уравнения составляемые по количеству компонентов:

3. X1+X2=120

4. X3+X4=230

5. X5+X6=300

6. X7+X8=80

• Уравнение, составленное по ограничению бензина А-92:

7. X1+X3+X5+X7≥200

• Уравнение, составленное по числу октанотонн продукции:

8. 92Y1+76Y2=59500

• Уравнение, составленное по количеству продукции:

9. Y1+Y2=730

Для решения вручную введем дополнительные условия:

1. В А-92 прямогонный бензин не идет (Х7=0);

2. Вся ароматика идет в А-92 (Х2=0).

(вообще ее надо было дома дорешать, но я не вижу в этом практического смысла, окончательные значения всего будут в следующей таблице)

На производстве подобная система решается симплекс методом. В результате решения этой задачи находим рецепт смешения и составляем план смешения:

Компоненты	А-92	А-76
1	2	3
Ароматические углеводороды	120	0
Компонент бензина с каталитического риформинга	4	296
Компонент бензина с каталитического крекинга	130,4	99,6
Компонент бензина гидроочистки	0	50
Итого	254,4	476,6

Условие по количеству А-92 выполнено, но мы не можем заключать договор о поставке, а эти цифры, так как не были учтены потери:

Потери:	А-92	А-76
%	1,6	1,57
Тыс.т	4	7,8
Всего получено	250,4	268,1

Для определения рецепта смешения используются ЭВМ. В целом план смешения составляется в виде шахматной таблицы.

Составляется также баланс расхода топлива (при расчете плана производства), т.е. часть товарной продукции мы сожжем. Расчет расхода топлива осуществляется на основании норм расчета топлива. Расчет проводится по каждой установке и представляется в виде таблицы:

Установка	Количество переработки	Норма расхода	Количество расхода
1	2	3	4

Где:

- количество расхода (топлива);

- количество переработки;

- норма расхода.

Затем составляется баланс потерь по заводу. Так как потери имеют разный характер, то расчет проводится по видам потерь:

Виды потерь	Тыс.т.
1. Технолгические потери
АВТ№1	Рассчитываются из материального баланса по установке
АВТ№2
АВТ№3
Итого:
2. Потери при обессоливании
ЭЛОУ№1	Зависит от качества нефти
ЭЛОУ№2
ЭЛОУ№3
Итого:
3. Потери при смешении	Из баланса смешения
4. Потери при транспоритровке	Имеется ввиду транспортировка внутри завода
Всего:

После расчета всех этих пунктов составляется сводный баланс (план производства в натуральном выражении), все расчеты сводятся в таблицу:

Наименование сырья и нефтепродукта	Предпановый год	Планируемый год
1. Взято сырья
здесь перечисляется чего и сколько взяли
Итого: Объем сырья
2. Получено светлых
Перечисляются виды светлых
Итого светлых
Мазут и котельное топливо отдельно, в том числе товарное
Газ:
Всего:
В т.ч. на собственные нужды:
Топливо: Всего
В т.ч. газ
Мазут
3.Потери всего
безвозвратные
Всего:

После его составления определяют глубину переработки нефти (степень использования сырья):

- товарная глубина переработки

Где:

- объем сырья

- объем котельного топлива товарного;

- расход на топливо;

- потери.

- глубина переработки валовая

Где:

- объем котельного топлива валового;

- объем выделившегося газа.

Часто ввиду наших климатических условий требуется большее количество мазута, следовательно, глубина переработки падает.

Далее следует расчет плана производства и реализации в стоимостном выражении (проводится по отдельным видам продукции):

Вид товарной продукции	Вообще здесь количество, но так как количества нету, то я вставил описание
1. Вся товарная продукция из материального баланса	Перечень, вид продукции*цена
2. Прочая товарная продукция	Продукция изготовленная на заводе не из нефтяного сырья
3. Услуги населению и товары народного потребления	Изготовлены из нефтяного сырья
Всего товарной продукции	Сумма первых трех

После этого считаем валовую продукцию:

Где:

- товарная продукция;

- остатки полуфабрикатов на начало года (составляется перечень ПФ с указанием цен и количества);

- остатки полуфабрикатов на конец года (также составляется перечень ПФ, цены естественно уже изменились и количество тоже).

Затем рассчитывается реализованная продукция:

После всего этого составляется сводный баланс производства и реализации:

Наименование	Предплановый год	Плановый год	Изменения
			Абсолютное	Относительное

В этом балансе также указываются указатели:

• Совпадающие:

1. ВП,

2. ТП,

3. РП,

4. Объем переработки сырья,

5. Выработка продукции в натуральном выражении по видам,

• Индивидуальные:

1. Глубина переработки,

2. выход продукции из тонны сырья,

3. Степень использования потенциала,

4. Степень отбора от потенциала.

По этим данным мы оцениваем:

• тенденция показателей;

• количественная оценка изменений;

• соотношение в изменении показателей;

• удовлетворение спроса;

• соотношение между видами продукции;

• определение закономерности между показателями;

Важными показателями являются:

• Средняя цена нефти;

• Средняя цена одной тонны продукции;

Рассмотрим методику планирования производства продукции по факторам (это дает нам степень влияния факторов на РП). В таком анализе используется метод элиминирования (метод цепных подстановок): предполагают, что изменяется только 1 фактор, а остальные остаются неизменными и ведется расчет по каждому фактору, но если фактор рассмотрен, то при расчете других факторов он берется на уровне базового периода, таким образом величина каждого фактора будет зависеть от порядка.

По правилам расчет начинают с качественных факторов, а затем постепенно переходят к количественным, по уменьшению степени значимости количественных характеристик и увеличения степени значимости качественных.

При пофакторном анализе показателя в формуле которого есть дробь вначале рассчитываются показатели в числителе, а затем показатели в знаменателе.

Пример: Есть зависимость:

и необходимо найти ТП в плановом периоде ( ), причем

Лекция 5 (07,03,06)

- в плановом периоде.

Где:

n – число факторов влияющих на показатель.

Факторный метод позволяет нам быстро выйти на факторы влияния, наметить пути увеличения показателей и управлять процессом выполнения плана.

5. Оптимизация производственной программы.

Расчет плана и реализации продукции вручную – трудоемкий и длительный процесс, ввиду многообразия работы. Поэтому план требует несколько вариантов расчета, что тоже удлиняет процесс.

Возникает необходимость выбора оптимального варианта по каждой установке и по заводу в целом.

Используются математического программирования и расчеты проводятся на ЭВМ.

Существуют 2 модели:

• Линейная – на какой-то момент. Она хорошо разработана, но не очень эффективна. В ней не учитывается прибыль и затраты, но в реальности без них никуда. Поэтому при расчете по этой модели мы можем не выйти на прибыль и весь расчет придется переделывать.

• Динамическая – более правильная, но она значительно сложнее и не внедрена. Из за этого используется линейная модель.

6. Линейная модель.

Требует формулировки целевой функции, т.е. критерия оптимизации. После ее определения нужно составить систему линейных уравнений.

Имеются 4 варианта линейной модели.

1. Целевая функция:

Максимизируется выпуск всех видов продукции.

-

-

-

после этого вводится

2. Система ограничений:

   • Ограничение по мощности (по каждой установке и заводу в целом) – минимальная допустимая мощность, не нарушающая технологический процесс;

   • Ограничение по количеству сырья – для всех ТУ. Для завода – можем переработать не больше, чем нам поставили сырья;

   • По выработке продукции и полуфабрикатов – потребление полуфабрикатов не может быть больше, чем произведено;

   • По количеству товарной продукции у четом объемов полуфабрикатов – объем полуфабрикатов должен быть равен объему ТП;

   • Для некоторых продуктов строго устанавливаются пределы выработки (госзаказ, договорные отношения, наличие и поставки сырья, спрос на рынке, коммерческие отношения и т.д.);

   • Качественные ограничения (условия адитивности): (качественная характеристика продуктов – качественная характеристика компонента)*количество компонентов≥0

После этого формируется матричная модель.

Лекция 6 (15,03,06)